Кіріспе

Жылу шығаруға немесе тамақ пісіруге арналған құрылғы.

Пеш немесе плита – бұл жергілікті жылыту немесе тамақ пісіру үшін құрылғының ішінде немесе бетінде жылу жасайтын құрылғы. Пештерді электр энергиясы, табиғи газ, бензин, ағаш және көмір сияқты түрлі отындармен жұмыс істетуге болады. Ауаның ластануына байланысты, пештердің конструкциясын жақсартуға күш салынып келеді. Пеллеттік пештер – таза жануды қамтамасыз ететін пештердің бір түрі. Ауа өткізбейтін пештер – ағашты толық жағып, жану қалдықтарының мөлшерін азайтатын тағы бір түр. Ауаның ластануын азайтудың тағы бір жолы – түтін газдарын тазартатын құрылғыны орнату, мысалы, сүзгі немесе қосымша жағылғыш. Қауіпсіз және аз шығарынды пештерді зерттеу және дамыту үздіксіз жүріп жатыр. Алғашқыда ыдыс-аяқтар мен басқа да ыдыстар ашық отқа қойылған, содан кейін ыдысты үш тасқа негізделген тіреуге қою арқылы пеш пайда болды. Үш тасты пеш әлі де әлемнің көптеген жерлерінде кеңінен қолданылады. Кейбір аймақтарда ол U пішіндес кептірілген саз немесе кірпіштен жасалған қоршауға айналды, алдыңғы жағы отын мен ауа үшін ашық, кейде артқы жағында кішірек тесігі бар.

Алғашқы жобалары

Ең алғашқы жазылған пеш 1490 жылы Францияның Эльзас аймағында жасалған. Ол толығымен кірпіш пен плиткадан, тіпті түтін құбырынан да тұрғызылған. Сол кездерде ежелгі египеттіктер, яһудилер және римдіктер нан мен басқа да тағамдар пісіру үшін ағашпен отынды тас және кірпіш пештерді пайдаланған. Бұл конструкциялар қазіргі заманғы пицца пештерінен көп ерекшеленбеген. Кейінірек скандинавиялық пештерде ұзын, іші қуыс темір түтін шығару құбыры және газдардың өту жолын ұзарту және жылуды барынша пайдалану үшін темірден жасалған бөгеттер болған. Орыс үлгілері бүгінге дейін солтүстік елдерде жиі қолданылады, себебі оларда алты қалың қабырғалы тас түтін каналдары бар. Бұл конструкция көбінесе ішкі қабырғалардың қиылысында орналасады, әрбір төрт бөлмеде пештің және түтіннің бір бөлігі болады. Пеш пен түтіндер қызып біткенше от жағылады, содан кейін от сөндіріліп, түтіндер жабылады, осылайша жылу сақталады. Америка отарлау дәуірінде ара ұясы тәрізді кірпіш пештер торттар мен басқа да кондитерлік бұйымдарды пісіру үшін қолданылған. Температураны қадағалау үшін ағашты тиісті мөлшерде күлге дейін жағып, содан кейін қолды ішке салып, қосымша ағаш қосып немесе салқындату үшін есікті ашып сынап тексеретін.

Құйма темір

1642 жылы Массачусетс штатының Линн қаласында алғашқы құйма темір пеш салынды. Бұл пеш құйма темірден жасалған қарапайым қорап болды, онда қалқалар болған жоқ. 1735 жылы француз суретшісі Франсуа Кувильес Castrol пешін немесе «қайнату пешін» жасады. Бұл – алғашқы тіркелген ағашпен жағатын пеш. Бенджамин Франклин 1740 жылы «Пенсильвания оттығын» жобалады, ол жылыту пешінің негізгі принциптерін қамтыды. Франклин пешінде ағаш жағу үшін тор пайдаланылды және ауа ағынын реттеу үшін жылжымалы есіктер болды. Ықшам өлшемді болғандықтан, пешті үлкен оттықтың ішіне қоюға немесе түтін шығару құбырына жалғап, бөлменің ортасына еркін орнатуға болады. Ағаш тапшылығы кезінде жасалған бұл пеш, әдеттегі оттыққа қарағанда төрт есе аз отын қажет етті және бөлме температурасын жылдам көтере алды. Солтүстік Америкада Франклин пеші кеңінен таралды, шаруа үйлерін, қалалық үйлерді және шекарадағы лашықтарды жылытты. 1795 жылы граф Рамфорд бірнеше қазандықты бірдей, әрқайсысының температурасын жеке-жеке реттеуге мүмкіндік беретін, сонымен қатар кеңістікті жылытатын ерекше танымал нұсқасын жасады. Оның басты кемшілігі – көптеген тұрғын үй асханалары үшін тым үлкен болуы. Филадельфиядағы (Пенсильвания штаты) Исаак Орр шамамен бес жылдан кейін тамақ пісіруге арналған торлары бар алғашқы дөңгелек құйма темір пештерін жасады. «Қарынды пештің» тамыры 1800 жылдардың басына дейін жетеді, ол жиырма жыл бұрын жасалған Франклин пешінен шабыттанды. 1833 жылы Джордан А. Мотт антрацит көмірін жағуға арналған негізгі отты пешті жобалады. Алғашқы коммерциялық газды пешті ағылшын Джеймс Шарп ойлап тапты, бірақ ол нарыққа тағы үш онжылдықтан кейін ғана енді. Ғсырдың соңына қарай пештер оңай басқарылатындығы және ағаш немесе көмір пештеріне қарағанда аз күтімді қажет ететіндігі үшін танымал болды.

Индукция

Индукциялық пештердің алғашқы патенттері 1900 жылдардың басына қатысты. 1950 жылдардың ортасында General Motors компаниясының Frigidaire бөлімшесі Солтүстік Америкадағы GM-нің кезеңдік көрмесінде демонстрациялық пештерді көрсетті. Индукциялық плита ыдыс пен пеш арасына газет қағазы салынып, ыдыстағы суды қыздыру арқылы ыңғайлылығы мен қауіпсіздігін көрсетті. Алайда, бұл үлгі өндіріске енгізілген жоқ. АҚШ-тағы заманауи енгізілуі 1970 жылдардың басында Питтсбург қаласына жақын Черчилль ауданындағы Westinghouse Electric Corporation компаниясының Ғылыми-зерттеу және әзірлеу орталығында жүргізілген жұмыстармен байланысты. Бұл жұмыс алғаш рет 1971 жылы Техас штатының Хьюстон қаласында өткен Ұлттық үй салушылар қауымдастығының конвенциясында Westinghouse тұтынушылық тауарлар бөлімінің көрмесінде көпшілік назарына ұсынылды. Жеке тұрғызылатын бір жақтық пеш Cool Top Induction Range деп аталды. Ол 25 кГц токпен жұмыс істеу үшін автомобильдік электрондық тұтандыру жүйелері үшін әзірленген параллель Delco Electronics транзисторларын пайдаланды. Westinghouse нарықты дамыту үшін бірнеше жүз өндіріс бірлігін жасауға шешім қабылдады. Олар Cool Top 2 (CT2) индукциялық пештері деп аталды. Даму жұмыстарын сол ҒЗЖ-да Билл Морленд пен Терри Маларки басқарған команда жүргізді. Пештердің бағасы 1500 доллар (2017 жылғы шарт бойынша 8260 доллар) құрады, соның ішінде тот баспайтын болаттан, көміртекті болаттан, алюминийден және тағы бір қабат тот баспайтын болаттан (сырттан ішке қарай) жасалған жаңа Quadraply ламинатынан жасалған жоғары сапалы ыдыс-аяқ жиынтығы кірді. Өндіріс 1973 жылдан 1975 жылға дейін жалғасты, және Westinghouse Consumer Products Division компаниясы White Consolidated Industries Inc. компаниясына сатылған кезде тоқтатылды. Қазіргі заманғы индукциялық пештерді General Electric, LG Corporation, Whirlpool Corporation, IKEA және Samsung сияқты көптеген өндірушілер сатады.

Дастархан дайындау

Асүй пеші, плита немесе дала пеші – тамақ дайындау үшін арналған ас үй құрылғысы. Асүй пештері тамақ пісіру процесінде тікелей жылуды пайдаланады және олардың астында немесе жанында нан пісіруге арналған пеш болуы мүмкін. Дәстүр бойынша олар отынмен қыздырылған, мұндай пештің ең ерте белгілі мысалы – Castrol пеші. Көбінесе қолданылатын Rayburn сияқты қазіргі заманғы үлгілер ағаш немесе газды пайдалану мүмкіндігін ұсынады.

Жылыту

Ошақтар жылыту мақсатында да қолданылады. Бенджамин Франклиннің 1740 жылы ойлап тапқан пеші қазіргі заманғы жылыту пештері мен каминдерін кеңінен пайдалануға ықпал жасады. Бүгінде ағаш пештері үйді жылыту үшін көп қолданылады, олар көмір мен газға қарағанда экономикалық тиімділігімен және адамның ежелгі дәуірдегі ата-бабаларының салтымен байланысты.

Ағаш жағу

Ағаш оттық пеші (Ұлыбританияда ағаш жағатын пеш немесе бұршақ пеш деп те аталады) – ағаш отыны және ағаштан алынған биомасса отыны, мысалы, арақ шаң кірпіштері сияқты отынды жағуға қабілетті жылыту немесе тамақ пісіру құрылғысы. Әдетте, құрылғы қатты металдан (көбінесе құйма темірден немесе болаттан) жасалған жабық от жаққыштан тұрады, көбінесе от кірпішпен қапталған, және бір немесе бірнеше ауа реттегіштермен жабдықталған (олар пештің түріне қарай қолмен немесе автоматты түрде басқарылады). Алғашқы ағаш оттық пеші 1557 жылы Страсбургте патенттелген, бұл өнеркәсіптік революциядан екі ғасыр бұрын темірді арзан және қолжетімді материалға айналдырды, сондықтан мұндай пештер жоғары сапалы тұтыну тауары болып саналды және олардың қолданылуы біртіндеп кеңейді. Бүгінде ағаш оттық пештері дамытылмаған елдерде жиі қолданылады.

Көмірді жағу

Өнеркәсіптік әлемде шамамен бір жарым ғасыр бойы жылыту үшін ең көп қолданылған пеш – көмірді жағатын пеш болды. Көмір пештері әртүрлі өлшемдерде, пішіндерде және әртүрлі жұмыс принциптерімен жасалған. Көмір ағаштан әлдеқайда жоғары температурада жанады, сондықтан көмір пештері осы жоғары температураға төтеп беру үшін құрылуы керек. Көмір пеші ағашпен де, көмірмен де жағылуы мүмкін, бірақ егер тор (решетка) болмаса, ағаш пеші көмірді жағуға жарамсыз болуы мүмкін. Торды алып тастауға немесе "қосымша" ретінде орнатуға болады. Өйткені көмір пештеріне тор орнатылады, бұл оттың астына ауаның бір бөлігін кіргізуге мүмкіндік береді. Оттың үстінен/астынан кіретін ауа мөлшері көмір түріне байланысты. Қоңыр көмір мен лигниттер антрациттен көбірек жанғыш газдарды бөліп шығарады, сондықтан оттың үстінен көбірек ауа қажет. Ауаның оттың үстіндегі/астындағы арақатынасы толық жану үшін мұқият реттелуі тиіс. Көмір, әсіресе антрацит, 1800 жылдары АҚШ-та кең таралды, себебі ол жоғары температурада жанады және аз мөлшерде күл шығарады. 1860 жылға қарай, АҚШ-тың 90% үйлері АҚШ-тағы отын дағдарысын шешу үшін антрацит көмірін пайдаланды. Газбен жұмыс істейтін пештер метан шығарылымдары, табиғи газды пайдалану, көмірқышқыл газының шығуының қаупі және тазалаудың қиындығы сияқты экологиялық мәселелерге байланысты сынға ұшырайды. Мысалы, 2022 жылғы қаңтарда Стэнфорд университеті жүргізген зерттеу газды пештерден шығатын метанның климатқа тигізетін әсері, 500 000 бензинмен жүретін автомобильдерден шығатын көмірқышқыл газының әсерімен шамалас екенін көрсетті.

Қазіргі заманғы үлгілер

Ауаның ластануы, орманның кесуі және климаттың өзгеруіне қатысты алаңдаушылықтар артқан сайын, пештердің дизайнын жақсартуға жаңа күш-жігер жұмсалды, сондай-ақ қоршаған ортаға зиян келтіретін ластағыштарды азайтуға бағытталды. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы үй өртінен шыққан түтіннен туындаған өлім-жұлымдардың көп санын тіркеді. Пештердің тиімділігін арттыру пайдаланушыларға отынды (ағаш немесе басқа да отынды) жинауға кеткен уақытты азайтуға, түтінге толы үйлерде жиі кездесетін эмфизема және басқа да өкпе ауруларына шалдығу қаупін төмендетуге, сонымен қатар орманды кесуді және ауаның ластануын азайтуға мүмкіндік береді. Жүгері және гранулалы пештер – биоотынды пештердің бір түрі. Жүгерінің кептірілген дәні, жүгері грануласы деп те аталады, ағаш грануласымен бірдей жылу береді, бірақ көбірек күл шығарады. "Жүгері гранулалы және ағаш гранулалы пештер сырттан бірдей көрінеді. Олардың жоғары тиімділігіне байланысты, оларға мұржа қажет емес; олардың орнына, 102 мм (төрт дюйм) диаметріндегі құбыр арқылы үйдің сыртына шығарылып, үйдің кез келген бөлмесінде орналастырылуы мүмкін". Гранулалы пеш – бұл кішкентай, биологиялық отын гранулаларын пайдаланатын, жаңартылатын және өте таза жағатын пештің бір түрі. Гранулалы пештерді үйді жылыту үшін пайдалану бүкіл әлемде кең таралған, ал Еуропада бұл сала қарқынды дамуда. Гранулалар жаңартылатын материалдан жасалады – әдетте ағаш ұнтағы немесе қалдықтардан. Солтүстік Америкада жылу үшін гранулалы пештерді пайдаланатын жарты миллионнан астам үй бар, ал Еуропада да осындай көрсеткіштерге қол жеткізілген. Гранулалы пештер әдетте, гранулаларды сақтау бункерінен жану камерасына беру үшін спиральды конвейерді пайдаланады. Жану үшін ауа электр желдеткіші арқылы беріледі. Қоздыру автоматты түрде жүзеге асырылады, электр элементімен қыздырылған ауа ағыны қолданылады. Жем беру механизмінің айналу жылдамдығы мен желдеткіштің жылдамдығы жылу шығысын реттеу үшін өзгертілуі мүмкін. Басқа да тиімді пештердің түрлеріне Top Lit updraft (T LUD) немесе ағаш газын пайдаланатын пештер жатады, бұл принципті доктор Томас Рид қолданды және танымал етті. Олар отын ретінде кішкентай бұтақтарды, ағаш кесектерін немесе жоңқаларды, жапырақтарды және т.б. пайдаланады. Тиімділігі өте жоғары – 50 пайызға дейін, ал дәстүрлі пештердің тиімділігі орташа есеппен 5-15 пайызды құрайды. Этанол сияқты спиртпен жұмыс істейтін пештер – тағы бір заманауи, таза жағатын пештердің нұсқасы. Этанолмен жұмыс істейтін пештер Африка, Латын Америкасы және Кариб бассейніндегі Project Gaia жобасы арқылы танымал болды.

Әуеге сыйымдылығы

Ауа өткізбейтін пеш – қатты отынды, әдетте ағашты, тиімді әрі бақыланатын түрде жағуға арналған пеш. Оның мақсаты – отынды ұқыпты пайдалануды қамтамасыз ету, сондай-ақ тұрақты жылыту немесе тамақ пісіру температурасын сақтау. Бұл пештер металл жақтан жасалған, құрамында ауа ағыны тесіктері бар, ашылып-жабылатын барабан тәрізді жану камерасы және бір метрден аса ұзындығы бар түтікшесі болады. Мұндай пештер көбінесе қыс айларында үйлерді жылыту үшін қолданылады. Ағаш немесе басқа отын пешке салынып, жағылады, содан кейін отты бақылау үшін ауа ағыны реттеледі. Ауа кіретін жері отын салынатын деңгейде немесе одан төмен орналасқан. Пештен шығатын түтін әдетте жану камерасынан бірнеше метр биіктікте болады. Көптеген заманауи ауа өткізбейтін пештерде пештің шығу тесігінде демдеуші (жапқыш) орнатылған, оны жауып қою арқылы газдар пештің үстіңгі жағындағы қосымша жану камерасынан өтеді, онда жану процесі жалғасады. Кейбір ауа өткізбейтін пештерде катализдік түрлендіргіш – платина торшасы бар, ол пештің шығу тесігіне орналастырылып, толық күймеген отынды жағады, себебі платинаның қатысуында газдар төмен температурада жануы мүмкін. Ауа өткізбейтін пешті пайдаланудың алғашқы кезеңінде, көмір қалыптасқанша демдеуші мен ауа тесіктерін ашық ұстау қажет. Содан кейін демдеуші жабылып, оттың жануын баяулату үшін ауа ағыны реттеледі. Дұрыс салынған және бақыланатын ауа өткізбейтін пеш 8 сағат немесе одан да ұзақ уақыт бойы қосымша назарсыз қауіпсіз жануы мүмкін. Бұл мүмкіндіктер ағашты толық жағуға және зиянды жану өнімдерін азайтуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, ауа ағынын шектеу арқылы оттың күшін реттеуге және оттың түтікше арқылы күшті тартымдылықты жасауға жағдай жасайды. Нәтижесінде отын өте тиімді пайдаланылады. Ауа өткізбейтін пештер – дәстүрлі ағаш жағатын пештердің жетілдірілген түрі.

Эмиссияны реттеу

Көптеген елдер шығарындыларды бақылау үшін заңдар қабылдайды. 2015 жылдан бері АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) АҚШ-тағы III фазалық пештер ережесіне сәйкес, барлық жаңа өндірілген ағаш пештерінен шығатын бөлшектердің мөлшері сағатына 4,5 граммнан (жану камерасы бар пештер үшін) немесе 2,5 граммнан (катализаторлы пештер үшін) аспауы тиіс. Ағаш пештерінің тиімділігін тексерудің негізгі екі әдісі бар: тік тіктеп қойылған ағаш және қалыңдығы бар ағаш. 2020 жылдан бастап, тік тіктеп қойылған ағашпен сынақтан өткен пештер сағатына 2,0 граммнан аспауы керек. 2020 жылдан бастап тиімділік сынақтарын қалыңдығы бар ағашпен де жүргізуге болады, бірақ шығарынды мөлшері сағатына 2,5 граммнан төмен болуы тиіс. EPA-ның қалыңдығы бар ағашқа арналған талқылау құжатында бұл өзгерістердің мақсаты – ағымдағы сынақ әдістерін жақсарту және болашақта қалыңдығы бар ағашқа арналған пештерге және, мүмкін, орталық жылыту жүйелеріне (мысалы, су жылытқыштар/қазандықтар және ауа жылытқыштары) арналған EPA анықтамалық әдісін әзірлеу екені айтылған. Қазіргі заманғы пештердегі жану температурасы отынның толық және екінші жануына жете алады. Дұрыс орнатылған және пайдаланылған кірпіш пештен шығатын түтінде аз мөлшерде немесе мүлдем зиянды бөлшектер болмайды және ол пеш түтігінде немесе мұржада креозоттың жиналуына себеп болмайды. Кейбір пештер сағатына 1-ден 4 грамға дейін шығарынды жасайды. Бұл ескі пештерге қарағанда шамамен 10 есе аз түтін шығаруға мүмкіндік береді, нәтижесінде мұржадан шығатын түтін көрінбейді. Бұл, негізінен, материалдың максималды мөлшерін толық жаққанда мүмкін болады, бұл ашық ошаққа қарағанда 60-70% тиімділікке жетеді (ашық ошақтың тиімділігі 30% төмен). Тиімділік – бұл бөлмеге берілген жылу энергиясының мөлшері, ағаштағы энергия мөлшерінен, ауа ағынының проблемаларын жою үшін орталық жылыту жүйесі жұмысына кеткен энергияны алып тастағандағы айырмасы. SB 1256 заң жобасы Калифорния штатында бір реттік пропан баллондарының сатылуын тоқтатуды көздейді. Егер заңға қол қойылса, ол 2023 жылдың қаңтарында күшіне енеді және АҚШ-тағы осы сияқты алғашқы заң болады. SB 1256 2028 жылға дейін баллондарды толықтай жоюды мақсат етеді; штаттық Ассамблея мен Сенат заң жобасын мақұлдады. Пропан пештері кемпингте тамақ пісіру, жарық беру және жылыту үшін кеңінен қолданылады, ал пайдаланылған газ баллондары көбінесе кемпингтік алаңдардағы қоқыс контейнерлерінің жанында жиналады. Бұл заң жобасын Калифорния өнімдік басқару кеңесі, коммерциялық емес жергілікті билік органдарының коалициясы қолдап отыр, мақсаты – қалдықтарды азайту және баллондардың жиналуын тоқтату. Пропан баллондарын өндіруші Worthington Industries компаниясы заң жобасына қарсылық білдірді, оның пікірінше, бұл кемпингке барушыларға қиындық тудырады және пропан баллондарын қайта өңдеу деңгейін жақсартпайды. Компания сондай-ақ, қайта толтырылатын баллондар бір реттік баллондарға қарағанда үш есе қымбат екенін мәлімдеді.

Ғылыми-зерттеу және даму

Қауіпсіз, таза пештерді табу көптеген адамдар үшін қазіргі заманғы технологияның маңызды, бірақ көңіл көтермейтін саласы болып табылады. Әлемде, әсіресе дамып келе жатқан елдерде, кеңінен қолданылатын ас пісіру пештері өрт қаупін тудырады және одан да нашар: Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының мәліметінше, жыл сайын миллион жарым адам ақаулы пештерден шығатын түтінді тыныс алғаннан көз жұмады. Басқа инженерлік ұйымдар (Envirofit International, Колорадо, АҚШ) және қайырымдастық қоғамдар (Bill & Melinda Gates Foundation, Калифорния) жақсартылған пештердің дизайнын зерттеу және насихаттау жұмыстарын жалғастыруда.