Сибирская технология поможет отапливать дома при помощи холода

отметили
20
человек
в архиве

Ученые из Института катализа СО РАН придумали, как из холода получить тепло, которое можно будет использовать для отопления в суровых климатических условиях. Для этого они предлагают в условиях низкой температуры поглощать пары метанола пористым материалом. Первые результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Applied Thermal Engineering.

Химики предложили цикл под названием «Тепло из Холода» («ТепХол»). Ученые преобразуют теплоту, используя процесс адсорбции метанола пористым материалом. Адсорбция — это процесс поглощения веществ из раствора или газовой смеси другим веществом (адсорбентом), который применяют для разделения и очистки веществ.

«Идея была в том, чтобы сначала теоретически предсказать, каким должен быть оптимальный адсорбент, а потом синтезировать реальный материал с близкими к идеальному свойствами, — прокомментировал один из авторов исследования, доктор химических наук Юрий Аристов. — Рабочим веществом являются пары метанола, и обычно их адсорбируют с помощью активированных углей. Вначале мы взяли коммерчески доступные активированные угли и использовали их. Оказалось, что большинство из них «работают» не очень хорошо, поэтому мы решили сами синтезировать новые адсорбенты метанола, специализированные для цикла «ТепХол». Это двухкомпонентные материалы: в них есть пористая матрица, относительно инертный компонент, и активный компонент — соль, хорошо поглощающая метанол».

Далее ученые провели термодинамический анализ цикла «ТепХол», который дает ориентировочное представление о протекании процесса преобразования, и определили оптимальные условия реализации адсорбции. Перед учеными стояла задача узнать, может ли новый термодинамический цикл обеспечить достаточную эффективность и мощность генерации теплоты. Чтобы ответить на этот вопрос, был сконструирован лабораторный прототип установки «ТепХол» с одним адсорбером, испарителем и криостатами, которые имитировали холодный воздух и незамерзающую воду. Адсорбент помещали в специальный теплообменник с большой поверхностью, сделанный из алюминия. Эта установка позволяет производить тепло в прерывистом режиме: оно выделяется при поглощении метанола адсорбентом, а потом требуется время на регенерацию последнего. Для этого давление метанола над адсорбентом уменьшают, чему способствует низкая температура окружающего воздуха. Испытания прототипа «ТепХол» проводили в лабораторных условиях, где имитировались температурные условия сибирской зимы, и эксперимент завершился успешно.

«Используя зимой два природных термостата (резервуара тепла), например окружающий воздух (от —20 до —40 °С) и незамерзающую воду из реки, озера, моря или грунтовые воды (от 0 до 20 °С), с разницей температур 30-60 °C, можно получить теплоту для обогрева домов. Причем чем холоднее на улице, тем легче получить полезное тепло», — рассказал Юрий Аристов.

На сегодняшний день ученые синтезировали четыре новых сорбента, которые находятся в стадии испытаний. По словам авторов, первые результаты этих испытаний очень обнадеживают.

Добавил precedent precedent 13 Октября
проблема (5)
Комментарии участников:
nanosecond
+3
nanosecond, 13 Октября , url

Нифига непонятно. А закон сохранения энергии тут не работает? Чем это эффективней обычного теплового насоса, который отапливает только жильё, но не улицу? Или тут говорится о том, что чем больше тепла «незамерзающей воды из реки, озера, моря или грунтовых вод» пойдёт на обогрев улицы, тем больше мы можем «снять сливок» с этого потока тепла и использовать снятое для отопления жилья? А сколько тепла будет выкачано из источника и насколько эффективно оно будет использовано, получается, никого не волнует. Рыба в озере будет рада.

precedent
+4
precedent, 13 Октября , url

Весь фокус здесь в катализе. Лауреат премии Глобальная энергия академик Пармон утверждает, что не проблема биотопливо для авиации. У нас мощная школа катализа. 

nanosecond
+2
nanosecond, 13 Октября , url

А если без фокусов? Вот есть источник низкопотенциального тепла, улица и отапливаемое помещение. Есть источник электроэнергии, чтобы механизмы заработали. Хотелось бы запихнуть весь этот катализ в чёрный ящик и понять, как происходит перераспределение энергии. А то — «отапливать дома при помощи холода», оно, конечно, привлекательно своей парадоксальностью, но нифига не понятно.

precedent
+3
precedent, 13 Октября , url

Да, тоже не понимаю. Возможно,  разница температур позволяет запускать реакцию с выделением энергии благодаря катализаторам и адсорбентам. 

nanosecond
+2
nanosecond, 13 Октября , url

Мне кажется, разница температур позволяет не тратить столько электроэнергии (а может и не тратить вообще) на тепловой насос, как в случае обычного его применения, но при этом бОльшая часть тепла из источника низкопотенциального тепла пойдёт на обогрев улицы.

precedent
+3
precedent, 13 Октября , url

Надо саму работу почитать. 

V.I.Baranov
+2
V.I.Baranov, 13 Октября , url

Пармон известный пиарщик. Проблемы биотоплива нет. Нет биотоплива!....)))

precedent
+1
precedent, 13 Октября , url

Я Вам верю ) 

V.I.Baranov
0
V.I.Baranov, 13 Октября , url

В Сибири уж точно невыгодно выращивать сырьё для биотоплива. Как попутные полезные отходы производства органических удобрений можно использовать. Но таких отходов в Сибири едва хватает на отопление коровника....)))

V.I.Baranov
+1
V.I.Baranov, 13 Октября , url

Тепловой насос эффективнее.

Но  его эксплуатация сложнее.



Войдите или станьте участником, чтобы комментировать