Рис. 19
Индикатор просматривается через фигурное окно, расположенное в ряд с переключателями. Другая половинка — пустая, служит подставкой для паяльника во время работы. Шнур питания паяльника соединен с блоком неразъемно. В собранном виде паяльник со шнуром укладывают в левую половинку коробки, затем ее складывают и фиксируют замком. Габариты в свернутом виде 170х60х50 мм. В устройстве применены металло-бумажные конденсаторы (МБГО или МБМ) на напряжение не менее 220 В, тумблеры ТП1, резистор-ограничитель в цепи индикатора может быть любого типа сопротивлением от 50 до 100 кОм. Блок питания, предназначенный для электропаяльника типа ПНТ-20, вполне пригоден и для любого другого подобного монтажного инструмента с поправкой на его паспортные данные (сопротивление и ток).
* * *
Известно, что в домашних условиях паять изделия из алюминия непросто: лужению зачищенного места препятствует мгновенно образующаяся при зачистке окисная пленка. Для ее удаления применяют кислоты, стальные опилки и многое другое. Способов пайки алюминия не счесть, но все они хороши только для каждого конкретного случая. Метод, который претендует на универсальность, заключается в зачистке поверхности, предназначенной для пайки, с одновременной защитой ее от окисления маслом.
Наколите на лезвие скальпеля кусочек поролона, обильно смоченный машинным маслом, и зачищайте место пайки. Масляная пленка покроет алюминий и не даст ему окислиться. Теперь можно лудить и паять подготовленные таким способом детали (рис. 20).
Рис. 20
ЕСТЬ ИДЕЯ
Холодильник и тепловой насос
Ю.Н. Новожилов
В ряде случаев для обогрева жилья, теплиц используется электрическая энергия. Особую актуальность эффективный обогрев жилых помещений с помощью электроэнергии приобрел в последнее время в связи с участившимися авариями в системах теплоснабжения городов и поселков.
Электроэнергия для этой цели может быть использована из общих сетей или от индивидуального источника, например, ветродвигателя.
Как известно, 1 киловатт-час при преобразовании в тепло эквивалентен всего 860 ккал. Столько тепла выделяется при сжигании всего 120 граммов условного топлива с калорийностью 7000 ккал /кг.
Не так уж и много. Учитывая высокую стоимость электроэнергии, такое отопление потребует значительных финансовых затрат. Однако эффективность отопления с использованием электроэнергии можно значительно повысить при применении давно известных тепловых насосов (ТН).
Тепловые насосы еще называют «умножителями тепла», «трансформаторами температур». Тепловой насос — это тепловая машина. Наиболее распространенный ее тип — это компрессионный.
В литературе приводится краткое и четкое описание процесса работы теплового насоса. Независимо от типа и конструкции это устройство выполняет, как правило, одну функцию — отбирает тепло от окружающей среды и отдает его при более высокой температуре в отапливаемое помещение или для подогрева в каком-либо техническом устройстве.
Такой процесс перехода теплоты сам по себе происходить не может — это запрещено вторым законом термодинамики. Поэтому для обеспечения работы теплового насоса необходима определенная затрата электроэнергии (чаще всего она и используется).
Принципиальная схема наиболее простого (парокомпрессорного) теплового насоса представляет из себя следующее.
Рабочее тело в парообразном состоянии сжимается компрессором. Нагревшимся при сжатии пар охлаждается и переходит в жидкое состояние в конденсаторе. При этом от него при повышенной температуре отводится к потребителю (например, в нагреваемое помещение) теплота. Давление полученной жидкости снижается в дросселе. При этом часть жидкости испарятся и ее температура снижается по сравнению с температурой окружающей среды. В испарителе холодная жидкость, отнимая теплоту у окружающей среды, полностью испаряется и снова поступает в компрессор. Цикл замыкается.
Термодинамический цикл в бытовом компрессионном холодильнике и тепловом насосе аналогичен.
Существуют промышленные тепловые насосы большой мощности. А вот для отопления жилого дома, теплицы требуется насос относительно небольшой мощности, который для широкого круга потребителей пока недоступен.
Может, для кого-то покажется удивительным, но обычный бытовой компрессионный холодильник одновременно является и тепловым насосом. И действительно, в морозильной камере холодильника рабочим телом (хладагентом) отбирается тепло при низкой температуре, затем это рабочее тело поступает на компрессор, после которого его давление и температура возрастают, а далее нагревшееся рабочее тело поступает на радиатор, где его тепло рассевается в окружающем воздухе при комнатной температуре, а само рабочее тело охлаждается. То есть тепло отбирается при низкой температуре, а сбрасывается при более высокой. А это и есть цикл теплового насоса.
Только конструкция холодильника предусматривает полезное использование холода, получаемого в морозильной камере при отборе оттуда тепла. А это отобранное тепло с возросшей температурой сбрасывается в атмосферу, как ненужный отход при работе термодинамической схемы. Холодильник автоматически отключается при достижении в его корпусе заданной температуры охлаждения. То есть работает он_ циклически.
В тепловом насосе, наоборот, основное внимание уделяется получению тепла с более высокой температурой, чем у среды, у которой это тепло отбирается. В принципе можно и обычный бытовой холодильник использовать как тепловой насос и тем самым повысить эффективность отопления помещений при потреблении для этой цели электроэнергии.
Причем увеличение эффективности и экономичности отопления в этом случае обеспечивается не за счет увеличения расхода электроэнергии, а благодаря более совершенному термодинамическому процессу, характерному для теплового насоса.
Схема использования бытового холодильника в качестве теплового насоса для отопления помещения показана на рис. 1.
Рис. 1.Холодильник как тепловой насос (вариант 1)
В помещении 1, например, в теплице, установлен обычный бытовой холодильник 2, содержащий морозильную камеру 3, компрессор 4, радиатор 5 для сброса тепла с повышенной температурой в помещение. Автоматика включения и отключения холодильника выведена из работы.
Холодильник дополнительно оснащают коробом 6, по которому в морозильную камеру холодильника поступает воздух, от которого в морозильной камере отбирается тепло (например, это может быть наружный воздух с улицы). В холодильнике этот воздух охлаждается, и его температура становится даже ниже температуры наружного воздуха. Как следствие, плотность воздуха возрастает, он опускается вниз корпуса холодильника и по коробу 7 выводится из холодильника на улицу. А вместо этого охлажденного воздуха с улицы по коробу 6 поступает в морозильную камеру холодильника новое количество наружного воздуха, который также отдаст свою долю тепла и выйдет из холодильника охлажденным. Таким образом осуществляется постоянная естественная циркуляция наружного воздуха через холодильник
Тепло от наружного воздуха в морозильной камере холодильника воспринимает рабочее тело — холодильный агент. Под действием этого тепла рабочее тело испаряется и поступает к компрессу 4, который сжимает его, повышая давление и температуру, после чего нагретое. рабочее тело в радиаторе 5 подогревает окружающий воздух, а само охлаждается и через дросселирующее устройство, где давление и температура снижаются, вновь поступает в морозильную камеру. Здесь воспринимает тепло от наружного воздуха и охлаждает его. Естественно, что для работы этой схемы необходимо, чтобы температура рабочего тела после дросселирующего устройства была ниже температуры наружного воздуха. Это должно быть обеспечено соответствующим подбором рабочего тела — холодильного агента.
Обычно в морозильной камере бытовых холодильников завод-изготовитель гарантирует температуру — 18–20 °C (ниже нуля). Значит, температура рабочего тела здесь будет несколько ниже этой температуры.
Такой холодильник может быть использован для отбора тепла у наружного воздуха при морозе до — 10–15 °C.
Как видно, процесс здесь идет непрерывно. В холодильную камеру холодильника постоянно, непрерывным потоком заходит наружный воздух, здесь он отдает тепло рабочему телу, а сам охлаждается и сбрасывается в атмосферу. Отобранное от него тепло повышает свой температурный потенциал в компрессоре и в конечном итоге через радиатор 5 поступает на обогрев помещения.
Возможен и другой способ установки холодильника в помещении, например теплицы, с целью ее обогрева (рис. 2).
Рис. 2.Холодильник как тепловой насос (вариант 2)
Холодильник может быть установлен в стене этого помещения 1. Внутрь помещения обращена задняя часть холодильника 2, на которой расположены компрессор 4 и радиатор 5. Наружу, на улицу выставлена передняя часть холодильника. При работе схемы дверца его должна быть открыта или снята. Схема работает аналогично приведенному выше варианту 1.
Морозильную камеру 3 заполняет наружный воздух. Так как рабочее тело имеет в ней температуру ниже температуры наружного воздуха, то от наружного воздуха в морозильной камере передается тепло рабочему телу, а сам наружный воздух охлаждается, плотность его возрастает и он стекает из морозильной камеры вниз, а на его место поступают новые порции наружного воздуха. Такая естественная циркуляция наружного воздуха происходит непрерывно.
А рабочее тело, получая в морозильной камере от наружного воздуха тепло, испаряется.
После этого компрессор 4 сжимает его, при этом давление и температура рабочего тела возрастают, он поступает в радиатор 5, где отдает тепло окружающему воздуху в помещении, нагревая его, а само рабочее тело при этом охлаждается и через дросселирующий элемент вновь поступает в морозильную камеру. Такая циркуляция рабочего тела идет постоянно, пока работает компрессор холодильника. Это и есть термодинамический цикл теплового насоса.