darwinson (darwinson) wrote in engineering_ru,
darwinson
darwinson
engineering_ru

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

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.

008


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.
Tags: вакуум, теплоизоляция
Subscribe
promo engineering_ru settembre 18, 2014 11:08 62
Buy for 200 tokens
Израиль. Для защиты от ракет над существующими зданиями делают дополнительную крышу, опирающуюся на отдельностоящие колонны: Больше убежищ здесь.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 447 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →