Ekološka toplina: kako je profesor Maysotsenko stvorio termodinamički ciklus koji je revolucionirao energetsku industriju

M-ciklus ili Maisotsenkov termodinamički ciklus (Maisotsenkov ciklus, M-ciklus - "High-tech") je metoda korištenja

energetski potencijal usmjerenkretanje zraka kao rezultat prirodnog procesa isparavanja vode. Koristi se u sustavima za hlađenje i klimatizaciju, u uređajima za proizvodnju pitke vode, u uređajima za rekuperaciju topline, u instalacijama za proizvodnju električne i toplinske energije. Njegov tvorac Valery Maisotsenko je doktor tehničkih znanosti, profesor, autor oko 200 znanstvenih i tehničkih radova i tri desetine aktualnih revolucionarnih patenata. Tijekom sovjetskih godina njegove ideje smatrane su, ako ne ludim, onda neostvarivim. Tvrdio je da je moguće dobiti energiju iz zraka, o čemu je govorio Nikola Tesla. 30 godina kasnije, njegov razvoj se koristi u cijelom svijetu. Eporativno-kondenzacijska toplinska pumpa na bazi vode sada je sposobna zamijeniti tehnologiju centralnog grijanja i kompresijske kontrole klime, a M-ciklus bi u budućnosti mogao implementirati temeljno novi termodinamički koncept za motore i turbine.

Čovjek koji ne očekuje usluge od prirode

U suvremenom svijetu, gdje je ekološkiPitanje je, morate drastično smanjiti potrošnju energije i goriva. Valery Maisotsenko napravio je svoj razvoj kako bi smanjio negativan utjecaj na okoliš kroz smanjenje emisija. Čak iu Sovjetskom Savezu, profesor je nadmašio granice državnih institucija pokušavajući uvesti svoje otkriće u proizvodnju. Svugdje su dobili negativan odgovor. Njegova ideja o izvlačenju energije iz zraka činila se ludom za znanstvenu zajednicu tog vremena: izjava da se toplina može izvući iz hladnoće izazvala je oluju gnjeva.

Valery Maisotsenko- znanstvenik praktičar, priznat međautoritet na polju termodinamike. Inženjer-izumitelj diplomirao je na Tehnološkom institutu rashladne industrije u Odesi 1963. godine. Godine 1970. obranio je disertaciju iz područja tehnike i stekao doktorat iz kemijskih znanosti. Godine 1988., nakon obrane disertacije na Moskovskom institutu za građevinarstvo, postao je doktor tehničkih znanosti i profesor. Na Odessa Academy of Refrigerants u Ukrajini vodio je komercijalna istraživanja o razvoju ekološki prihvatljivih tehnologija i počasni je profesor na akademiji. U SSSR-u je bio priznat kao jedan od 11 najboljih izumitelja: ima više od 400 sovjetskih, ruskih i međunarodnih patenata. U tehnologijama desalinizacije vode, Maisotsenko je nositelj prvog sovjetskog patenta koji je imao globalnu međunarodnu zaštitu.

Prije gotovo 50 godina, Valery Maisotsenko dokazaoda, bez kršenja zakona termodinamike, moguće je značajno proširiti granice hlađenja, temeljene na procesu isparavanja vode. Novi pristup omogućio je hlađenje tekućine ili plina do temperature rosišta vanjskog zraka s minimalnom potrošnjom energije u jednom uređaju. Praktični razvoj autora pronašao je primjenu u vojnoj industriji, ali službena znanost u SSSR-u odbila je prepoznati novo načelo, uspoređujući ga u smislu izvedivosti s trajnim motorom: „To ne može biti. To je protiv zakona termodinamike. "

- Nudim da koristim svoje izume za dobrobitzemlje, napisao sam pismo Mihailu Gorbačovu. Došlo je do odgovora, koji je rekao da su moje namjere nerealne, prijedlozi nisu bili predmet rasprave. Preporučeno je da ne ometate nikoga s neznanstvenim idejama. Uokvireno na zidu, ovo pismo visi pored drugih odgovora američkih dužnosnika i sada me inspirira na nove izume i projekte “, kaže Valery Maisotsenko.

Godine 1992. Valery je otišao sa svojom obiteljiradi najprije u Singapuru, a zatim u Sjedinjenim Američkim Državama, gdje trenutno živi i još uvijek aktivno radi u gradu Denver, Colorado. Na prijelazu iz XXI. Stoljeća, zajedno s partnerima, stvorio je dvije tvrtke - Coolerado Co i Idalex. On je izumio izmjenjivače topline i mase Coolerado TMX i HAR, razvili su proizvedene klimatizacijske uređaje koji rade na vodi i hladili zrak na temperaturu rosišta. Sada je vlasnik tehnologije i poslovanja Seeley International, sa sjedištem u Australiji. Prije četiri godine kupili su američku tvrtku koja je proizvodila nove klima uređaje na M-ciklusu, Coolerado. I prije toga, čim su sovjetski patenti istekli, počeli su proizvoditi klima-uređaje za klimatske čarobnjake - to je prva generacija tehnologija, još uvijek sovjetskih.

Tvornice se grade u Indiji, Maleziji i na Filipinimaza proizvodnju opreme za kontrolu klime. U Hong Kongu, pod znanstvenim vodstvom Maisotsenka, stvoren je znanstveni laboratorij za razvoj sustava za desalinizaciju vode temeljen na M-ciklusu, klimatizaciji u vlažnim klimatskim uvjetima, stvaranju temeljno novih motora i proizvodnji alternativne energije.

Sada su SAD stvorile vlastitu obiteljMaisotsenkova tvrtka M-Cycle Corporation, koja drži sve njegove trenutne patente. U svim dosadašnjim tvrtkama u Sjedinjenim Državama, Valery Maisotsenko je bio osnivač, partner, zaposlenik, ali ne i vlasnik.

“1992. godine bio sam prisiljen napustiti zemljunastavio je svoje znanstvene aktivnosti u SAD-u, gdje je dobio pozitivan odgovor na svoj rad. Nekoliko tvrtki počelo je proizvoditi ekonomične i ekološki prihvatljive klima uređaje “, priznaje Valery Maisotsenko.

Usmjerio vjetar Maisotsenko

Kao što je Nikola Tesla govorio o tom razvojuČovječanstvo je brzo krenulo naprijed, moramo naučiti energiju iz okoliša. Valery Maisotsenko pronašao način za izdvajanje energije iz zraka kroz prirodne ekološki prihvatljive procese ovlaživanja zraka, isparavanja i kondenzacije vode.

Mysotsenkov termodinamički ciklus temelji se nadjelovanja poznatih fizikalnih zakona. Prostor u kojem se stvara vlažni zrak je područje smanjenog tlaka. Topli suhi zrak nalazi se u području visokog tlaka. Zrak se uvijek kreće od visokog tlaka do niskog tlaka. Dokle god se slojevi zraka razlikuju po temperaturi, vlažnosti, tlaku, postoji usmjereni vjetar. I što je udarac veći, veća je razlika između izvornih parametara.

Ranije se smatralo da je potencijalna razlikaatmosferski zrak je premalen za praktičnu uporabu i ograničen je psihrometrijskom temperaturnom razlikom zabilježenom u određenoj točki u prostoru suhim i mokrim termometrima. Niža očitavanja vlažnog termometra su posljedica činjenice da voda isparava toplinu tijekom isparavanja, uzrokujući učinak hlađenja.

Psihometrijska razlika temperature- razlika između suhog i vlažnog zraka,koji se mjeri pomoću takozvanih suhih i mokrih (mokrih) termometara. Ako toplomjer umotate u vlažnu krpu, temperatura će pasti. U kupaonici se zavjesa za tuširanje skreće prema vrućem, vlažnom zraku koji ima manji tlak (i ​​višu vlažnost i temperaturu) od hladnog, suhog zraka.

Maisotsenko je mogao promijeniti granicu čitanjamokri termometar, prvi put u svijetu koji doseže "točku rosišta", značajno povećavajući potencijalnu razliku. Kao rezultat toga, postalo je moguće učinkovito pretvoriti jednu vrstu energije u drugu.

Sve vezano uz suh i vlažan zrak,razlike u temperaturi i tlaku, Valery Maisotsenko stvorio je umjetno u svom aparatu. U prirodi je zrak svjež kad pada kiša; rosa pada kada se vlažan zrak hladi. U M-ciklusu to sve čini sam čovjek u Maisotsenko uređajima zbog jakog isparavanja vode i ovlaživanja zraka koje se događa intenzivno i uz veću temperaturnu razliku. Energija se sada može dobiti iz ove razlike entalpija.

Točka rošenjaje temperatura pri kojoj vlažnost zrakaje 100% i vlaga u obliku pare iz zraka počinje se kondenzirati u obliku kapljica vode, odnosno pada rosa, kao iz magle na travu ujutro, kada se topla magla sudari s hladnim zrakom.

Izumitelj je konstruirao izmjenu topline i mase u gradukoje su isprepletene odijeljenim suhim i umjetno navlaženim kanalima gdje se kreću ne miješajući zračni tokovi. U postrojenju zbog razlike u entalpiji stvara se stalni umjetni vjetar, sposoban za obavljanje određenog posla. Uređaji koji koriste M-ciklus mogu se koristiti u proizvodnji hladnoće, topline, energije, obnavljanja svježe vode, topline i energije te u načelno novim motorima i turbinama. Više od 30 aplikacija M-ciklusa imaju konceptualne tehnologije, međunarodne patente, testiranje i prototipove.

entalpija— toplinska funkcija, sadržaj topline ilitermodinamički potencijal sustava određen unutarnjom energijom, tlakom i volumenom. Razlika potencijala u elektricitetu stvara struju, au termodinamici ona stvara kretanje plina ili tekućine.

Inženjerska rješenja i primjena M-ciklusa urazličite zemlje, uključujući Englesku, Kanadu, Rusiju, SAD, Japan, zaštićene su s više od 200 relevantnih patenata. Klima uređaji koji koriste Maisotsenko ciklus su 90% učinkovitiji od tradicionalnih uređaja, što potvrđuju istraživanja NREL-a - američki Nacionalni laboratorij za obnovljive izvore energije. Energija dobivena kroz M-ciklus, prema US Department of Energy, je osam do deset puta jeftinija nego iz drugih izvora.

Dug put do prepoznavanja

Od 1992., nakon emigracije u SAD, ValeryMaisotsenko je bio angažiran u provedbi svojih razvoja. Izumitelju je trebalo deset godina da pronađe ulagače koji se nisu bojali ulagati u ideju koja je, na prvi pogled, u suprotnosti s opće prihvaćenim zakonima fizike i termodinamike.

Sastavivši eksperimentalni model od otpadnog materijala,radeći na novom principu bez kompresora i freona za hlađenje, Maisotsenko je to pokazao poslovnim ljudima. Uređaj koji izgleda jednostavno: kartonska kutija ispunjena pločama materijala za isparavanje s plastičnim pločama. Ventilator tjera zrak kroz ulaz, zrak zasićen vlagom izbacuje se iz izlaza, a potrošač se opskrbljuje hladnim, suhim zrakom koji je prošao kroz M-ciklus na temperaturi "rosišta". Sada prototip izmjenjivača topline i mase s trećom generacijom tehnologija M-ciklusa, kada se demonstrira, hladi zrak sa 160 °F (71 oC) na 55 °F (13 oC), odnosno hlađenje je premašilo 100 stupnjeva Fahrenheita ili 58 Celzija. Ne koristi rashladna sredstva, kemikalije, pokretne dijelove i ne troši gotovo nikakvu električnu energiju iz mreže.

Iznenađeni i nadahnuti idejom, tribrat-farmer odlučio je postati investitor u M-cycle tehnologije. Prodali su svoju farmu i uložili 15 milijuna dolara u Coolerado Co., tvrtku za dizajn i proizvodnju opreme za kontrolu klime, gdje je Maisotsenko bio glavni istraživač i programer. Imali su visoko tehničko obrazovanje i dobro su poznavali termodinamiku. Braća su čak postala koautori Maisotsenkovih patenata i publikacija; također su vodili posao i privukli investitore. Maisotsenko ih je upoznao na izložbi tehnologije.

Coolerado klima uređaji druge generacije M-ciklus tehnologija dokazali su svoje prednosti u usporedbi s drugim rashladnim uređajima:

  • ekološki: za hlađenje i čišćenje koristi se samo svježi zrak, kao rashladno sredstvo voda, freon je odsutan;
  • ekonomija: potrošnja energije je osam do deset puta niža;
  • obradivost: potreban je samo ventilator, nema kompresora, nema potrebe za korištenjem materijala koji mogu izdržati visoki tlak i vakuum.

Godine 2004. klima uređaji Maysotsenko bili sunagrađen prestižnom međunarodnom nagradom Research & Razvoj kao iskorak u području niskotemperaturnih tehnologija i klimatizacije. U 2006. Coolerado Cooler je nagrađen najvećom čašću na godišnjem natjecanju Parade of Homes, The Built Green Colorado Award of Excellence, za svoju energetsku učinkovitost.

US Department of Energy nakon testiranjaUstanovili smo da je energetska učinkovitost klima uređaja Coolerado pet puta veća, a potrošnja energije je do deset puta manja od potrošnje sličnih tradicionalnih hladnjaka zraka. Trenutno se klimatizacijski uređaji koji koriste tehnologiju ciklusa Mysotsenko preporučuju za široku primjenu u Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju.

Najveći autoritet termodinamikeDr. Myron Tribebus, govoreći o novoj tehnologiji Valery Maisotsenko, primijetio je da kad ljudi vide rad M-ciklusa, oni drastično mijenjaju svoje mišljenje, okrećući se od kritičara prema braniteljima. Međutim, provedba M-ciklusa i dalje se suočava s oporbom u Americi i širom svijeta. Korištenje obnovljivih prirodnih izvora energije korisno je za potrošače tehnoloških uređaja, ali pojačava konkurenciju između proizvođača starih modela i fosilnih goriva. Stoga, predstavnici tradicionalnih automobilskih, plinskih i naftnih tvrtki nisu zainteresirani za promicanje i uvođenje energetski učinkovitijih i učinkovitijih Maisotsenko tehnologija.

Myron tribibus- američki teoretičar organizacije.Radio je kao direktor Centra za napredna inženjerska istraživanja na Massachusetts Institute of Technology od 1974. do 1986. godine. Bio je poznati pobornik popularizacije Bayesovih metoda i radova Edwardsa Deminga, te je skovao termin “termoekonomija”.

U zemljama koje nemaju svoju naftu -Australija, Indija, Kina, Japan, europske zemlje, nema očitog protivljenja uvođenju novih tehnologija. Ovdje se kupuju patenti za proizvodnju uređaja s M-cycle tehnologijom. Bonus za kupce je jedinstveno svojstvo rashladnih sustava ovog tipa: povećana radna učinkovitost kada temperatura okoline raste "što toplije to bolje". Konvencionalni kompresijski klima uređaji u vrućim klimatskim uvjetima smanjuju svoju učinkovitost.

Princip rada toplinske pumpe

Osnova toplinske pumpe - prijenos topline i mase,TMO-uređaj, koji se sastoji od dvije vrste stanica kroz koje prolazi suhi i vlažan zrak. Suhi hladni zrak omogućuje hlađenje i kondenziranje vlage iz vlažne na toplu. Kada kondenzacija vlage proizvodi svu toplinu koja je potrošena na isparavanje, a to je dovoljno za zagrijavanje prostorije ili korištenje za rad i energiju. Kondenzat koji nastaje tijekom rada aparata teče prema dolje i ponovno ulazi u mokre kanale. Atmosferski zrak cirkulira u suhim područjima.

Temperaturna razlika između atmosfere i kondenzata jeizvor energije koji vam omogućuje podešavanje temperature u prostoriji: ljeti - da se ohladi, zimi - da se zagrije. Osim klima uređaja, tehnologija M-ciklusa služi za desalinizaciju motora, turbina i toplinskih motora. Prednost korištenja instalacije je očita - jednostavna, jeftina, ne zahtijeva energiju i posebne materijale i ne zagađuje okoliš na planeti.

"Na temelju M-ciklusa, jedinstventoplinske pumpe koje se mogu koristiti u stambenim i industrijskim zgradama. Uređaj obavlja dvije funkcije: zagrijavanje zraka zimi i hlađenje ljeti. Oba procesa provode se interakcijom suhog zraka i vode i oslobađanjem topline tijekom kondenzacije. Jedan takav uređaj troši deset puta manje energije nego inače i zahtijeva samo trećinu topline za normalno grijanje, ”kaže Valery Maisotsenko.

Toplinska crpka kombinira funkcije grijanja ihlađenje, povrat topline i ovlaživanje zraka, nakon što instalacija više ne mora plaćati velike svote za grijanje i struju. Za njegov rad potrebno je minimalno struje i topline. Jedna od glavnih dodatnih prednosti uređaja je filtriranje prašine, očuvanje čistog, prirodnog i zdravog zraka u zatvorenom prostoru. Zbog nedostatka kompresora - minimalna buka. Cijena gigacalorie toplinske pumpe je oko 6 dolara, što je deset puta manje od trenutnih gradskih tarifa za grijanje. Ovaj iznos je dovoljno za grijanje trosobni stan za mjesec dana. Trošak nabave M-toplinske pumpe isplatit će se za godinu dana, što će u budućnosti uštedjeti i do 80% na plaćanju komunalnog stana.

Povratak

Valery Maisotsenko želi ga vratitiizumi dom - u Rusiji i Ukrajini. Stvorena je međunarodna skupina za promicanje ekološki prihvatljivih tehnologija M-ciklusa, u koje je uključeno više od 50 ljudi istomišljenika. Predstavnik u Rusiji - suosnivač Vijeća za zelenu gradnju (RuGBC), Aleksej Polyakov; u Ukrajini - voditelj odjela Instituta za tehničku toplinsku fiziku Nacionalne akademije znanosti Ukrajine, akademik NASU Artem Khalatov.

Khalatov je oduševljeno govorio o izumuznanstvenik: „Valery Maisotsenko dao je veliki doprinos termodinamici, otkrivši termodinamički ciklus, stvarajući na toj osnovi tehničke uređaje s rekordnom razinom učinkovitosti i učinkovitosti. Pomoću M-ciklusa već je postignut tehnološki iskorak. u stvaranju klima uređaja i temeljna osnova za «proboj» u toplinskoj energiji, gradnji motora, uštedi energije, kemijskoj tehnologiji.”

Prioritet je razvoj kombiniranog (ilihibridni uređaji koji koriste M-ciklus kao glavni proces, a tradicionalni kao dodatni. Na primjer, u Kijevskom institutu za tehničku termofiziku NASU, super učinkovita toplinska pumpa dobivena je spajanjem M-ciklusa s konvencionalnom toplinskom pumpom male snage. U njoj se za svaki kilovat utrošene električne energije stvara do 10 kW topline, što je dvostruko više od energetske učinkovitosti instalacija ovog tipa.

Izračuni pokazuju da zbog visokih tarifa naoprema za toplinsku energiju ili ponovno opremanje sobe sa super učinkovitim toplinskim pumpama isplati se za godinu dana. Ugradnja supereficiranih toplinskih crpki za grijanje ili grijanje tople vode u javnim zgradama i pojedinačnim kućama može značajno smanjiti troškove održavanja prostora.

Korištenje M-ciklusa za energiju

Sada se u atmosferu emitira toplinazagrijani ispušni plinovi (70%) i kutije motora i turbina (30%). Osim toga, korištenje energije u motorima i oporaba (povratak, ponovna uporaba) toplinske energije u domaćinstvima i industriji provode se mehaničkim uređajima niske učinkovitosti koji djeluju na zastarjela i čak pogrešna načela Carnotova ciklusa.

Nacionalni laboratorij Lawrence Livermore procjenjuje:

  • sva energija potrošena u svijetu na 2/3 pretvara se u otpadnu toplinu i samo trećina se koristi za koristan rad;
  • glavne emisije su toplina niskog stupnja, koja ima nisku temperaturu ili energiju;
  • povrat topline - djelomični povrat otpadne energije u proizvodni proces može značajno smanjiti gubitke.

Jedinica izmjenjivača topline HAR - rekuperatorovlaženi zrak na temelju treće generacije tehnologije M-ciklusa. Koristeći alternativne metode prirodnog hlađenja, uređaj omogućuje vraćanje do 98% nisko-stupanjske toplinske energije u sustav. Visoke performanse procesa oporavka dokumentirane su HAR testiranjem provedenim 2015. na Institutu za plinske tehnologije (Chicago, SAD). Eksperimenti su pokazali da M-ciklus omogućava, uz učinkovitost od 92–97%, da se za odlaganje koristi čak i niska temperatura ispušnih plinova (ne viša od 50 ° C). Nezavisni istraživači su otkrili da korištenje Maisotsenko ciklusa pod smanjenim tlakom i korištenje sunčeve (ili povratne topline) topline dodatno povećava učinkovitost procesa.

Prva stvar koju je Valery Maisotsenko vidio nakonprisilno iseljavanje u Sjedinjene Države bio je njegov izum na naslovnici časopisa American Time: fotografija termoelektričnog klima uređaja, kompleksa goriva i energije u pilotskoj kabini razbijenog tenka T-72 tijekom invazije Iraka na Kuvajt. Sada Maisotsenko sanja o fotografiji svojih novih miroljubivih izuma na naslovnici ruskog tehnološkog časopisa.

"Osim klima uređaj, sada momčad Maisotsenkorazvijaju se toplinske crpke, izrađuju se prototipovi za izdvajanje vode iz zraka, isprobava se desalinizacija vode u SSSR-u, provodi se autoritativno testiranje hlađenja vodom i povrat topline, a najveće perspektive potvrđuju neovisni istraživači u novom konceptu motora i turbina te u dobivanju alternativne energije. Horizont provedbe u nazočnosti investitora i industrijskog partnera (prema ovom popisu) je od dvije do deset godina ”, kaže Aleksej Polyakov, predstavnik M-ciklusa u Rusiji.