Кто есть кто в мире открытий и изобретений - Шалаева Галина Петровна - Страница 44

Вот какая интересная родословная у обыкновенного туалета.

Когда появилось центральное отопление?

Отопительные приспособления относятся к числу самых ранних изобретений человека. Этнографы обнаружили у одного из первобытных племен Замбии приспособление, которое является прообразом современных отопительных систем. Оно представляет собой воздухонепроницаемый ящик, сложенный из камней или кирпича и примыкающий к стене дома. В стене имеются два отверстия.

В нижнее отверстие вдвигается зажженная жаровня, а верхнее плотно закрывается. Примерно через час ящик нагревается, и жаровню удаляют. Нижнее отверстие закрывают, и ящик отдает свое тепло воздуху, находящемуся в доме.

Ближайший аналог этой системы применялся много веков назад в Древнем Риме, где его называли гипокаустом. Считают, что он был изобретен еще древними греками, которые встраивали в стены баки с горячей водой, обогревавшие помещения.

В Древнем Риме этот способ отопления усовершенствовали. С I века до нашей эры в домах стали устраивать каналы для прохождения нагретого в центральной топке воздуха. По системе отверстий и труб он пропускался под полом и в стенах зданий. В качестве топлива использовался малодымящий древесный уголь.

Изобретателем гипокауста считается Сергий Ората (80 год до нашей эры), который использовал его для обогрева аквариумов при разведении рыб.

Однако гипокаусты были достаточно небезопасны: даже небольшая трещина могла привести к тяжелым отравлениям угарным газом. Вот почему довольно быстро на их основе был изобретен калорифер. В нем тепло к комнатам передавалось посредством нагревания воздуха, движущегося за счет разности температур.

Пламя разогревало систему из тонких труб, по которым проходил воздух. Нагретый до высокой температуры, он поднимался к жилым комнатам. Эта система применяется и поныне для отопления больших помещений.

Заменив воздух нагретой водой, а каналы – трубами, инженеры пришли к современной системе центрального отопления.

Как устроена котельная?

Любая котельная состоит из четырех взаимосвязанных частей: котла, горелки, автоматики и обвязки. Котел предназначен для нагревания воды, по устройству он бывает одноконтурными или двухконтурным.

Первый нагревает воду только для отопления. В двухконтурном устанавливают две параллельные системы трубопроводов, одна из которых нагревает воду для отопления, а вторая обеспечивает горячее водоснабжение.

Иногда вместо второго контура рядом с котлом устанавливают теплообменник. Он представляет собой резервуар, предназначенный для нагревания питьевой воды. Обычно температура воды в теплообменнике держится на уровне 60 °C по Цельсию, что считается достаточным для нормальной работы ванны и умывальников.

Важнейшей частью любого котла является горелка. Она рассчитана на жидкое или газообразное топливо. По конструкции различают 3 типа горелок: атмосферные, инжекторные и вентиляторные.

Атмосферные горелки обеспечивают сгорание топлива за счет естественного притока атмосферного воздуха. Обычно они используются в газовых котлах при постоянном давлении газа в газопроводе.

Если давление газа колеблется, то применяют более сложные вентиляторные горелки. Специальный вентилятор создает воздушный поток, который всасывает газ из сопла.

Вентиляторная горелка обеспечивает стабильное пламя даже при колебаниях давления газа. В них гораздо выше сгорание за счет более интенсивного притока кислорода. По экономичности вентиляторная горелка примерно на 30 % превышает обычную.

В жидкотопливных котлах применяют специальную горелку с инжектором. В ней находится не только вентилятор, но и насос, подающий топливо. Полученная смесь вбрызгивается в котел, где и происходит ее сгорание.

Инжекторная горелка обеспечивает полное сжигание топлива, но требует точной регулировки, чтобы уменьшить количество образующейся сажи.

Управление горелками и подачей топлива осуществляется с помощью блока автоматики. Он позволяет увеличивать температуру при понижении температуры воды, а также перекрывает подачу топлива, если по какой-либо причине пламя гаснет.

Более сложные автоматические системы имеют датчик температуры наружного воздуха, что позволяет переходить на более интенсивный режим работы при резком похолодании.

Обвязка представляет собой систему труб, которые подают теплоноситель к радиаторам и обеспечивают замкнутую циркуляцию жидкости в системе. Основной частью обвязки является расширительный бак. Он обеспечивает равномерную циркуляцию воды и компенсирует ее тепловое расширение.

Если в качестве теплоносителя используется вода, в состав обвязки обязательно входит фильтр, задерживающий вредные примеси, ведущие к образованию накипи. Использование фильтра позволяет существенно продлить срок службы системы.

Чтобы обеспечить циркуляцию воды, в систему отопления входит насос. Он запускается автоматически в момент розжига котла, впоследствии, когда температура воды достигает рабочего уровня, насос отключается, циркуляция осуществляется за счет разности в удельном весе подогретой и холодной воды.

Для отвода продуктов сгорания в котельной устраивают специальный дымоход из кирпича или металла. В современных котлах используются двухслойные дымоходные трубы, внутренняя часть которых выполняется из огнеупорного материала.

Дымоход обеспечивает тягу, от которой зависит полнота сгорания топлива. Если котельная установлена в подвале, кроме дымохода устраивают воздухопровод. Он обеспечивает беспрепятственное поступление воздуха с улицы.

Все составляющие котельной соединяются в единый комплекс, от слаженной работы которого зависит стабильная температура в отапливаемом доме.

Кто изобрел лифт?

Лифт был изобретен не каким-то одним человеком, эта идея развивалась на протяжении длительного времени. Механизмы, действующие по принципу лифта, использовались уже много веков тому назад.

Древние греки поднимали предметы, используя блоки и лебедки. Блок – это колесо с желобом, по которому скользит веревка. Лебедка – это механизм с более широким колесом или барабаном, к которому прикреплен конец веревки. При повороте барабана рукоятью веревка наматывается или разматывается с барабана. Когда веревка пропущена через блок, она может поднимать или опускать груз.

В XVII веке был изобретен «летающий стул». Он был предназначен для подъема людей на верхние этажи зданий и приводился в движение системой гирь и блоков. Стул и его механизм находились вне здания. Однако «летающий стул» широкого применения не нашел.

В первой половине XIX века лифт уже существовал, но использовался, главным образом, для подъема грузов. Позже стал использоваться паровой двигатель, чтобы поворачивать барабаны этих подъемников.

Больше всего люди боялись, что удерживающие лифт веревки могут лопнуть, и лифт обрушится вниз. Но когда Илайша Отис изобрел средства безопасности, исключающие аварии, лифты стали очень популярны. Тогда же для подъема и опускания кабин начали применять гидравлические подъемники, в которых используется жидкость под высоким давлением.

Электрический лифт, которым мы пользуемся по сей день, был изобретен немецким инженером Вернером фон Сименсом.

Как устроен теплый пол?

Специалисты давно установили, что человек чувствует себя комфортно, если температура воздуха у него под ногами на 5 °C выше, чем вверху, над головой.

Однако традиционное радиаторное отопление дает противоположный эффект – более теплый воздух поднимается вверх, к потолку.

Применение утепленного пола исключает образование конвекционных тепловых потоков и обеспечивает равномерный нагрев помещения.

На сегодняшний день разработаны 3 системы подогрева полов: электрическая, водяная и гиперкаустическая. При электрической системе на «черный» пол (основу будущего покрытия) укладывается система, состоящая из электропроводящих панелей. Они соединяются между собой и подключаются к обычной электросети. Иногда вместо панелей используют специальные кабельные нагреватели. После испытаний нагревательные элементы закрывают выравнивающим покрытием, а затем настилают «основной» (чистый) пол. При использовании напольных покрытий их можно разместить и непосредственно на выравнивающей подложке.