Удивительная физика

Вывод первый: если хотите, чтобы холодильник охлаждал лучше, ставьте теплообменник в самое прохладное место квартиры, обдувайте его вентилятором, выводите наружу или, оборудовав его специальным бачком, грейте с его помощью холодную воду. В сельском или дачном доме можно поместить теплообменник под пол и даже в грунт – в водоносный слой, если он неглубокий. Холодильник создаст вам арктический (а может, даже и антарктический!) холод. На теплообменнике, особенно горизонтального типа, можно сушить мокрые полотенца, пеленки (это актуально, если нет сушителя!) и другое белье, а также грибы, фрукты и др., греть воду. Холодильник от этого будет работать только лучше.

Вывод второй: если хотите обогревать вашу квартиру, дом и прочее теплообменником, затрачивая значительно меньше энергии, чем если бы это делали обычным электронагревателем, ставьте испаритель (морозильную камеру) в теплое место.

Морозильная камера (разумеется, без продуктов) используется и для охлаждения воды. Ледяную воду можно иметь в квартире, если поместить испаритель в специальный бачок и подавать туда обычную воду.

Правильнее всего помещать испаритель в водоносный слой в грунте, хотя бы в колодец. Заморозить всю воду там он не сможет – силы не те, но немного охладит ее. Разницу в тепле он, как тепловой насос, перекачает в ваш дом. Автор не ставит термин тепловой насос в кавычки, потому что полученное устройство так и называется в технике. Теплообменник буквально раскалится и будет обогревать ваш дом как электрокамин, затрачивая в 2 – 3 раза меньше электроэнергии. Иными словами, КПД вашего обогревателя на основе холодильника будет 200—300 %. Абсурд? Ничуть не бывало. Здесь все справедливо, и вот почему.

Как работает холодильник? Газы, как известно, при сжатии нагреваются, а при расширении охлаждаются. Если быстро сдавить воздух поршнем, то он настолько нагреется, что может даже воспламенить горючий материал – смесь бензина с воздухом, например в двигателях. Существовало даже древнее воздушное огниво (рис. 256), состоящее из поршня 2, цилиндра 3 и колпачка с трутом 1. При быстром вдвигании поршня в цилиндр трут начинал тлеть, и из него раздуванием получали огонь. Современное огниво со стеклянным цилиндром показано на рис. 256, б. Этот опыт хорошо иллюстрирует нагрев газов при сжатии.

Убедиться в охлаждении газов при расширении лучше всего выпуская сжатый углекислый газ из баллона углекислотного огнетушителя. Газ так охлаждается, что сразу переходит в снег, минуя даже жидкую фазу (рис. 257). Из этого снега и получают прессованием сухой лед.

Рис. 257. Из баллона с углекислым газом вырывается… снег

Поговорить о принципе действия холодильника проще всего на примере компрессорного устройства (рис. 258). Компрессор 2 накачивает особый газ, легко переходящий в жидкость, обычно фреон, в теплообменник 1. Газ при сжатии переходит в жидкость и нагревается. В теплообменнике эта жидкость охлаждается, отдавая тепло окружающей среде. Затем через регулируемый вентиль 4 эта охлажденная жидкость выпускается в испаритель 3, где она снова переходит в газ, газ расширяется, да еще это расширение усугубляется компрессором, который откачивает газ из испарителя.

Рис. 258. Устройство компрессорного холодильника:

1 – теплообменник; 2 – компрессор; 3 – испаритель; 4 – вентиль

В результате испаритель сильно охлаждается; его обычно помещают в морозильную камеру.

Так вот, если этот испаритель поместить в проточную воду, например, подпочвенные грунтовые воды, то он примет их температуру, допустим, +4 °C. Таким образом, испаритель, который должен был охладиться, предположим, до – 20 °C, нагреется на 24 °C. Тепло это перейдет через компрессор в теплообменник, который нагреется еще сильнее (чем если бы туда поступал газ при – 20 °C!) и будет сильнее отапливать помещение.

Холодильный агрегат, как тепловой насос, перекачает тепло окружающей среды в ваш дом.

Такие установки для коттеджей уже существуют. Одна из них изображена на рис. 259. Здесь теплообменники 2 размещены в домах в качестве отопительных деталей: отдав тепло, рабочий газ, перешедший в жидкость, выпускается в расширители – испарители 1, находящиеся в скважинах в грунте. Вот так, потребляя из сети 3,5 кВт мощности на работу компрессора, этот агрегат нагревает помещение, как электрокамин мощностью 10,3 кВт! Почти перпетуум-мобиле, только тепловой!

Рис. 259. «Тепловой насос» для обогрева коттеджей: 1 – испарители; 2 – теплообменники

Обратите внимание на этот необыкновенный вид нагревателей – в нем будущее! Когда электроэнергия станет дороже, а к тому все идет, отапливать дома будем холодильниками!

Фатальна ли тепловая смерть?