40°C вместо 70°C: южнокорейские инженеры научили адсорбционные системы работать на бросовом тепле

Подготовлено RD media

Большинство адсорбционных холодильных установок начинают эффективно работать только тогда, когда источник тепла нагревается примерно до 70°C и выше. Поэтому огромное количество низкопотенциального тепла, с температурой 30–50°C, практически не использовалось. Именно такую температуру часто имеет отходящее тепло дата-центров, промышленных предприятий, больниц и коммерческих зданий.

Исследователи из Корейского института машиностроения и материалов (KIMM), Университета Чун-Анг и компании Samjung Tech показали, что этот порог можно существенно снизить. Они разработали гибридную систему, способную работать с источником тепла около 40°C.

Ключевая идея разработки — разделить работу между двумя технологиями. В традиционной адсорбционной системе высокая температура источника тепла необходима для регенерации адсорбента и поддержания рабочего цикла. В новой конструкции часть этой работы берёт на себя электрохимический компрессор, поэтому требования к температуре источника удалось существенно снизить. Именно поэтому система может использовать тепло, которое раньше считалось слишком «холодным» для подобных установок.

Разработчики заявляют удельную холодопроизводительность 346,5 Вт/кг. Для сравнения: у многих коммерческих адсорбционных систем этот показатель составляет 100–170 Вт/кг — установка потенциально может быть заметно компактнее аналогов. Эти данные приведены разработчиками и пока ожидают независимой верификации.

Электрохимический компрессор практически не имеет движущихся частей, что снижает уровень вибраций и шума по сравнению с традиционными компрессорными системами. В качестве хладагента используется аммиак — природный хладагент с нулевым потенциалом глобального потепления (GWP=0). При этом он требует соблюдения повышенных требований безопасности из-за токсичности.

Сейчас 10-киловаттный прототип проходит демонстрационные испытания в реальных условиях. Говорить о коммерческом прорыве пока рано: главные вопросы ещё предстоит проверить — долговечность, стоимость, эффективность при длительной эксплуатации и экономику масштабирования.

Если технология подтвердит заявленные характеристики в длительной эксплуатации, она сможет расширить применение систем охлаждения, использующих низкопотенциальное отходящее тепло. Именно это сегодня считается одним из наиболее перспективных направлений повышения энергоэффективности промышленных объектов и дата-центров.

Для Казахстана тема также потенциально актуальна: по мере строительства новых дата-центров и развития промышленной инфраструктуры стоимость охлаждения становится всё более важной статьёй эксплуатационных расходов. Технологии, использующие отходящее тепло вместо дополнительной электроэнергии, могут расширить набор решений для энергоэффективных ЦОДов и промышленных объектов.

Источники: