Не дайте пропасть теплу!

В Ярославском государственном техническом университете (ЯГТУ) создали технологию производства электроэнергии, тепла и холода, которая нацелена на использование низкопотенциальных источников тепла – вторичных или возобновляемых.

Используя эффекты, возникающие в рамках неравновесной термодинамики, учёные ЯГТУ добились снижения температурных уровней замыкания термодинамического цикла на 50–70˚. Нижняя граница температурного диапазона цикла при этом оказывается существенно меньше температурного уровня окружающей среды. Это позволяет использовать для генерации электроэнергии такие тепловые источники, которые раньше считались бесперспективными, лучше использовать бросовое тепло.

Предлагаемый цикл подобен циклу абсорбционных холодильных машин. Он включает выделение пара из крепкого раствора при повышенной температуре и растворение (абсорбцию) пара в слабом растворе при пониженной температуре. В отличие от холодильных машин, предлагаемая система использует энергию пара для генерации электричества. Для дополнительного снижения температуры в турбине давление раствора в ходе абсорбции повышается благодаря применению двухфазных струйных или механических компрессоров. Теплота, выделяющаяся в процессе абсорбции, поглощается раствором. Эту теплоту можно вывести из системы для использования. Параллельно часть пара хладогента можно использовать для производства холода.

Ярославское ООО «Энергетические технологии» по разработкам учёных ЯГТУ создала макет генерирующей установки мощностью 1–1,5 кВт, включающий турбогенератор, генератор пара хладогента, абсорбер, насос и два теплообменника. Сегодня идут испытания этого макета. На следующей стадии проекта планируется создать опытные образцы оборудования для автономного энергоснабжения мощностью 10–20 кВт, которые будут работать от тепловых источников с температурой 100–150˚C.

По расчётам учёных ЯГТУ, установка подобных систем в местных котельных, где отходящие газы имеют температуру 150–200 ˚C, будет окупаться в течение года–двух.