Як з тепла зробити ... холод, академгородок
У нашій уяві саме поняття «теплофізика» зазвичай пов'язується з виробництвом тепла, ефективністю спалювання палива, з отриманням енергії. Зрозуміло, що для жителів Сибіру тепло стоїть на більш важливому місці, ніж холод. Проте, виробництво холоду - це теж одна з актуальних задач для вчених, що працюють в області теплофізики. І найцікавіше - для виробництва холоду вони пропонують залучати все той же тепло!
Навіщо потрібно виробляти холод, думаю, багатьом з нас зрозуміло. Холод потрібен для зберігання продуктів, для створення сприятливого мікроклімату в приміщеннях, для певних виробничих процесів. У кожного з нас в будинку стоїть холодильник, всі нормальні громадські будівлі обладнані кондиціонерами. Уявіть собі кафе, магазин, готель або бізнес-центр без кондиціонера, і ви зрозумієте, що система охолодження не менш важлива, ніж система опалення, навіть якщо мова йде про Сибір. Взимку, ясна річ, ми потребуємо теплі. А влітку? Літо в наших краях теж іноді б'є рекорди зі спеки. А вже про південні країни і говорити нема чого.
Коротше кажучи, сучасні параметри комфорту і потреба в зберіганні продуктів так чи інакше вимагають виробництва холоду. І треба сказати, що з року в рік потреба в штучному холоді збільшується як вУкаіни, так і за кордоном.
Як виробляють холод? На сьогоднішній день існує два основних типи холодильних машин - парокомпресійні холодильні машини і абсорбція бромістолітіевие машини. Перший тип нам добре відомий - так влаштовані наші побутові холодильники, що працюють від електромережі. Робота таких машин заснована на зміні агрегатних станів холодильного агента - хладону (фреону) - під впливом механічної енергії. Для перетворення електричної енергії в механічну тут, як ми знаємо, використовуються компресори.
Що стосується холодильних машин другого типу, то їх робота заснована на хімічній взаємодії речовин робочої пари - абсорбенту та хладогенту, і зміні агрегатного стану хладогенту під впливом теплової енергії. Інакше кажучи, для своєї роботи такі машини використовують тепло.
І ось тут ми якраз і підходимо до найважливішого моменту, що стосується холодильних машин другого типу. Так ось, якщо в першому випадку нам для виробництва холоду необхідно витрачати електроенергію, то в другому випадку ми цілком можемо використовувати «зайве» тепло, яке за інших обставин дуже часто вилітає в трубу (в буквальному сенсі). Звичайно, гріють джерелами для таких машин можуть служити і звичайні енергоресурси - газ або мазут, але також можна щосили використовувати пар з котелень, проміжні відбори ТЕЦ, гарячу воду, димові гази або відходять пари виробництв. Інакше кажучи, тепло, що викидається в атмосферу, завдяки абсорбційним машинам цілком придатне для виробництва холоду. Тобто, в цьому випадку немає необхідності витрачати цінні енергоресурси - досить дбайливо використовувати «надлишки» тепла, яких особливо багато утворюється як раз в літній період, коли має сенс охолоджувати приміщення.Треба сказати, що економічність - це одне з найважливіших переваг абсорбційних бромістолітіевих холодильних машин перед парокомпрессионной. Як ми розуміємо, в умовах постійного зростання тарифів на електроенергію це стає особливо важливо.
Інша важлива перевага - екологічність, пов'язана з відсутністю хладонов (фреонів), застосування яких обмежено в багатьох країнах відповідно до Монреальським та Кіотським протоколами. На бромістолітіевие машини подібні обмеження не поширюються. Використовуваний тут в якості абсорбенту водний розчин бромистого літію є нелетучим і нетоксичним, що належать до малонебезпечних речовин.
Ще одна перевага пов'язано з низьким рівнем шуму при роботі. Також можна згадати простоту в обслуговуванні, тривалий термін служби і пожежо-і вибухобезпечність.
Завдяки зазначеним перевагам такі машини в змозі знайти широке застосування як в побуті, так і в господарській діяльності. Спектр їх застосування досить широкий - від металургійних підприємств, атомних електростанцій, нафтохімічних комбінатів - до тепличних господарств, багатоквартирних будинків, торгових центрів та інших громадських будівель, де потрібно створити комфортний мікроклімат. І найважливіше (підкреслимо ще раз), цього комфорту можна домогтися при мінімальних витратах електроенергії!
Розробляють чи в нашій країні такі машини? Так, розробляють! І навіть виробляють. Якраз такий зразок, розроблений фахівцями Інституту теплофізики СО РАН, проводиться в Кемеровській області. Причому важливо зауважити, що вітчизняні машини мають деякі переваги в порівнянні з іноземними. Наприклад, вони, як то кажуть, «підлаштовуються» під конкретного споживача. Наші фахівці використовують гнучку систему проектування і здійснюють збірку на самому об'єкті. Причому, замовникам вони можуть запропонувати машину дуже великої потужності - до 5,3 МВт. Крім того, з огляду на складні реалії, розробники передбачили - спеціально для аварійних випадків - дублювання автоматичної системи управління ручною системою (за допомогою «кнопочок»).
Однак такий індивідуальний підхід виявив і свої слабкі місця. Йдеться про ринкової конкуренції із зарубіжними серійними зразками (які надходять, головним чином, - з Китаю). Так, зарубіжні виробники, «штампують» такі машини на конвеєрі, в стані вдатися до демпінгу. А якщо говорити про китайців, то ті взагалі можуть розраховувати на державну підтримку, здійснюючи завоювання українського ринку. Нашим виробникам держава допомагати не збирається (і не буде).
Так що поки що про серійне виробництво вітчизняних машин мова не йде. Це, звичайно, тільки в планах. Тому в даний час (що дуже важливо), фахівці ІТ СО РАН доводять своє дітище до досконалості, максимально підлаштовуючись під запити кожного споживача. Можливо, в цьому індивідуальному підході є свій плюс. Не виключено, що така ось «ручне збирання» коли-небудь стане показником високої якості і буде високо оцінена на ринку.