Новая технология кондиционирования использует энергию магнитного поля
Новая система теплопередачи, разработанная американскими инженерами, устраняет самые большие недостатки привычных нам систем отопления и кондиционирования. С ее помощью можно добиться 10-кратного увеличения производительности без использования хладагентов, насосов или значительного потребления электроэнергии.
С ростом цен на электроэнергию новая волна инноваций смещает фокус с вопроса «Как мы можем использовать меньше энергии для работы систем охлаждения?» на более фундаментальный вопрос: «Есть ли лучший способ охлаждения в целом?»
Новый подход к эффективности климатических систем
Одна из новых технологий может предложить убедительную альтернативу. Разработанная Дэвидом Сэттлером, американским инженером-механиком с более чем 30-летним опытом в области термодинамики и теплопередачи, эта система охлаждения использует принципиально иной подход. Она устраняет многие из наиболее энергоемких компонентов, встречающихся в обычных системах кондиционирования, и заменяет их решением, которое работает практически без использования электричества.
Вместо того, чтобы полагаться на обычные контуры охлаждения, или конденсаторы, здесь используется направленное электромагнитное поле — то, что Сэттлер называет «силовым полем» — приложенное к трубе или заслонке. Это поле способствует передаче тепла во многом подобно хладагенту в кондиционере, но со значительно более высокой скоростью.
«Сейчас наша цель — сделать существующие кондиционеры значительно более эффективными, сосредоточившись на их самых расточительных компонентах», — говорит Сэттлер.
В ходе испытаний экологичная система кондиционирования воздуха достигла коэффициента производительности (COP) в 10 раз выше, чем у обычных систем, что представляет собой кардинальный скачок эффективности.
Мощная модернизация
Важно отметить, что это решение не заменяет существующие кондиционеры. Система предназначена для модернизации существующей инфраструктуры климатических систем, обеспечивая дополнительный этап охлаждения, который снижает нагрузку на компрессоры и повышает общую эффективность системы.
«Мы можем или полностью заменить конденсатор или просто добавить нашу систему в общий контур охлаждения, чтобы разгрузить часть тепловой нагрузки», — объясняет Саттлер. «В любом случае это решение значительно снижает потребление электроэнергии и снижает эксплуатационные расходы».
Потенциальная экономия существенна, особенно для операторов объектов, сталкивающихся с растущими счетами за коммунальные услуги. По словам Саттлера, интеграция системы в существующую установку охлаждения воздуха может снизить потребление энергии на 50% и более, при этом прогнозируемый срок окупаемости составит всего три-пять лет.
Для крупных коммерческих объектов, где чиллеры доминируют в энергетическом профиле, таких как больницы, университеты и центры обработки данных, потенциальная ценность еще больше. Например, в больницах, где рециркуляция воздуха ограничена в хирургических отделениях, системы охлаждения воды часто работают непрерывно. Снижение нагрузки на эти системы может означать миллионы долларов экономии в течение срока службы оборудования.
На макроуровне последствия трудно игнорировать. Сокращение потребления энергии системами кондиционирования на 50% только в США устранит предполагаемое 1350 ТВт·ч годового спроса — это примерно эквивалентно потреблению электроэнергии в 100 миллионах американских домохозяйств. В глобальном масштабе аналогичное сокращение может высвободить около 7000 ТВт·ч и сократить выбросы CO₂ на 2–3 гигатонны в год — это больше, чем весь годовой углеродный след Индии.
«И это не только для охлаждения», — добавляет Сэттлер. «Изменив полярность в нашей системе, мы можем вырабатывать тепло. Таким образом, вам не нужны две установки, кондиционер и обогреватель. Вы просто поворачиваете переключатель, и у вас получается тепловой насос».
Никаких хладагентов. Никаких насосов. Никаких выбросов
Еще одним ключевым преимуществом экологичной системы, разрабатываемой компанией Marstecs, является то, что она не требует хладагентов.
«Хладагенты утекают. Компрессоры выходят из строя. Вентиляторы потребляют электроэнергию. Все это точки неэффективности и отказа», — говорит Сэттлер. «Сосредоточившись на чистой теплопередаче — без насосов, без циклов давления — мы устраняем многие головные боли, с которыми ежедневно сталкиваются техники на объектах».
Система работает, используя всего милливатт энергии для активации процесса теплопередачи, и поскольку она не использует замкнутую электрическую цепь или обычные механические системы, ее электрическая нагрузка практически не определяется.
Охлаждение и отопление без компромиссов
При дальнейшей доработке та же технология в конечном итоге может заменить целые системы охлаждения и отопления, полностью исключив использование в них компрессоров, конденсаторов и хладагентов.
В настоящее время команда создает новую масштабную систему кондиционирования в Нью-Йорке, имеет планы независимого тестирования третьей стороной в таких учреждениях, как Texas A&M и других национальных лабораториях. Если данные верны, последствия могут быть значительными: не только для проектирования экологичных зданий, но и в космических проектах.
Саттлер намекает на космические приложения используемой технологии, отмечая пригодность системы для космических кораблей, лунных жилищ или марсианских колоний, где мощность ограничена, а терморегулирование критически важно для миссии.
«Следующая великая революция в области зеленой энергетики может произойти не из-за генерации большего количества энергии», — заключает Саттлер. «Она может произойти из-за того, что ее изначально потребуется меньше».
Статья подготовлена по материалам hvacinsider.com
