Можно ли так утеплить дом, чтобы не топить печь даже зимой?

[darwinson.livejournal.com]

Да, можно. Для начала нужно купить парниковую плёнку. Продаётся она в виде рукава шириной 1.5 метра и длиной 100 метров. Затем вставить в этот рукав или мешок 5 листов специальной теплоизолирующей фольги шириной 1.5 м. Длину вы определяете сами при помощи ножниц. Чем теплоизолирующая фольга отличается от обычной? Лишь тем, что на одной стороне такой фольги имеются пупырышки величиной 1 мкм. В процессе вакуумной откачки листы фольги сожмутся, пупырышки раздавятся и обеспечат зазор между листами, сопоставимый с длиной свободного пробега молекул воздуха при атмосферном давлении, то есть примерно 60 нм. Когда листы фольги вставлены, отрезается лишний полиэтилен и утюгом запаиваются торцы большого полиэтиленового пакета с обеих сторон. Оставляем лишь небольшую дырочку в самом углу пакета. Вставляем в неё вакуумный шланг от форвакуумного насоса. Обматываем шланг и прилегающий к нему полиэтилен резиновым жгутом для большей герметичности и включаем насос на откачку.

Отвлечёмся на минуту и представим себе китайский термос, из которого вакуумными насосами откачивают воздух. Зададимся вопросом, с какого момента теплопередача между наружной и внутренней стенкой вакуумной колбы начнёт уменьшаться? Ответ очевиден, когда длина свободного (без соударений) пробега молекул сравняется с расстоянием между стенками колбы. Почему? Потому что именно с этого момента начинается уменьшение количества молекул, участвующих в теплопередаче между двумя стенками. Если расстояние между стенками 6 мм, то начнётся такое уменьшение теплопередачи при достаточно глубоком вакууме.

А теперь представьте, что расстояние между стенками в 100 000 раз меньше, то есть всего 60 нм. Это значит, что уменьшение начнётся  не при глубоком вакууме, а практически сразу, как включат насос и атмосферное давление начнёт уменьшаться. Поскольку в нашей системе не две, как в китайском термосе, а пять стенок-перегородок, откачав воздух самым обычным форвакуумным насосом, мы сможем уменьшить теплопередачу в несколько миллионов и даже миллиардов раз. То есть теплоизоляция при более плохом вакууме окажется намного лучше, чем у китайского термоса.

В конце откачки, не выключая насос, запаиваете утюгом уголок пакета наискосок. После этого аккуратно срезаете ножницами этот уголок, отделяя его вместе с вакуумным шлангом и резиновым уплотнителем. Такой примитивной бытовой герметизации на уровне домашнего консервирования окажется вполне достаточно. Повторю, главное достоинство в том, что высокий вакуум такой системе не нужен. А теплоизоляция настолько высокая, что печное или газовое отопление в доме не понадобятся даже зимой. Дополнительным достоинством многослойной фольги в полиэтилене является то, что на углах дома её можно легко загнуть. А крепится к стене дома обычным упаковочным скотчем.

Как сделать обычную фольгу термоизоляционной? Достаточно один раз прокатиться по ней не обычным барабаном, а таким, на поверхности которого имеются небольшие углубления величиной 1 мкм. Размер образовавшихся на фольге пупырышков, а также расстояние между ними подобраны таким образом, чтобы в процессе вакуумной откачки, в процессе сдавливания листов фольги между собой, пупырышки расплющивались, и расстояние между листами стало близким к 60 нм. Главное, не допускать касания листов фольги между собой. Если при зазоре 350 нм касания отсутствуют, такой зазор считается вполне приемлемым. Чтобы убедиться в этом, произведём небольшой расчёт.

Предположим, один воздушный зазор 350 нм между листами фольги уменьшает теплопередачу ровно в 100 раз. Тогда два зазора дадут уменьшение 100 • 100 = 10 000 раз, три зазора = 1 млн. раз, четыре = 100 млн. раз. Согласитесь, если 5 листов фольги, создающих 4 воздушных нано-зазора, уменьшают теплопередачу в 100 млн. раз, то уменьшив нано-зазор ещё в 2 раза, улучшений мы уже просто не почувствуем, а вот вероятность касания листов, особенно на изгибах существенно увеличим. На рисунке изображены 4 слоя обычной пищевой фольги толщиной 9 мкм и 3 зазора между ними в 350 нм.

Как изготовить барабан с микроскопическими углублениями на поверхности, с длиной 1.5 м и диаметром 1 м? Изготовить такой барабан проще всего на специальном токарном станке. Если в суппорте станка вместо резца укрепить лазер, если подобрать частоту вращения барабана, частоту выстрелов лазера по его поверхности и подачу суппорта, то на барабане по спирали будут выжигаться углубления аналогичные тем, что выжигаются на компьютерных CD-ROM дисках. Причём расстояния между соседними углублениями будут в точности равны расстоянию между соседними витками спирали. То есть все углубления на поверхности барабана расположатся в шахматном порядке. Что касается величины расстояния между углублениями и витками, то она подбирается исключительно опытным путём.

Производится ли где-нибудь такая термоизоляционная фольга? Если нет, то почему. Может, инженеры и техники ничего не знают про длину свободного пробега молекул воздуха при атмосферном давлении, про заветные 60 нм. А может, налицо предварительный сговор? Не только производители холодильников не заинтересованы в качественной теплоизоляции своих изделий - вообще никто не заинтересован. Главное побольше стекловаты произвести и сбыть населению.

Кроме того, существуют сотни патентов на вакуумную теплоизоляцию, плоские вакуумные панели продаются во всем мире. Вопрос в том, по какой цене они сейчас продаются. Верю в то, что после этой публикации все стекловатные и вакуумно-панельные торгаши разорятся. Никакой патент оформлять не стану из принципа. Александр Попов этим не занимался, Александр Флеминг не занимался и я тоже не буду. Как говорится, не царское это дело, в патентном бюро ковыряться. Решение твёрдое, окончательное. А все кто захотят, пусть сначала изготовят большой барабан с нано-углублениями на его поверхности. Потом, закупают оптом фольгу. Прокатываются по ней один раз своим барабаном с нано-углублениями и продают всем желающим фольгу с нано-пупырышками, но уже втридорога. А если какой-нибудь Маркони к ним на производство с адвокатами заявится и что-то такое про авторское право вякать начнёт, сразу же ссылайтесь на приоритет этой публикации. Пока ЖЖ медным тазом не накрылся, запросто можно будет сослаться. Немцы и французы в своё время именно так и поступали. Отсылали Маркони и его адвокатов в библиотеку почитать публикации Александра Попова в одном из немецких журналов.

Comments

[vyatich.livejournal.com]

Бред какой!

[barbituratov.livejournal.com]

теория - это все хорошо. но какой реальный коэффициент теплопередачи? Даже если приблизится к тому что тепло от бытовых приборов будет перекрывать теплопотери через стену и окна, то остается еще инфильтрация, а это нехилое значение, и врывание воздуха при открытии двери.

[garten-besitzer.livejournal.com]

"4 слоя обычной пищевой фольги толщиной 9 мкм и 3 зазора между ними в 350 нм"
А шероховатость фольги какая? А что будет при даже незначительном сгибе? И это же не кристалл, чтобы субмикронный зазор держать.

[inna1903gr.livejournal.com]

Угу
А все дураки до сих пор газ до уголь покупают!

[inokentij balaeff (from livejournal.com)]

Это теория чистой воды. Но...Если вы закупоритесь в этом доме, отключите вентиляцию и не будете его покидать весь отопительный период- сработает. Причем дом будет без окон и без дверей- утопия

[allowerdy.livejournal.com]

Теплотехнический расчет делали? Хотя и так понятно. Далее, отопление любого дома подразумевает нагрев и охлаждение. Первое осуществляется системой отопления, второе происходит через тепло потери - окна и дверь в первую очередь (другое не беру) и систему вентиляции. Без окон, дверей и вентиляции - это не дом, а термос, точнее холодильник в зиму и аквариум в лето.

[sevprostor.livejournal.com]

Не, фигня. Лучше тупо вместо минеральной ваты - утеплить дом аэрогелем)))

[magryba.livejournal.com]

А его мыши не едят? Ветрозащиту ставить надо? Бийские грибки его выдержат?

[faleevv.livejournal.com]

А чем дышать? Тут с пластиковыми окнами уже проблемы, так-как ветиляция не приточная. Микровентиляцию в пластике не зря ставят.

[nordwest60.livejournal.com]

Сложно, однако... Проще - пустить на зиму штук 20 гастарбайтеров. Надышат, накурят, напукают - вот и печка не нужна.

[singularis.livejournal.com]

И как предполагается обматывать этим дом? а окна двери и крыша учитываются?

[morexod55.livejournal.com]

Даже в теории ахинея, а на практике сплошной маразм.

теплоотдача такова, какова она есть и больше никакова,

[olezha-dobrinic.livejournal.com]

Практики отличаются от теоретиков способностью ставить реальные задачи с конкретными начальными и граничными условиями.
Для уменьшения затрат энергоресурсов на отопление помещения необходимо уменьшить теплопотери через ограждающие конструкции, т.е. убрать отопление улицы.
В любой энергосберегающей задаче есть граничная точка - это пересечение двух кривых: стоимости потерь и затрат на энергосберегающие мероприятия.
Применительно к отоплению. Максимальные потери, которые необходимо компенсировать отоплением, и именно из этого "прикидывается" мощность отопления, если нет точного расчета - это 1 кВт на 10 м2 площади помещения.
Большая часть теплопотерь в хорошо изолированном здании идет через окна и вентиляцию.
Это первое ограничение. Дом без вентиляции, заданной кратности воздухообмена, если по-теплотехническому, необитаем по определению. Дом без окон ради экономии тепла - хорошее решение для полярной ночи или для подземных жителей. Поэтому тройные стеклопакеты штука полезная, но по цене кусается.
Противоточные рекуператоры для вентиляции штука тоже понятная и полезная, но в любом теплообменнике есть три параметра, которые не могут быть одновременно "удобными" для потребителя, это тепловая мощность, габариты и гидравлическое сопротивление: либо высокая тепловая мощность, но большие габариты или сопротивление, либо маленькие габариты, но высокое сопротивление, либо маленькое сопротивление, но большие габариты. Габариты - это стоимость+, компактность - это современные технологии, т.е. тоже стоимость+. Поэтому 100% рекуперации устроить невозможно, в реальности 40-60% максимум.
Таким образом, если от обсуждения сферического теплообмена в вакууме перейти к решению реальной инженерной задачи, то нужно сначала определить, для какой ценовой категории мы проектируем это здание и сразу смириться с тем, что от потерь через окна и вентиляцию (пусть и частично) мы никуда не уйдем.
Теперь собственно про теплопередачу. Теплофизики, заранее простите за банальности.
Теплопередача в многослойном "пироге" происходит следующим образом: сначала теплоотдача от воздуха к первой стенке пирога (излучением пренебрежем, т.к. оно вносит существенный вклад только при высоких температурах, а их внутри здания просто нет), затем теплопроводность в первом слое пирога, потом теплоотдача ко второму слою пирога, затем теплопроводность во втором слое, затем теплоотдача к третьему слою пирога и т.д.

[anshdo.livejournal.com]

>> Поэтому 100% рекуперации устроить невозможно, в реальности 40-60% максимум.

Вообще-то теоретический потолок -- 50%, иначе можно идти строить вечный двигатель 2-го рода.

продолжение

[olezha-dobrinic.livejournal.com]

Для каждой "ступеньки" рассчитывается свой коэффициент теплопередачи/теплопроводности, который зависит в основном от физических свойств используемых материалов. У газов теплопроводность ниже, чем у металлов в 500-1000 раз.
Если между слоями нет газового зазора, то тепло передается только теплопроводностью. Теплопроводность у металлов самая высокая, например, 50 Вт/м2К для стали против 0,05 Вт/м2К у минплиты, т.е. в 1000 раз больше. Для алюминиевой фольги она будет больше в 3000 раз, что сразу обнуляет идею с нанофольгой, увы. Пупырышки, касающиеся предыдущего или последующего слоя, не уменьшают, а увеличивают теплопотери на несколько порядков, так как каждая из пупырышек и есть многократно вышеупоминаемый "мостик холода".
Потом нужно просуммировать все коэффициенты теплоотдачи/теплопроводности, учесть толщину теплопроводящих слоев - это и будет коэффициент теплопередачи через единицу поверхности.
Из всего этого вытекает неутешительный для теплофизических фантастов вывод: самый доступный способ уменьшить теплопотери - это сделать многослойный пирог с воздушными зазорами между слоями и минимальной теплопроводностью слоев. Что собственно и достигается в современных сэндвич-панелях.
Да, технически идеальный вариант - это не воздух, а вакуум между слоями, т.к. у вакуума теплопроводность практически равна нулю, но затраты на создание и поддержание этого вакуума будут гораздо выше экономии тепла, это, как шутят теплофизики, будет уже ловля блох Максвелла в темной комнате с абсолютным нулем.
Можно, конечно, сделать теплоизолирующий материал из полиэтиленовой пленки с вакуумом между слоями, разделенными низкотеплопроводящей подложкой, но защититься от слипания слоев будет сложно по сопроматским заморочкам (плоская стенка совсем не держит давление), а в идеальном случае в полный рост встанет вопрос с изоляцией стыков.
Так что формула успеха в борьбе с теплопотерями довольно проста и уже хорошо отработана нудными теплофизиками: тройные стеклопакеты на окна, многослойная теплозащита ограждающих конструкций, лучше - сублимационная ;)), рекуперация тепла. Это позволит уменьшить теплопотери в 5-10 раз по сравнению с неизолированными стенами из кирпича или бетона, т.е. до 0,1-0,2 КВт/м2.
При таком раскладе и вакуумный полиэтилен внутри сэндвич-панелей не помешает.:)

[glagolev.livejournal.com]

про мостик холода автор не знает

http://engineering-ru.livejournal.com/295489.html?thread=18016065#t18016065

[mr-lamberjack.livejournal.com]

весь этот пост лысенковщина какая-то... может быть и из благих побуждений (которые знамо куда ведут). А каков пафос заявлений о намерении подарить это "знание" человечеству "безвазмезна".
Может быть из этого стремления и вырастет что-то действительно полезное, в конце концов многие изобретения были сделаны увлечёнными дилетантами.

[drvit.livejournal.com]

модератор, ау
я не подписывался на сообщество фриков и неучей

[pmpm.livejournal.com]

Вангую, что весь этот бутерброд при включении насоса просто съёжится в комок и всё.

[alex-spbrealtor.livejournal.com]

то есть ни один производитель не додумался до этого супер-полезного изобретения, да?

[killerofmorons.livejournal.com]

строишь дом по технологии изодом-2000 и отапливайся за счет компа с телевизором и холодильником

[akaund.livejournal.com]

Неплохо, да. Но сложновато как-то - утюги, насосы, скотч... проще утеплять сразу вакуумом - пачечным или россыпью брать, дешевле же :)

[stremiloff.livejournal.com]

Задолбался читать. Так и не понял как дом утеплить.

[olezha-dobrinic.livejournal.com]

Фольга-минплита-полиэтилен-минплита-фольга. И укрывной слой для прочности, например, оцинковка какая-нибудь.

[bublik-ara.livejournal.com]

Мистический подход экзистенциалиста к решению инженерной задачи. Уважаю.

[lkinar.livejournal.com]

Ага. Гладко было на бумаге, да забыли про овраги.

[rvotamozga.livejournal.com]

Какой-то сферический вакуум в неинерциальной системе отсчёта =)

А чо с диффузией газов то? Будет она или где?

[neto45u.livejournal.com]

Мне кажется, тут только трубопровод поможет...

[vusk.livejournal.com]

Осилил половину первой страницы комментов.
Ржу.
Нужно сделать перерыв.