Юный техник, 2012 № 01

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

ЗАМЕНИТЕЛЬ КОНДИЦИОНЕРА

Уже известный нашим постоянным читателям Андрей Тен из г. Сосновый Бор Ленинградской области на этот раз предложил вниманию экспертов «ПБ» устройства для создания комфорта в доме.

Во-первых, Андрей придумал, как усовершенствовать имеющиеся системы вентиляции. Для этого он предлагает вставить в вентиляционный канал соосную двойную трубу. По внутренней трубе в помещение будет поступать свежий воздух с улицы, а по второй, внешней, воздух будет уходить наружу из помещения.

«Устройство работает следующим образом, — пишет Андрей. — При открытии клапана на внешней трубе она заполняется использованным воздухом, который обычно по температуре выше, а по плотности ниже, чем наружный воздух. Воздух из помещения вытекает наружу, создавая тем самым некоторое разрежение в комнате. Наружный же воздух через входное отверстие внутренней трубы и фильтр втягивается в помещение. По мере нагрева он будет подниматься все выше и постепенно уходить в воздухозаборник, а затем и во внешнюю трубу».

Согласитесь, конструкция в целом неплохая, вот только как воспримут ее наши домостроители? Ведь она сложнее, а значит, и дороже, чем нынешние системы домовой вентиляции.

А вместо кондиционера Андрей предлагает использовать конструкцию, использующую тепловую трубу. Устройство ее таково. Внутренние стенки стальной трубки выстилают пористым материалом — спеченной керамикой, металлической сеткой, фитильной тканью или стекловолокном… Пористый материал прокладки пропитывают какой-либо летучей жидкостью. После этого из трубки откачивают воздух и герметизируют ее. Если теперь нагревать один конец трубки, жидкость станет испаряться, и пар под воздействием возникающей разности давлений (ведь при нагревании вещества расширяются) устремится к другому ее концу. Здесь он сконденсируется и отдаст тепло более холодным стенкам, а жидкость по капиллярам пористой прокладки возвратится к источнику тепла.

И вот, когда в доме жарко, Андрей предлагает включать поглощающий элемент, располагающийся под потолком в виде полусферы. К нему примыкает термобатарея, контактирующая с одним концом тепловой трубы. Другой конец тепловой трубы выведен из помещения наружу. Для удобства пользования в систему добавлен еще и регулятор, с помощью которого настраивается тепловой режим.

Излишнее тепло, поднимающееся в виде теплого воздуха и инфракрасного излучения к потолку, улавливается приемником и по тепловой трубе удаляется из помещения.

Андрей уверен, что такая система лучше, чем нынешние кондиционеры. Хотя бы потому, что работает совершенно бесшумно и имеет лучший КПД. Вот только он и словом не обмолвился, что будет представлять собой загадочный теплоприемник, насколько эффективно он будет поглощать тепло из окружающей среды. Возможно, так получилось потому, что Андрей надеется запатентовать свое изобретение, а потому пока и не делится подробностями.

Ну, что же, пожелаем Андрею успеха. От себя же добавим: то, что нынешние системы кондиционирования и отопления далеко не самые эффективные, отечественным специалистам уже давно известно. Не случайно в печати все чаще появляются сообщения о новых конструкциях экологических домов. О том, что представляет собой первый «активный дом», построенный в Подмосковье, вы могли прочитать в начале этого номера.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ СКВЕРЫ

«Задыхающиеся от смога жители мегаполисов сетуют, что дома и асфальт вытесняют из городов траву и деревья, — пишет нам москвичка Анастасия Мельникова. — Между тем, было бы невредно и самим вспомнить опыт предыдущих поколений. Мне бабушка рассказывала, как в ее время почти на каждом балконе можно было увидеть выставленные на лето комнатные цветы в горшках, а в дополнение к ним еще на лето высаживали всевозможную зелень в ящиках с землей — редиску, лук, салат… И себе полезно, и соседям приятно, и экология улучшается».

Хорошее предложение, не правда ли? В дополнение к нему можем сказать, что не только отдельные граждане, но и городские власти тоже могут приложить руки к этому полезному делу. Так, например, в городе Милане в 2012 году должно завершиться строительство первых «зеленых» высоток. Их возводят по проекту «Вертикальный лес» итальянского архитектора Стефано Боэри. В двух небоскребах высотой 105 и 78 метров, опоясанных просторными балконами, высадят 900 деревьев, а также кустарники и цветы.

Если этот «лес» расположить обычным образом, то есть горизонтально, то он занял бы площадь в 10 тысяч квадратных метров, подсчитали специалисты. Кроме жилых апартаментов, в экспериментальных домах будут рестораны, фитнес-центры и паркинги. Кроме того, башни оснастят солнечными и ветровыми электростанциями, современными системами вентиляции и освещения. «В дальнейшем возможно возведение целых микрорайонов с такими домами», — полагает Стефано Боэри.

САПОГИ-ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

«В «ПБ» № 11 за 2011 г. было опубликовано письмо Алексея Дмитриева из Дубны, который предлагал на тыльную сторону мобильника наклеить фотоэлементы, чтобы подзаряжать его аккумуляторы от света. Вы там же предложили термобатареи, которые дают ток при нагреве. Но есть ведь и еще более современные способы подзарядки мобильников, нетбуков и плееров. Вот что, к примеру, мне удалось обнаружить в Интернете…»

И далее Сергей Красильников из Владикавказа, письмо которого мы процитировали, приводит такие подробности. Оказывается, сегодня разработчики устройств для подзарядки добрались и до обуви. Так, специалисты из корпорации Orange предлагают встраивать мобильную электростанцию в сапоги.

Данное устройство опять-таки использует термоэлектрический эффект: энергия собирается внутри подошвы сапога с помощью специализированных модулей на основе термопар. Во время ходьбы одна термопластина нагревается от человеческой ноги, а другая, находящаяся близко к земле охлаждается. Разница между температурными режимами и позволяет получить электроэнергию.

Еще необычнее изобретение Тома Крупенкина и Эшли Тейлора из Висконсинского университета в Мэдисоне. Они создали технологию, которая в перспективе позволит превратить обыкновенную обувь в источник электроэнергии, сообщает журнал Nature News.

Суть тут такова. Смачиваемость поверхности жидкостью можно в некоторых случаях менять при помощи внешнего электрического поля. Данный эффект был описан еще Габриэлем Липпманом в конце XIX века. Среди модификаций феномена известно так называемое электросмачивание на диэлектрике (Electro-wetting on dielectric — EWOD) — это когда капля проводящей жидкости помещается на диэлектрическую подложку. Под воздействием электрического поля меняется смачиваемость поверхности, и капля может расползаться или даже двигаться в некотором направлении. В основу работы новой технологии положен эффект, который ученые назвали REWOD (Reverse electro-wetting on dielectric — обратный эффект электросмачивания на диэлектрике). Суть его заключается в том, что механическое движение капли по поверхности диэлектрика должно приводить к возникновению электрического поля. По словам Крупенкина, это происходит как с электромотором — если крутить его ротор руками, то можно получить электрический ток.

Созданное изобретателями устройство представляет собой металлический проводник, покрытый изолирующим слоем из оксида таллия, на который сверху нанесены капли соединений ртути. Капли сверху прижимаются другим проводником. Как оказалось, при движении верхней пластины на выходе возникает разность потенциалов.

Схема работы источника энергии. Красным показаны капли, зеленым — оксид таллия.

Мощность полученного таким образом генератора составляет всего несколько милливатт. Однако расчеты Крупенкина и Тейлора показывают, что использование большого числа подобных капельных элементов (порядка тысячи) позволит создать устройство мощностью порядка 10 Вт. Подобная батарея, основанная на эффекте REWOD, может быть вмонтирована в подошву обычного ботинка. Это позволит при ходьбе генерировать электричество, достаточное для подзарядки мобильного телефона или даже небольшого ноутбука.

Благодарим Сергея за интересное сообщение. К нему мы еще можем добавить весть об оригинальной разработке доктора Сан By Кима из Сеульского университета. Для подзарядки мобильника он предложил использовать тензоэлементы, преобразующие в электроэнергию вибрацию, создаваемую при… крике. «Надолго такого заряда, конечно, не хватит, но, чтобы закончить разговор по мобильнику или успеть сохранить файл в ноутбуке, его вполне достаточно», — сообщает изобретатель.

ЧЕМОДАН-САМОХОД

«Спасибо, конечно, тем изобретателям, которые додумались приделать к чемодану колесики и ручку, — пишет нам из Одессы Оксана Чернорудько. — Но почему бы тогда не добавить к этим колесам еще и двигатель, чтобы чемодан сам себя двигал?»

Согласитесь, неплохая идея. Вот только Оксана с ней несколько запоздала. Подобная конструкция, насколько нам известно, уже создана в Гонконге. Причем изобретатели, кроме мотора, добавили и еще одно новшество. Это инфракрасный датчик, который заставляет чемодан-самоход следовать за своим хозяином, словно собачка. А если самостоятельный чемодан вдруг вздумают украсть, то при удалении от хозяина на расстояние более трех метров, он тут же поднимет тревогу.

ЭНЕРГИЯ ИЗ ЭФИРА

В США разработана эффективная технология улавливания излишков энергии, которая высвобождается в процессе работы теле- и радиоприемников, мобильных устройств и различных систем связи. Правда, эксперименты с устройствами, способными изымать часть энергии эфира в телевизионном диапазоне и преобразовывать ее в постоянный ток, показали, что их выходная мощность составляет всего несколько сотен микроватт. Впрочем, если такую систему научить работать в более широком диапазоне частот, мощность достигнет 1 милливатта и более, чего, в принципе, уже достаточно для питания миниатюрной электроники.

Во всяком случае, так полагают профессор Манос Тенцерис и его коллеги из Технологического института Джорджии, разработавшие данное устройство. К его преимуществам относится не только то, что энергия получается, можно сказать, ниоткуда, но и тот факт, что само устройство печатается струйным методом на ЗБ-принтере, а материалом служит бумага или гибкие полимеры.