На факультете химической технологии и биотехнологии Московского Политеха аспирант Ярослав Шелест организовал лабораторию, где собрал прототип приточной вентиляции для охлаждаемых помещений, позволяющий в разы экономить энергопотребление при более высоком КПД.

Энергосбережение с использованием системы, разработанной в Московском Политехе, происходит за счет частичного возврата энергии, затраченной на проведение теплообменных реакций. Применение энтальпийских рекуператоров считается одной из перспективных технологий, которые осваивают крупнейшие технологические компании по всему миру. Похожие разработки ведутся и в России, например, в компании TURKOV, которая успешно устанавливает свои аппараты, созданные на основе энтальпийских рекуператоров в домах и квартирах. По словам Ярослава Шелеста, основное отличие его разработки состоит в том, чтобы адаптировать мембранные рекуператоры для промышленных объектов, где необходимо охлаждение помещений, увлажнение и теплоснабжение, например, в овощехранилищах.

«Как проектировщик холодильного оборудования на предприятиях, при расчете подобного рода проектов, я видел, как много мощности тратится на подогрев и охлаждение приточного воздуха, — рассказал Ярослав Шелест. — Моя разработка позволит уменьшить влияние изменения наружного воздуха на энергопотребление для поддержания требуемого микроклимата. Если говорить об овощехранилищах, где зимой происходит усушка, для ее уменьшения аппарат будет часть влаги возвращать. Таким образом, мы можем говорить, что установка может использоваться и для увлажнения воздуха в том числе».

Приточно-вытяжные установки с рекуперацией тепла и влаги способны обеспечивать стабильную рекуперацию без конденсата и преднагрева в условиях резкой смены температур. Секрет морозоустойчивости установок – не только в энтальпийных рекуператорах, но и в многоступенчатой рекуперации. Сочетание двух технологий позволило обеспечить стабильную работу установок даже в условиях резко континентального климата.

У мембранных рекуператоров вместо металлических пластин используется полимерная мембрана, способная пропускать молекулы водяного пара из вытяжного (увлажненного) воздуха и передавать их приточному (сухому). Смешения вытяжного и приточного потоков в рекуператоре при этом не происходит, так как влага пропускается через мембрану посредством диффузии.

Воздух в рекуператор поступает с улицы, другой поток воздуха идет из охлаждаемого помещения, в котором и поддерживается заданная температура. Когда оба потока пересекаются в теплообменнике через мембрану, приточный воздух охлаждается и отдает избытки влаги уходящему воздуху. Уходящий воздух при этом нагревается. Соответственно, холодильная нагрузка снижается за счёт уменьшения явной и скрытой трат энергии.

Сегодня на отечественных производствах в большей мере устанавливаются приточные вентиляционное оборудование без рекуператоров, подача приточного воздуха происходит на прямую на охладитель либо на нагреватель.

Спрос на энергосбережение постепенно формируется и в России. «У нас люди не считают деньги, — рассказывает эксперт, — поскольку энергоресурсы дешевые, руководители предприятий не видят смысла в том, чтобы тратить деньги на сложные установки. Дополнительные затраты на энергопотребление просто вкладывают в стоимость продукта. Наша установка позволяет сэкономить значительные средства уже на этапе закупки оборудования. По моим расчетам, только холодильная система для обработки приточного воздуха обойдется в 4,5 раза дешевле при использовании этой установки. Например, аппарат нужно покупать уже не на 154 киловатт, а на 36. Меньше будут стоить компрессорные агрегаты, теплообменники, снизятся расходы и при дальнейшей эксплуатации. В дополнение, меньше вредных фреонов будет находиться в самой холодильной установке.

Испытание прототипа Ярослав Шелест планирует начать уже через месяц, после чего сможет запатентовать разработку.