Чем холоднее на улице - тем жарче дома: незаслуженно забытая разработка советских физиков
Сибирские ученые из Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН создали систему отопления, которая работает тем эффективнее, чем сильнее мороз на улице. Технология "ТепХол" превращает холод в источник тепла для дома, используя химические процессы вместо привычной механики,пишет prochepetsk.ru.
Принцип работы основан на забытой советской технологии абсорбционных холодильников. Те работали без компрессора, нагревая аммиачный раствор. Новосибирские исследователи взяли эту идею за основу, но пошли дальше — научились преобразовывать низкотемпературное тепло окружающей среды в энергию для обогрева жилья.
Система использует пары метанола вместо опасного аммиака или фреона. Холодный уличный воздух при температуре минус 30 градусов охлаждает и конденсирует эти пары. Затем жидкость нагревается всего на несколько градусов за счет незамерзающей воды из реки, озера или скважины. Температура воды держится около нуля или плюс пяти градусов.
Нагретый метанол испаряется, и его пары поглощаются специальным пористым материалом — адсорбентом. При поглощении выделяется много тепла — до 40-60 градусов. Этого хватает для теплых полов или обычных радиаторов. После этого адсорбент нужно очистить от паров метанола, и здесь в игру вступает уличный мороз. Низкая температура понижает давление паров и помогает их удалить. Цикл повторяется снова.
Получается парадокс: чем холоднее на улице, тем лучше идет очистка адсорбента и тем эффективнее работает вся система. Сибирские морозы становятся не проблемой, а главным преимуществом технологии.
Разработка может решить реальные проблемы северных регионов. В удаленные поселки и арктические базы дорого завозить уголь, дизель или газ. Система "ТепХол" работает практически автономно, используя природные ресурсы — холод и незамерзающую воду. Это важно и для экологически чувствительных территорий, где критичны любые выбросы.
Для отопления частного дома нужна установка всего с 10 килограммами адсорбента, который прослужит минимум пять лет. Ученые синтезировали композитный материал на основе силикагеля со специальными солями. По характеристикам он намного превосходит обычный активированный уголь.
Система не сжигает топливо и не производит выбросов. Для работы нужна только разница температур и немного электричества для вспомогательного оборудования. Метанол безопаснее аммиака, который используется в классических тепловых насосах.
Обычные тепловые насосы теряют эффективность в сильные морозы. Они работают как кондиционер наоборот — извлекают рассеянное тепло из земли, воды или воздуха и перекачивают его в дом, затрачивая электричество. При температуре ниже минус 15-20 градусов их производительность резко падает. "ТепХол" работает на химическом принципе адсорбции и не зависит от капризов механики.
Пока технология работает в циклическом режиме с перерывами. Исследователи создают установки с непрерывным нагревом. Еще одно ограничение — система привязана к двум условиям: сильному морозу и близкому источнику незамерзающей воды. Без этих природных ресурсов установка не заработает.
Проект показывает, как переосмысление старых идей дает новые решения. Бесшумные советские холодильники казались устаревшими, но их принцип стал основой для революционной системы отопления. Холод перестает быть врагом и становится ресурсом, который можно использовать для создания тепла и комфорта в самых суровых условиях.