Новосибирские учёные придумали, как запасать тепло, чтобы использовать его позже

Учёные Новосибирского госуниверситета и Института катализа СО РАН разработали сорбенты, которые позволяют собирать бросовое тепло от работы механизмов и использовать его позже, рассказала 1 октября корреспонденту Сиб.фм научный сотрудник Института катализа Александра Грекова.

Сорбенты — пористые тела, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, жидкости или растворённые вещества. Композитные сорбенты дополнительно модифицированы неорганической солью. Комбинируя разные соли и матрицы, можно целенаправленно создавать материалы с требуемыми свойствами, необходимыми для конкретного процесса.

На большинстве промышленных производств происходят крупные потери тепла. Это, например, выбросы горячих газов или тепло от работающих двигателей устройств и механизмов.

Такое бросовое тепло, бесполезно рассеивающееся в окружающую среду, может быть использовано с помощью сорбционных преобразователей тепла, рассказала Грекова.

«Основным недостатком альтернативных источников энергии является несогласованность по времени производства энергии и необходимости её использовать. Энергию такого типа необходимо аккумулировать, чтобы сделать доступной для потребителей», — пояснила учёный.

Адсорбционный преобразователь тепла (АПТ), состоит из двух резервуаров с хладагентом (испарителя и конденсатора) и реактора с сорбентом.

Сорбент в реакторе способен обратимо поглощать пары хладагента (воды, спиртов или аммиака). Сорбент высушивают с помощью доступного бросового тепла, например, энергии солнца. Затем закрывают кран 1 и ждут момента, когда необходимо получить тепло обратно, например, ночью, когда солнечной энергией напрямую воспользоваться нельзя.

Для этого кран в резервуаре с сорбентом открывают, и начинается поглощение паров воды. За счёт этого сорбент разогревается, получается запасённое тепло.

На следующее утро кран в резервуаре с сорбентом закрывают, открывают другой кран и сушат сорбент с помощью доступной днём солнечной энергии. Пары воды конденсируются в конденсаторе, и сорбент готов к следующему суточному циклу.

Устройство может работать не только как нагреватель, но и как холодильник, так как реактор с сорбентом разогревается, а испаритель с жидкостью охлаждается.

С помощью такого охлаждения можно кондиционировать помещения, получать лёд или осуществлять глубокую заморозку. В компрессионных холодильниках охлаждающий эффект достигается за счёт испарения фреона с помощью электрического компрессора.

«Таким образом, данные холодильные устройства являются альтернативой компрессионным машинам, во-первых, потому, что могут использовать бросовое тепло вместо электричества, во-вторых, в качестве рабочего тела — экологичные жидкости вместо фреонов», — рассказала Грекова.

Напомним, ФАНО планирует создать на базе Института катализа СО РАН Федеральный центр каталитических технологий.