НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Навигация: =>

На главную / Изобретения / Альтернативная энергетика /

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА «ВОДА-ЛЁД» В СЕВЕРНЫХ МЕГАПОЛИСАХ

Генеральный директор ООО «Метрополис», к.т.н. Стекольщиков Михаил Вениаминович

Аннотация проекта

Изучение взаимодействия «Вода-Лёд» проводится, начиная с 2003 г., на собственные средства в инициативном порядке, как в лабораторных условиях, так и на полигоне.

Разработанный метод относится к области альтернативных источников тепловой энергии и представляет собой инновационный подход к развитию коммунальной сферы мегаполисов. Сегодня понятно, что энергетика ближайших двух десятилетий – это комбинация стабильно высокой доли традиционной энергетики и постоянно растущей, но в обозримой перспективе, не претендующей на лидерство, доли возобновляемых источников энергии. Поэтому на начальной стадии применения, инновации целесообразно использовать в тех процессах, которые уже используются в мегаполисах, но базируются на минеральном топливе или электроэнергии и могут быть с пользой заменены.

Предлагаемый проект относится к новому виду Альтернативной энергии – Межфазной гидроэнергетике и комплексно решает актуальную проблему – использование солнечной энергии, аккумулированной в воде, в холодное время года.

На рис.1 представлено распределение энергии аккумулированной в воде в зависимости от температуры воды, относительно теплотворной способности метана.

Распределение энергии в воде в зависимости от температуры, и сравнение с теплотворной способностью метана.

Рис.1. Распределение энергии в воде в зависимости от температуры, и сравнение
с теплотворной способностью метана.

Распределение энергии в воде в зависимости от температуры, позволило разделить весь диапазон существования воды при нормальных условиях на три группы по теплотворной способности:

Геотермальная энергия – (20 – 100) °С.
Низкопотенциальное тепло – (5 – 20) °С.
Холодная вода – (0 – 5) °С.

Для первой и второй групп разработаны технологии, позволяющие использовать теплосодержание воды в хозяйственных целях. Холодная вода считается бросовой и непригодной для получения тепла. Меж тем, согласно рис.1, в ней сосредоточены около 50% всей возможной энергии воды, а сама эта вода, является наиболее распространённой на Земле.

Значительная часть территории РФ, по условиям инсоляции не может использовать солнечную энергию зимой, когда расходы энергии достигают пиковых значений, однако в мегаполисах всегда имеются водные ресурсы. Вода является аккумулятором солнечной энергии, причём 44% его ёмкости приходится на талую воду (0°С), за счёт скрытой теплоты плавления льда (теплоты фазового перехода среды «вода-лёд» (ФПВЛ)), составляющей 80 кал/г. Объёмная теплотворная способность холодной воды в 10 раз больше, чем у Метана. Поэтому любой водоём, является мощным аккумулятором тепловой энергии. Ранее ФПВЛ рассматривался как источник энергии, желательный для использования, в работе:/РОССИИ НУЖНЫ ХОЛОДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. А. Г. Малыгин /.

Диаграмма «плавление – кристаллизация» воды.

Рис.2 Диаграмма «плавление – кристаллизация» воды.

На рис.2 представлена диаграмма «плавление – кристаллизация» воды, из которой следует, что на участке ВС вода аккумулирует энергию, а на участке FG вода выделяет накопленную энергию.

Сущность инновации заключается в открытии явления: «извлечения теплоты методом адсорбции льда холодной водой». Адсорбции способствует аблирование пограничного слоя на поверхности льда на молекулярном уровне, путем направленной циркуляции воды, через снежно-ледяные массы. Метод основан на Законе «сохранения энергии» и Втором законе термодинамики.

Экспериментально установленный Коэффициент использования теплоты фазового перехода составляет от 0.7 до 0.9, в зависимости начальных условий. Коэффициент преобразования энергии изменяется от 10 до 100 и определяется затратами энергии на организацию подвода воды в накопитель и отвода воды на регенерацию, а также затратами на циркуляцию воды в рабочей зоне. Расход воды составляет 0.3– 1,5 тонны на тонну льда. Подводимая в рабочую зону тепловая мощность определяется производительностью насосов подающих холодную воду.