ПНИПУ: создан компрессор с КПД 98%
Ученые Пермского Политеха разработали первый в мире компрессор, который сжимает газы практически без нагрева. В испытаниях установка показала коэффициент полезного действия 98% — в несколько раз выше, чем у традиционных компрессорных систем. Разработка может сократить энергопотребление в промышленности и коммунальном хозяйстве в пять раз. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Компрессоры — ключевой элемент современных технологий. Они используются в холодильниках и кондиционерах, автомобильных и авиационных двигателях, системах вентиляции, газоснабжения и промышленного производства. Однако у всех традиционных компрессоров есть общий недостаток: при быстром механическом сжатии газ резко нагревается. Из-за этого до 80% затрачиваемой энергии уходит на бесполезный нагрев, а реальный КПД редко превышает 20–30%.
В ПНИПУ предложили принципиально иной подход. Вместо механического поршня газ в установке сжимается за счет плавного вытеснения несжимаемой жидкостью — маслом.
Внутри герметичной камеры газ постепенно вытесняется "жидким поршнем", формируемым системой микрофорсунок. Через них под давлением распыляется масло, создавая равномерный поток мельчайших капель. Уровень жидкости медленно повышается, уменьшая объём газовой полости и увеличивая давление. Процесс протекает с низкой скоростью, поэтому выделяющееся тепло успевает отводиться через стенки камеры, а температура газа практически не растёт.
"При сжатии аргона температура газа изменилась всего на 3 градуса — с минус 70 до минус 67 °C. В обычных компрессорах при аналогичном сжатии нагрев составил бы сотни градусов. КПД разработанной установки достиг 98%, то есть почти вся энергия идёт на полезную работу", — рассказал доцент кафедры "Конструирование и технологии в электротехнике" ПНИПУ, кандидат технических наук Владимир Сизов.
По словам разработчиков, отсутствие перегрева повышает не только эффективность, но и безопасность. Исключаются риски возгорания, термического разрушения и взрывов, что особенно важно при работе с горючими и техническими газами.
Новая технология может найти применение в системах кондиционирования и тепловых насосах, при сжатии природного газа и водорода, а также в энергетике. Сейчас исследователи работают над созданием двигателя внешнего сгорания, основанного на новом принципе сжатия газа.