Техническая теплофизика для гражданских и военных нужд
О своих разработках для промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и армии рассказали ученые Института технической теплофизики НАН Украины.
Одной из первоочередных проблем для современной экономики в целом (как в Украине, так и в мире) и энергетической сферы в частности является экономия энергии. Предложить решение может теплофизика - научная отрасль, которая сочетает в себе ряд дисциплин, которые формируют теоретические основы энергетики и теплотехнологий в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, а с недавних пор - и армии. Об этом сотрудники Института технической теплофизики (ИТТФ) НАН Украины рассказали в передаче «Наука: поиски и находки» телеканала УТР.
Наиболее проблемной отраслью в Украине сейчас является коммунальная теплоэнергетика, поэтому ученые ИТТФ НАН Украины разработали немало энергоэффективных и энергосберегающих технологий, в частности, принципиально новый газовый котел с высоким (около 98%) КПД (подробнее об этом: http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=1911), современные индивидуальные тепловые пункты, теплоутилизаторы, горелки. Впрочем, ученые считают, что нашей теплоэнергетике стоит избавляться от газовой зависимости за счет не только внедрение оборудования, уменьшает потребление газа, а перехода на другие технологии получения тепла и энергии. Среди перспективных - применение тепловых насосов, работающих на электроэнергии и в настоящее время обеспечивают 40-50% тепловых потребностей промышленности и быта в мире. Тепловые насосы добывают так называемое низкопотенциального тепла, полученное из объектов природы (земли, воды, воздуха) или деятельности человека (технологические процессы, которые происходят даже с наименьшим выделением тепловой энергии). КПД такого оборудования может достигать 130%.
Свои разработки ученые испытывают на собственном опыте. По словам заместителя директора института по научной работе член-корреспондент НАН Украины Бориса Ивановича Баска, специалисты учреждения построили на ее территории специальный полигон грунтовых теплообменников как неглубокого горизонтального устройства, так и скважинного типа. Эта теплонасосная технология, имплементирована в имеющуюся классическую систему отопления, позволяет отапливать шестую часть здания независимо от магистральной системы теплоснабжения и уже доказала свою эффективность за внешней температуры -25ºС (минимальная температура для климата г.. Киева). В рамках эксперимента ученые также создали систему, составляющей которой является индивидуальные тепловые пункты с автоматическим управлением. С помощью этих регуляторов система автоматически определяет уровень нагрева воды для отопления здания - в зависимости от температуры наружного воздуха.
Также ученые экспериментируют со строительными материалами, ища наиболее оптимальны для использования в наших климатических условиях. В частности, в одном из корпусов института целый ряд из 20 окон были заменены на ризновариантни современные энергоэффективные стеклопакеты, различающихся между собой по качеству стекла, видом термоэмиссионного напыления, типу наполнителей между стеклами (воздух, инертные газы), геометрией дистанционной планки, а также камерностью и конструкции оконного профиля. По результатам более чем двухлетнего мониторинга данной разработки, ученые предложили методику расчета таких окон. Похожий мониторинговый эксперимент был осуществлен и в направлении термомодернизации стеновых фасадов (речь идет о утеплители для стеновых конструкций).
Кроме того, ученые ИТТФ НАН Украины реализуют долгосрочный проект по сооружению отдельного дома так называемого пассивного типа (то есть такого, что, согласно нормативам ФРГ, потребляет 15кВт-ч на 1м² отапливаемой площади в год), в котором будут испытывать самые технологии для повышения уровня экологичности и энергоэффективности жилья. В дальнейшем ученые попытаются перевести этот дом в категорию «ноль энергии» - то есть, на полное автономное энергообеспечение, которое, соответственно, не требует дополнительных, внешних источников энергии.
Специалисты института присоединились также к решению проблем, стоящих перед украинской армией с началом проведения АТО на востоке страны. Изучив потребности военных в полевых условиях, ученые разработали технологии обогрева и полноценного питания солдат - от сушки продуктов питания, состоящие из коллоидно-капиллярно-пористых веществ (подробнее об этом: http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=1926 и http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=2092) и отопительно-варочных печей с теплогенераторами (подробнее о разработке: http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=1967 и http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=2163) в утепленных стелек для обуви. К тому же, как рассказал директор ИТТФ НАН Украины академик Анатолий Андреевич Долинский, ученые учреждения совместно с медиками усовершенствовали одну из древних разработок института - высококалорийное и високовитаминизоване питания для младенцев, которое пригодится прооперированным военнослужащим, проходящим курс стационарного лечения в госпиталях.
Видео https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=7umeI8-n4BA
Материалы Пресс-службы НАН Украины
