Компрессор — ключевая деталь любого холодильника, кондиционера или системы вентиляции. Он сжимает газ-хладагент, который нагревается и остывает, забирая тепло и создавая холод. На этом же принципе работают автомобильные двигатели, газовые баллоны, промышленные установки и системы вентиляции. Проблема традиционных компрессоров в том, что до 80% энергии теряется на нагрев газа, и эффективность редко превышает 30%.
В Пермском Политехе разработали первый в мире компрессор, который сжимает газ плавно и почти без нагрева. Статья опубликована в материалах конференции «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации».
В испытаниях КПД установки достиг 98%, а расход электроэнергии сократился в пять раз. Такая технология обещает значительную экономию и снижение выбросов.
В качестве рабочего газа использовали аргон — третий по распространенности в атмосфере и полностью инертный. Он безопасен, защищает металл при сварке, сохраняет продукты, улучшает энергоэффективность стеклопакетов и создает чистую среду для микроэлектроники. Чтобы использовать его, газ нужно сжимать и хранить под высоким давлением, что превращает объем в концентрированную энергию для транспортировки и работы механизмов.
В новых компрессорах газ сжимается через масло. В герметичной камере микрофорсунки распыляют масло плотным слоем, формируя подвижный жидкий «поршень», который постепенно сжимает газ. Процесс проходит медленно, тепло рассеивается через стенки, и температура газа почти не меняется. В испытаниях аргон прогрелся всего на 3°C — с −70°C до −67°C, тогда как традиционные компрессоры нагревают его на сотни градусов.
Такой способ снижает потери энергии и повышает безопасность: исключены перегрев, возгорание и взрывы. Компрессор можно применять в тепловых двигателях, кондиционерах, тепловых насосах, а также для сжатия природного газа и водорода. Его внедрение способно уменьшить энергозатраты в пять раз и снизить выбросы, делая промышленные и бытовые системы более эффективными и экологичными.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России создан новый износостойкий материал для энергетики.
