Az emelőrendszerek fejlődése

A daruk és különböző emelőszerkezetek nem a modern kor vívmányai, hiszen nehéz terhek vertikális, illetve horizontális mozgatását már az ókortól kezdve ilyen eszközökkel próbálták megoldani. Ezen darukat persze ekkor még állati, illetve emberi erővel mozgatták. Hogy az ókori egyiptomiak használtak-e darukat arra pontos történelmi bizonyítékaink nincsenek, de az biztos hogy az ókori görögök már viszonylag fejlett emelőszerkezetek használtak templomaik építésénél. Ezt az is alátámasztja, hogy a számos építőkőben, olyan hornyok találhatók, amik arra utalnak, hogy ezeket valamilyen darurendszerrel emelték a helyükre. Hogy az emberi és állati erőt megnöveljék, bonyolult csigasorokat alakítottak a daru szerkezetén belül, melynek köszönhetően a nehezebb terheket kisebb erőbefektetéssel is a magasba lehetett emelni. Ezen rendszereket a rómaiak később tovább fejlesztették és náluk jelentek meg először a taposómalmok. Ők már olyan csigasorokat használtak melyek áttéte 3:1 arányú volt, így érthető hogyan voltak képesek olyan grandiózus épületek emelésére, mint a Római Colosseum. 

A legnagyobb teherbírású római daru, az úgynevezett "polyspastos" volt, melyen már 5 csigasor kapott helyett és az áttéteknek köszönhetően a taposómalomba elegendő volt négy ember is (általában rabszolgák), akik akár 3 tonnányi terhet is képesek voltak ilyen módon megmozgatni. Persze egy-két római építmény, jobban mondva azok építőköveinek súlya arra enged következtetni, hogy rómaik még ennél nagyobb teherbírású darukkal is rendelkeztek, de ezekről nem maradtak fenn tárgyi leletek, vagy feljegyezések. A középkori daruk a római rendszerek továbbfejlesztett változatai voltak, melyek esetében a legnagyobb újítás, amik a 14. század nagyobb kikötőben jelentek meg először, hogy ezek a daruk már oldalirányú mozgásra is képesek voltak, vagyis a taposómalmot a tengelye körül el lehetett forgatni, hiszen a hajók rakterébe a partról csak így tudták bedaruzni a nehéz terheket. Mivel ezek a daruk még fából épültek ezért nem volt szükség fékek alkalmazására, amivel a teher hirtelen zuhanását akadályozták volna meg, hisze a kötél és a fa szerkezet között így is olyan nagy súrlódás jött létre, ami kis jóindulattal egy önzáró mechanizmusnak is tekinthető. Az ókori és középkori daruk tehát az állati és emberi erőt használták fel, bár olyan szerkezetek is, ahol hasonlóan a vízimalmokhoz, ezt az energiát a lezúduló víz biztosította. Az ipari forradalom idején aztán megjelentek az első gőzgépek által működtetett daruk, melyek azonban már nem fából, vasból és acélból készültek, így értelemszerűen teherbírásuk is megnőtt. Később a gőzgépek helyét átvették a dízel és benzin meghajtású rendszerek és megjelentek az első mobil daruk is. Az ilyen daruk legnagyobb hasznát, a 20. század közepétől, a közúti szállítmányozásban vették, hiszen a technika fejlődésének köszönhetően, igen komoly teherbírású hidraulikus daruk kerülhettek fel a teherautókra, melyek így teljesen önrakodóssá váltak megkönnyítve ezzel a fel-és lerakodást. Itt az erőátvitel és áttétnövelés már a hidraulikus folyadék összepréselésével és nyomás megváltoztatásával érik el, így viszonylag kisméretű, tehergépjárműre szerelhető daru teherbírása is meghaladhatja az egy tonnát.

Hogyan működik egy levegő-víz hőszivattyú?

Míg a klíma berendezések hűtésre, addig a hőszivattyúk fűtésre alkalmazhatóak, de pontosan hogyan teszik ezt, mi a működési elvük. A hőszivattyúk közül a legelterjedtebb változatok a levegő-víz hőszivattyúk, melyek tulajdonképpen a levegőből kivonható hőt használják fel és ezzel az otthon vízteres rendszerét képesek felfűteni. Az egész igazából olyan, mintha megfordítanánk a klímák működését, de akkor nézzük most ezt egy picit részletesebben, lépésekre bontva. A lényeg, hogy a hideg levegőből, csak akkor tudunk hőt elvonni, ha találunk egy olyan közeget, ami még annál is hidegebb. Erre szolgálnak a hűtőközegek, melyek eltérő nyomáson máshogy viselkednek, hiszen megváltozik forráspontjuk, így a nyomás megváltoztatásával el tudjuk érni, hogy a hűtőközeg egyszer elpárologjon, aztán meg lecsapódjon. A párolgás és lecsapódás közben pedig képes hőt elvonni a környezetből, valamint képes hőt leadni a környezetnek. 

A lényeg, hogy a levegő-víz hőszivattyú kültéri egységében olyan szintre állítjuk a nyomást, hogy így a hűtőközeg hőmérséklete alacsonyabb legyen, mint a kinti hőmérséklet. Ekkor a kinti levegő, még ha hideg is elkezdi felmelegíteni a hűtőközeget, hiszen az még nála is hidegebb. Ennek, na és persze a megfelelő nyomás hatására a hűtőközeg elkezd párologni és mint fizikából biztosan jól tudjuk a folyadékok párolgás közben energiát, vagyis a mi esetünkben hőt vonnak el a környezettől. Mikor a kinti elpárologtatóban a hűtőközegünk gáz halmazállapotúvá válik, tehát már energiát vett fel a kinti levegőből, akkor nincs más dolgunk mint ezt a gázt tulajdonképpen összepréselni, hiszen szintén ismeretes fizikai törvényszerűség, hogy ha egy gáz halmazállapotú anyagot "összenyomunk", akkor az fölmelegszik. Ezt az összepréselést a kompresszor végzi. Szóval már megvan a gáz halmazállapotú hűtőközegünk, mely energiát vont ki a kinti levegőből, plusz tovább hevítettük azzal, hogy összepréseltük. Most már valahogy csupán ki kellene belőle nyerni ezt a hőenergiát, hogy felfűthessük vele a lakást. Ekkor következik a hőcserélő szerepe. Ezzel a felmelegedett gőzzel szépen felmelegítjük a vízteres rendszerben lévő (általában egy puffer tartályban tárolt) vizet és mivel a hűtőközeg a hűtőközeg átadja az energiát a pufferben tárolt víznek ő maga visszahűl és újból lecsapódik, vagyis újból folyékony halmazállapotú lesz. Ez az egész folyamat a kondenzátorban megy végbe. Bár hűtőközegünk már folyadék halmazállapotú, de probléma, hogy hőmérséklete még így is magasabb, mint a kinti levegő hőmérséklete, tehát nem fog majd tudni energiát felvenni tőle. A megoldás, hogy átvezetjük egy szelepen (expanziós szelep), aminek a túloldalán sokkal alacsonyabb nyomás uralkodik, így a folyadék továbbhűl és újból hidegebb lesz, mint a kinti levegő hőmérséklete, vagyis újból képessé válik arra, hogy a párolgás során megint hőt vonjon el a kinti, hideg levegőből. A körfolyamat pedig újra indul. A levegő-víz hőszivattyúk ezért ilyen népszerűen tehát, mert kintit levegőt, még ha az hideg is, használják fel arra, hogy otthonunk vízteres rendszerét és ezáltal lakásunkat felfűtsék. Persze azt itt leírtakban csak nagyon egyszerűen tekintettük át a levegő-víz hőszivattyúk működési elvét, de lényeg tulajdonképpen ez és így talán a leglaikusabbak is pontosabb képet kaphatnak arról, hogyan is működnek ezen rendszerek.