Рабы и энергосбережение.
Изменения в общественном строе нередко были связаны с энергетическими проблемами человечества. Один из первых энергетических кризисов, с которым столкнулось человечество, произошел в эпоху рабовладения. Труд рабов был малопроизводителен. В этот период Катон Старший (234-149 гг. до н. э.) в своем трактате «О земледелии» предлагал советы по рациональному использованию рабов. Его советы, по существу, не что иное, как перечисление ряда энергосберегающих мероприятий в сельском хозяйстве, конечно, соответствующих уровню развития общества того времени.
И как свидетельствуют некоторые исторические документы, именно в этот период застоя рабовладельчества началось наиболее активное развитие революционных для того времени видов энергетической техники, а также сохранились свидетельства по совершенствованию отдельных энергосберегающих мер.
Зарубежные каменки для индивидуальных финских бань и отечественные печи-каменки для индивидуальных бань.
Считается, что галстук или шейный платок появился в Древнем Риме. Легионеры повязывали его для утепления (считай, что энергосбережение). Но есть археологические подтверждения, что в Китае такими галстуками пользовались воины (220 г. до н. э.). Нередко и сейчас некоторые мужчины носят галстук для утепления.
Именно к этому периоду времени относятся достоверные свидетельства появления достаточно производительной энергетической техники. Покажем это на примере использования энергии ветра для сельскохозяйственного производства — основного в этот период вида человеческой деятельности.
Ветряная мельница — одно из самых древних приспособлений, применяемых людьми для того, чтобы «запрячь» ветер.
Историки считают, что первые подобные сооружения появились в Китае, Персии и Египте. Во всяком случае, остатки ветряных мельниц, построенных в Египте во II-I вв. до н. э., сохранились до сих пор. В Европе такие мельницы появились значительно позднее — приблизительно в X в. н. э.
Первое (из сохранившихся) письменных упоминаний о ветряной мельнице в Европе относится к 1105 г. во французских хрониках 1180 г. и английских 1190 г. уже прямо говорилось о работающих ветряных мельницах — изображение одного из первых таких сооружений было приведено в рукописи «Водно-мельничный Псалтырь», датированной 1270 г.
Надо сказать, что первые ветряные мельницы выглядели весьма неуклюже. На деревянном срубе устанавливались большие вращающиеся лопасти. Причем, чтобы они всегда были подставлены ветру, все сооружение приходилось поворачивать вручную с помощью примитивного рычага.
В дальнейшем конструкции ветряных мельниц непрерывно совершенствовались трудами многих поколений. В средние века огромных успехов в использовании энергии ветра достигла Голландия. Голландские ветряки славились на весь мир.
В сельском хозяйстве этой страны ветряные мельницы также сыграли исключительную роль. С их помощью не только мололи любые продукты (зерно, кофе, какао, перец), но и сбивали масло, выделывали бумагу, строгали доски и даже отвоевывали землю у моря.
Для откачки воды во многих областях этой страны были выстроены ветряные мельницы с водоотливными колесами, которые ставили в низинах возле канав и каналов. В XVII в. некоторые голландские ветряки достигали высоты современного десятиэтажного дома, размах их приближался к 24 метрам, а мощность — к 50 л.с. Устройство голландских мельниц настолько заинтересовало Петра I, что он даже поработал на постройке одной их них.
Ветряные мельницы стали неотъемлемой частью голландской истории. Поэтому в настоящее время в этой стране создана особая ассоциация, которая следит за тем, чтобы ни один из сохранившихся до наших дней ветряков (а их более 900) не исчез с лица земли.
В XVIII в. вопрос экономии энергоресурсов на повестке дня не стоял, однако ветряки были так необходимы, что их усовершенствованием занялись математики и механики, среди которых были и знаменитости — Бернулли, Эйлер.
Новый импульс развитию ветряной техники (в виде ветроэнергетических установок) дал XX в. Рассмотрим эту проблему ниже уже с учетом современных представлений об использовании энергии.
Вентиляция. Пожалуй, одна из самых сложных проблем, с которой столкнулись древние люди, — это организация в помещениях регулируемого воздухообмена, благоприятного для человека, а впоследствии и для животных, оборудования, продуктов и т. д. Современное слово «вентиляция» имеет латинский корень: ventilatio — проветривание.
Вначале появились системы естественной вентиляции, эффективность которых зависит от состояния окружающей среды, точнее, от погоды. Так возникла необходимость в специальных устройствах — дефлекторах. Это название произошло от латинского глагола — отклонять.
Дефлектор— далеко не новинка техники. Известен он очень давно. Конструкции дефлекторов даже при самом поверхностном обзоре поражают своим разнообразием: начиная с печной трубы и кончая такими замысловатыми формами, что описать хотя бы внешний вид весьма затруднительно. Один напоминает летающую тарелку, другой — рыцарские доспехи. Столь же разнообразны, а иногда и причудливы названия дефлекторов. Большинство из них названо по фамилии изобретателей. Названия некоторых прямо указывают на их назначение. Есть дефлекторы «морские» и «трамвайные», «ламповые», дефлектор «самовар» и даже «Общество судостроительных заводов». Среди изобретателей разного рода дефлекторов такие известные ученые и инженеры, как Черепановы, Кардан, Франклин, Сте-фенсон.
Дымоводы— первые трубы — появились еще в VI веке на севере Италии. Во времена средневековья трубы возвышались уже почти по всей Западной Европе. Размеры их были настолько велики, что в них свободно пролезал взрослый человек — трубочист. Однако такие трубы поглощали много тепла, плохо тянули. Но постепенно их конструкции усовершенствовались, и такие модернизированные трубы до сих пор широко применяются в различных областях деятельности человека.
Для защиты от дождя, снега трубы стали прикрывать колпаком. Карниз на конце трубы — тоже совсем не архитектурное излишество, а очень важный функциональный элемент. Основная его задача — предотвратить «опрокидывание тяги».
Хорошая печная труба при горизонтальном направлении ветра независимо от разности температур в помещении и атмосфере позволяет получить вполне удовлетворительную для небольших помещений скорость удаляемого воздуха.
Камин(от лат. — очаг). Исследователи древнего периода жизни людей считают, что камин был первым устройством для организации перехода на систему с отводом продуктов сгорания от очага через дымовые каналы в атмосферу. Камин выполнялся в виде каменной ниши с выложенным в нем костром. Очевидно, от названия «камин» произошло и слово «комната», то есть отапливаемое помещение.
Организованный вывод дыма из жилища в атмосферу позволил резко улучшить воздушный режим и гигиеническую обстановку в нем. Поэтому переход от очага к камину можно определить первым качественным скачком в отопительной технике. Но проблема качества атмосферы была решена за счет роста количества используемого на отопление топлива. Испытания каминов в наши дни показали, что их тепловой КПД весьма низок (10-12%). Этого не могли не понимать предки современных людей. Поэтому каминная и другая отопительная техника постоянно совершенствовалась. Причем развитие отопительно-варочной техники на территории современной России существенно отличалось от зарубежной практики. На территории Западной Европы с мягким климатом были умеренные требования к отоплению и большее внимание уделялось пищеварочным устройствам. Покажем это на примерах.
Каминопечи. Некоторые этапы развития каминной техники приведены на рисунке на следующей странице. Наиболее простой вид камина приведен на рис. а.
Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 702;