Номер 08, 2012

Запасай тепло летом!

Двое ученых работают над системой запасания тепла летом, чтобы использовать его для обогрева зимой.

Складировать энергию лета в виде тепла и использовать ее зимой для обогрева домов – идея-фикс экологов? Не совсем. Фредерик Кузник, лионский специалист по передаче тепла, Янн Каплан, химик и гендиректор фирмы «Каплан Энержи», работают в данное время над необычной системой межсезонного складирования с целью обогрева города. Речь идет о реакторе, использующем явление поглощения воды цеолитом – минералом из семейства силикатов: вода фиксируется на его поверхности, но молекулярные связи остаются слабыми. Для разрыва этих связей достаточно обеспечить воздействие энергией, а при обратном процессе выделяется тепло. Благодаря микропористой структуре, у этого материала очень обширный контакт с водой. И чем больше площадь фиксации воды, тем выше способность запасания тепла.

Если конкретно, создание будущего обогрева состоит в размещении реактора на источнике тепла на выходе сжигателя бытовых отходов или на солнечной установке, специально созданной для его питания. Реакция поглощения цеолитом требует только достижения температуры в 120оС. Поэтому летом тепловая энергия солнца или сжигателя мусора позволит разрушить связи между молекулами воды и цеолита. Зимой будет достаточно пропустить поток влажного воздуха через материал, чтобы восстановить связи и передать запасенное тепло в сеть городского отопления.

Проблема: необходимый объем минерала для запаса такого количества тепла. К примеру, для дома низкого потребления площадью 191 кв. метр с 20 кв. метрами солнечных панелей в климатических условиях Парижа нужны 29 кубометров цеолита! Поэтому сейчас ученые ищут возможность химического накопления тепла. На этот раз речь идет о сильных связях воды и порошка сульфата магния для образования кристалла. Этот кристалл, дегидратированный при температуре 122оС, накапливает большое количество энергии при простой гидратации материала. Идеальной системой будет наложение слоя сульфата магния на микропористый цеолит, чтобы облегчить контакт с водой. В таком случае 2 кв. метра порошка обеспечивают зимнее отопление большого парижского дома! Эта технология может стать доступной к 2020 году.

Другие технологии для складирования тепла

Изменение фазы: материал нагревается для перехода из твердого состояния в жидкое. При обратном процессе выделяется тепло.

Чувствительное накопление: материал нагревается при его полной изоляции от внешней среды, чтобы избежать потерь тепла.

Подготовила Анастасия ГРИГОРЬЕВА

К началу ^