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

[wbuey.livejournal.com]

Обычный пластинчатый рекуператор Electrolux STAR EPVS-200, т.е. не роторный, который имеет наибольший коэфициент рекуперации у меня сейчас показывает 94% эффективности. На улице 0 градусов, темп. заборного 31 градус (чердак), приточного - 29 градусов.

[antontsau.livejournal.com]

нибывает, только при совсем никаком расходе (относительно размера и цены установки). При перепаде в два градуса уже совсем никакого теплообмена не происходит. И откуда там заборный 31? Если в комнате поддерживается нормальные 20? там на чердаке что, голые трубы парового отопления проходят что ли?

[boud.livejournal.com]

Кто понимает, тот понимает, чего уж.
В целом, думаю, градусов семь-восемь вполне можно перепад держать, если рекуператор большой будет.

[wbuey.livejournal.com]

У меня воздушное отопление. Рекуператор на чердаке, дома температура 28, на чердаке 31 потому что теплый воздух тянет всегда вверх.)
Я, по правде, сам удивился, что приточный воздух 29 градусов. Но что градусник намерил то и пишу.

[antontsau.livejournal.com]

что-то там где-то лажовое. Или просто не то меряется. В таких системах обычно теплобменник и за ним догреватель, и температура притока меряется уже за догревателем. Выхлопной же воздух будет сильно холоднее приточного, если это именно отопление воздухом.

[wbuey.livejournal.com]

Воздушное отопление у меня отдельно. Через тепловой насос. Рекуператор без догревателя. Приточный воздух подается в примесь к воздухозаборнику рециркулирующего потока теплового насоса. Всё на чердаке. Там теплее чем в комнате.
А жена при температуре ниже 26 мерзнет. Ниже нельзя начинаются вопли о диком холоде.)

[anshdo.livejournal.com]

Рекуператор даже чисто теоретически не может дать больше 50%, иначе это у вас вечный двигатель второго рода получится. На практике, конечно, будет и того меньше

[wbuey.livejournal.com]

Рекуператор вообще ничего не дает, он сохраняет.

Приточно-вытяжная установка Electrolux серии STAR


• Встроенная система автоматики;
• Самодиагностика ошибок;
• Программируемый пульт управления с ЖК-дисплеем ERC-16 с кабелем 3 м в комплекте;
• КПД рекуператора до 85-90% при максимальном расходе воздуха;
• Степень фильтрации EU5;
• Контроль загрязнения фильтра по времени наработки с изменяемым параметром;
• Бесперебойная работа без обмерзания при температуре до -15°С;
• Два режима работы при температуре ниже -15°С:
• Автоматический режим оттаивания рекуператора;
• Режим предотвращения обмерзания с подключением внешнего электронагревателя;
• Степень защиты IP20;

[anshdo.livejournal.com]

Не придирайтесь к словам. Сохранить он может не более половины того тепла, которое вы теряете за счет воздухообмена. Это теоретический предел. КПД рекуператора до 85-90% означает, что ваш рекуператор сохраняет 85-90% от теоретического предела.

Вот смотрите, допустим на улице у вас температура T1, в доме T2. Вы берете некоторую массу воздуха m из дома и заменяете её на воздух снаружи. При этом вы теряете количество тепла Q = (T2 - T1)*c*m, где с -- теплоемкость воздуха. Так происходит без рекуператора.
Что происходит с рекуператором? В рекуператоре уличный воздух с комнатным приходят в соприкосновение через теплообменник. При этом их температура ВЫРАВНИВАЕТСЯ, становится равной среднему значению: (T1 + T2)/2. Таким образом, потеря тепла становится Q' = (T2 - (T1 + T2)/2)*c*m = (T2 - T1)/2*c*m, то есть в 2 раза меньше, чем без рекуператора. В реальности, конечно, полное выравнивание невозможно, это требует бесконечно большого времени теплообмена, вот насколько оно неполное и показывает КПД рекуператора.

[alll]

> В рекуператоре уличный воздух с комнатным приходят в соприкосновение через теплообменник.

Поставьте последовательно два теплообменника (чтобы уличный воздух приходил в соприкосновение не с комнатным, а с уже охлаждённым в первом цикле, а комнатный - с уже подогретым во втором цикле) и пересчитайте. Будете приятно удивлены. :)

[wbuey.livejournal.com]

Призжайте ко мне со своим градусником если не доверяете моему и меряйте.

[0serg.livejournal.com]

Идея с 50% правдоподобная, но неверная, сам тоже ошибся :)
Берем воздух который динамически движется по теплообменнику, а не находится в одном месте дожидаясь пока его температура выровняется.
При движении воздуха по теплообменнику его температура будет изменяться по некоторому закону t(x) в зависимости от положения x. Установим теперь температуру теплообменника в месте x равной t(x)+N. Получим равномерный поток тепла от теплообменника к воздуху.
Как нагреть теплообменник до t(x)+N? А поставить рядом такой же теплообменник и пустить по нему в другую сторону нагретый воздух. Температура воздуха по мере движения будет снижаться по закону t(x)+2N, имеем опять же равномерный поток тепла от воздуха к теплообменнику.
Потери тепла - 2N градусов на выходе независимо от исходного перепада температур. Выбор N ограничен только желаемым темпом прохождения воздуха через теплообменник и размерами теплообменника.

[0serg.livejournal.com]

КПД рекуператора скорее всего производитель посчитал относительно "идеальной возможной ситуации", а она, как справедливо отмечено, составляет ровно 50% потерь тепла.

Т.е. КПД 85-90% здесь скорее всего означают что сохраняется 43-45% тепла.

[wbuey.livejournal.com]

Откуда вы взяли цифру 50%? КПД 85-90% это именно 85-90% возвращенного тепла.

[0serg.livejournal.com]

50% из общих соображений по физике

Сейчас подумал внимательнее, понял что был не прав. Да, можно все 85-90% тепла сохранять в принципе при правильном подходе.