Методическое пособие 808

д) рациональный выбор эффективных теплоизоляционных материалов с предпочтением материалов меньшей теплопроводности;

е) конструктивные решения равноэффективных в теплотехническом отношении ограждающих конструкций, обеспечивающие их высокую теплотехническую однородность;

ж) эксплуатационно надежную герметизацию стыковых соединений и швов наружных ограждающих конструкций и элементов, а также межквартирных ограждающих конструкций.

Уровень эффективности энергоиспользования является своего рода индикатором науч- но-технического и экономического потенциала страны. Инвестиции, необходимые для реализации энергосберегающих мероприятий у потребителей энергоресурсов в 3 - 4 раза ниже, чем затраты на производство соответствующего количества энергоресурсов. Реализация разумной энергосберегающей стратегии может оказать широкое и многогранное положительное влияние на развитие экономики, в том числе и на повышение уровня жизни.

Библиографический список

1.Б. Н. Волынский. Конструктивные решения энергосберегающих зданий. Энергосбережение №3/2001.

2.И.Бутовский, П.Матросов. Наружная теплоизоляция - эффективное средство повышения теплозащиты зданий - Жилищное строительство,№9, 1996.

3.Савченко Ф. М., Семенов В. Н., Семенова Э. Е. Объемно – планировочные решения и техническая эксплуатация многоэтажных зданий. Учебное пособие. Воронеж 2001

4.Ю.Матросов, И.Бутовский, М.Бродач. Здания с эффективным использованием энергии (новый принцип нормирования), ж-л АВОК, № 3, 1996

5.Ю.Матросов, И.Бутовский, Д.Гольдштейн. Региональное нормирование - стимул повышения энергоэффективности зданий - ж-л АВОК, №5, 1997, с.24-29.

6.СНиП II-3-79* Строительная теплотехника

7.ТСН НТП – 99 МО. Нормы теплотехнического проектирования гражданских зданий

сучетом энергосбережения.

8.Хихлуха Л. В. Oстекление зданий: энергоэффективность и микроклимат. Энергосбережение №3/2001.

References

1.B. N. Volinsky. Constructive solutions of energy – saving buildings. Energy saving №3.2011.

2.I. Butovskiy, P. Matrosov. Exterior insulation - an effective means of improving thethermal performance of buildings - Residential Construction, № 9, 1996, p.7-10.

principle), x-l ABOK, № 3, 1996.

5.Y. Matrosov, I. Butovskiy, D. Goldstein. Regional rationing - an incentive to improve energy efficiency of buildings - x-l ABOK, № 5, 1997, p.24-29.

6.SNIP II-3-79*. Building Heat Engineering.

7.TSN NTP – 99 MO. Standarts of heating design civ ic buildings in view of energy saving.

8.Hihluha L. V. Glass buildings: energy efficiency and climate. Energy saving №3.2011.

200

И.А.Фролов

АГРЕГАТ ДЛЯ ПАЙКИ ДЕТАЛЕЙ В ВАКУУМЕ

Представленная конструкция для технологического процесса пайки деталей в вакууме при высоких температурах. Доказана высокие надежность и качество получаемых соединений.

Ключевые слова: вакуум, высокая температура, высокое качество соединений.

I.A. Frolov

UNIT FOR SOLDERING COMPONENTS IN VACUUM

Proposed construction for the soldering process parts in a vacuum at high temperatures. Proved the high reliability and quality of the connections.

Keywords: vacuum, high temperature, high-quality connections.

Процесс соединения металлов в твердом состоянии припоями, которые при расплавлении смачивают паяемые поверхности, заполняют капиллярный зазор между ними и образуют паяный шов при кристаллизации, называется пайкой.

Из определения следует, что процесс связан с общим нагревом паяемых деталей до заданной температуры нагрева в безокислительной среде. Одним из вариантов безокислительного нагрева деталей является вакуум.

Высокий вакуум в печи (10-4÷10 -5мм рт.ст.) создается диффузионным насосом. Механический ротационный насос в этом случае создает предварительный вакуум (форвакуум) и откачивает газ, выталкиваемый из диффузионного насоса. В установку для создания высокого вакуума [Рис.1] входят : ротационный (форвакуумный) насос 1, сильфонный компенсатор 2, предотвращающий распространение вибраций от насоса, фильтр 3 для очистки откачиваемого воздуха от механических примесей, вакуумный вентиль 4, разобщающий насос с печью, диффузионный насос 5. Вакуумный затвор диффузионного насоса 7 с заслонкой вакуумного затвора 6 служит для отсоединения диффузионного насоса от системы. Нагрев диффузионного насоса осуществляется нагревателем 8. Вентиль 9 служит для впуска в печь инертного газа (для ускоренного охлаждения паяных деталей) или воздуха после окончания технологического цикла нагрева.

Анализ схемы вакуумирования [1] показывает определенные сложности, связанные с применением специфического оборудования для достижения вакуума 10-4÷10 -5мм рт.ст. при высокотемпературном нагреве.

Поэтому заслуживает внимания внедренная в производство конструкция для групповой пайки, обеспечивающая за один цикл вакуумирования последовательное выполнение нескольких нагревов деталей для пайки.

201

По окончании процесса пайки узел опускается в гнездо карусели и переводится ее поворотом в холодную зону камеры охлаждения. Поворот карусели и подъем узлов согласованы электроблокировкой. Питание агрегата осуществляется от сети U = 380 В, нагревателя – от трехфазного трансформатора мощностью Р = 60 КВт и регулировочного автотрансформатора.

В процессе внедрения вакуумного агрегата были опробованы 2 типа нагревателей: молибденовый и нихромовый. Последний позволяет вести процесс пайки до температуры 1000 °C и выдерживает свыше 50 теплосмен. Кроме того, этот нагреватель много дешевле молибденового. В агрегате освоена пайка узлов с различным сочетанием материалов:

·медно-стальных блоков припоем ПСр 37,5;

·медно-титановых колец припоем ПСр 72;

·тонкостенных медных цилиндров контактно-реактивной пайкой через прослойку се-

ребра[3;4].

Высокий вакуум (10-4 ÷10 -5 мм рт.ст.) в камере нагрева способствует более интенсивному процессу диссоциации окислов с паяемых поверхностей, что определяется формулой (1):

T– температура,°K;

Po2– парциальное давление кислорода.

Это условие определяет возможность получать в агрегате вакуумноплотные паяные соединения высокого качества. Металлографический анализ узлов, спаянных в агрегате, показал удовлетворительное заполнение капиллярных зазоров резьбовых соединений и качественное формирование швов при контактно-реактивном плавлении прослойки серебра с медными деталями (Рис.3а,б).

x70 x70

Рис. 3. Металлография вакуумно-плотных паяных швов:

а) Заполненный капиллярный зазор медно-титанового резьбового соединения эвтектическим припоем ПСр 72; б) Образование эвтектического припоя при контактно-реактивной пайке через серебряную прослойку медных деталей

Вывод

Агрегат для пайки деталей в вакууме позволяет получать вакуумно-плотные соединения высокого качества.

Библиографический список

1. С.Н.Лоцманов и И.Е.Петрунин. Пайка металлов. М.: "Машиностроение" , 1966 с. 56, 190.

204

2.О.Г.Кудашов, И.А.Фролов, И.Ф.Быкова. Групповая механизированная пайка узлов в вакуумном нагревательном агрегате. В сб. "Механизация и автоматизация процессов пайки". Материалы семинара Московского Дома научно-технической пропаганды имени Ф.Э.Дзержинского. М.: 1976; 160 c.

3.И.А.Фролов. а. с. 93449.

4.И.А.Фролов и др. патент № 2322330 Р.Ф.

References

1.A. S.N.Lotsmanov and I.E.Petrunin. Soldering. M.: "Mechanical Engineering", 1966 p.

56,190.

2.O.G.Kudashov, I.A.Frolov, I.F.Bykova. Group mechanized soldering components in the vacuum heating unit. In compilation "Mechanization and automation of soldering. "Proceedings of the Seminar of the Moscow House of Scientific-Technical Propaganda behalf of Dzerzhinsky. M.: 1976, 160 c.

3.I.A.Frolov. a. a. 93 449.

4.I.A.Frolov et al. patent number 2322330, RF.

205

Д.В. Щекалев, Е.Д. Косматых

ПРИМЕНЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ПЛЕНОК ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РАСХОДОВ НА ОТОПЛЕНИЕ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

Представлена условная классификация тонировочных пленок. Рассмотрена эффективность применения энергосберегающих пленок, их разновидности и технология производства. Методы увеличения термосопротивляемости энергосберегающих пленок путем нанесения слоя нанокерамических частиц по технологии спаттеринга.

Ключевые слова: низкоэмиссионная энергосберегающая пленка, теплозащитные свойства, металло-керамическое покрытие, спаттеринг.

D.V. Schekalev, E.D. Kosmatykh

APPLICATION OF ENERGY-SAVING FILMS TO REDUCE THE COST

OF HEATING AND AIR CONDITIONING

Submitted by conventional classification of dubbing films. Efficiency of energysaving films, their variety and production technology. Methods for increasing the energy efficiency termosoprotivlyaemosti films by applying a layer of nano-ceramic particles spatteringa technology.

Keywords: low-E energy-saving film, thermal insulation properties, metal-ceramic coating, spattering.

Потери тепла через остекление путем теплопроводности и конвекции относительно невелики (примерно по 15%) в сравнении с третьей составляющей теплообмена – тепловым излучением. Светопрозрачная часть обычных окон, состоящая из любого числа стекол и воздушных (либо газонаполненных) зазоров, принципиально не может предотвратить радиационные теплопотери, как и защитить от солнечной радиации.

Поэтому практически единственным путем существенного увеличения теплоизоляционных характеристик окон может быть дополнительное введение в их конструкцию светопрозрачного фильтра с низкоэмиссионным покрытием, отражающего тепловое излучение – низкоэмиссионная энергосберегающая пленка.

Идея защиты от солнечных лучей при помощи использования тонировочных пленок возникла в начале 1960-ых годов. Первые образцы представляли собой зеркальные полотна, изготовленные с алюминиевыми добавками. Сквозь них не проходило ни тепло, ни значительная часть видимого света, хотя возможность видеть внутри помещения все-таки сохра-

206

нялась. Развитие этой идеи привело к использованию пленок в дизайне оконных конструкций и фасадов построек. А добавляя разные металлы, изготовители начали получать пленки с различными оттенками, золотистым, бронзовым, стальным... 1970-е годы с новым витком энергетического кризиса дали побуждение к развитию технической мысли в этом направлении, и пленки стали использовать, чтобы уменьшить затраты на обогрев и кондиционирование. Через некоторое время были разработаны пленки с новым спектром свойств. Среди них прозрачные пленки с низкой эмиссией. Эти пленки практически неразличимы на стекле, хотя отлично задерживают тепловой поток.

Огромное разнообразие видов пленок можно условно разделить на несколько групп.

1.Тонировочная пленка. Ее основное свойство – фильтрация солнечного излучения и ослабление его негативных факторов. Установка тонирующего слоя на стекло привносит во все внутренние помещения условия дополнительного комфорта и удобства.

2.Защитная пленка. Существуют антивандальные и укрепляющие защитные пленки, предназначенные в первую очередь для улучшения прочностных свойств стекла. Установка таких пленок придает окнам, витринам и стеклянным перегородкам такие свойства как уда-

ропрочность, безосколочность, взрывобезопасность (композиционный материал – стекло в сочетании со взрывобезопасной пленкой толщиной 112 мкм, способен выдержать нагрузку, возникающую при взрыве двух килограммов тротила на расстоянии 5-ти метров).

3. Декоративные пленки. Наиболее востребованы для реализации различных дизайнерских задач. С помощью таких пленок легко решаются вопросы художественного оформления и декорирования интерьера. Установка таких пленок на межкомнатные и офисные стеклянные перегородки, двери придает помещению уют, создает индивидуальную обстановку рабочих мест. Используется также для нанесения на стеклянные поверхности какого-либо рисунка.

4.Шумоизоляционные пленки и пленки защищающие от электромагнитных полей. Позволяют обеспечить приватность беседы и невозможность прослушивания переговоров через стекло.

5.Пленка обратной проекции. Это новая технология, которая позволяет превратить

витрину, окно или стеклянную перегородку в динамичный экран, на который транслируется сигнал с проектора, в результате чего отпадает необходимость в приобретении дорогостоящих мониторов и плазменных панелей.

6. Энергосберегающая пленка. Энергосберегающие пленки способны эффективно справляться с тепловым (инфракрасным) спектром солнечного излучения.

Применение таких пленок в помещениях обеспечивает не только комфорт, но и экономию на отоплении в отопительный сезон за счет увеличения сопротивления теплопередачи, а так же на кондиционировании летом за счет снижения потока солнечной радиации через окна путем отклонения инфракрасных лучей, что наглядно показано на рис. 1.

Рис. 1. Отражение инфракрасного излучения стеклом с низкоэмиссионным покрытием

207

Установка теплозащитных пленок позволяет уменьшить количество солнечного тепла, проникающего через поверхность остекления на 60%! Если учесть, что окна иногда составляют до 20% площади здания, сформированный пленками тепловой щит существенно снижает перегрев помещений и позволяет значительно экономить электроэнергию.

На сегодняшний день тонировочная пленка представляет собой сложную многослойную систему. Слои в такой системе могут быть разные, один слой отвечает за прочность, второй слой пленки за цвет, третий за поглощение ультрафиолетовых лучей и так далее. Назначение пленки определяет количество слоев в ней, а в следствии этого определяются и характеристики, которыми будет обладать данная пленка. В любой качественной пленке наружный ее слой предназначается для защиты от механических воздействий, возникающих при эксплуатации тонировочной пленки на стекле. Все слои склеиваются между собой клеем на основе адгезии. На стекло пленка крепится с помощью специального клеящего состава.

Толщина пленок зависит от количества слоев и назначения пленки, качественные пленки начинаются от размера 112 до 380 мкм.

Различных вариаций слоев для создания пленки может быть очень много, и каждый раз свойства оконной пленки будут разными.

Для повышения теплозащитных свойств пленок в их составе чередуются слои окрашенные пигментом со слоями, содержащими металл. Металл добавляется в пленку различными способами. Наиболее современный – это бомбардировка в вакуумной среде пленки атомами металла, так называемый споттеринг. При таком изготовлении деметаллизация при эксплуатации практически не происходит. Пленки, изготавливаемые таким способом, обладают еще и зеркальным эффектом.

Для увеличения термосопротивляемости используется натуральная керамика с добавлением различных металлов, придающих цвет и различные степени светоотражения. Применение керамики в пленках, разработано и запатентовано Корпорацией NANOFILM.

Производство энергосберегающих керамических пленок является высокотехнологичным и трудоемким процессом. Срок службы данных пленок неограничен, а минимальная заводская гарантия 10 лет. Уникальность свойств таких пленок достигается за счет ультратонкого керамического слоя, представляющего собой нано-структуры, состоящие из титана, азота и керамики.

Эти особые ковалентные соединения в форме решетки (рис 2.1), делают материал устойчивым к температурным, механическим и химическим повреждениям, обеспечивая его долговечность. Титан и азот придают керамическому слою особые диэлектрические свойства с высокой степенью отражения инфракрасных лучей. Тонкий слой керамики наносится на полиэстер путем технологии спаттерринга. В процессе спаттерринга нано-керамические частицы располагаются между атомами металла (рис. 2.2), которые обладают сильными химическими и физическими связями, что показано на рис. 2.

Рис. 2. Молекулярная структура металло-керамического покрытия

208

Процесс спаттеринга происходит в вакуумной камере. Электромагнитные поля направляют ионы инертного газа (обычно аргона) навстречу взвеси, состоящей из атомов титанового азота и горячей керамики, которые, смешиваясь, равномерно оседают на поверхность полиэстера. В результате получается металло-керамическое покрытие, обладающее уникальной терморегуляцией, цветоустойчивостью и энергосбережением. В спаттере возможно нанесение слоя в толщину 1/1000 человеческого волоса.

Энергосберегающая пленка в сочетании с инфракрасным обогревом помещений, позволяет прекратить потери тепла через окна от 60% до 92%, тем самым позволяя экономить на отоплении от 30 до 45%.

Библиографический список

1.Журнал «Потребитель» 2002/03 год № 29 – Теплосберегающие стеклопакеты.

2.Журнал «Окна. Двери. Витражи» 2006 год № 2 – Стекло с низкоэмиссионным мягким покрытием.

3.Электронный адрес: http://abv-torg.ru.

4.Электронный адрес: http://www.heateco.ru.

5.Электронный адрес: http://www.lifedecor.ru.

References

1.The magazine «Consumer» 2002/03 № 29 – Heat-saving windows.

2.The magazine «Window. Doors. Stained Glass» 2006 № 2 - Low-E glass soft.

3.Email: http://abv-torg.ru.

4.Email: http://www.heateco.ru.

5.Email: http://www.lifedecor.ru.

209