Когда мороз помогает экономить: как сибирские учёные предложили отапливать дома без компрессоров

Generated by DALL·E

Ещё несколько десятилетий назад советская промышленность выпускала технику, которая сегодня кажется почти забытой. Речь об абсорбционных холодильниках — бесшумных, без компрессоров и движущихся деталей. Именно к этому принципу недавно вернулись сибирские учёные, но с неожиданной целью: не охлаждать, а отапливать дома. Причём так, что чем холоднее на улице, тем выше эффективность системы.

Холодильники без шума и моторов

В СССР выпускали абсорбционные холодильники под марками «Морозко», «Кристалл», «Ладога», «Спутник». Они работали без компрессора, за счёт нагрева раствора аммиака, и отличались простотой конструкции. Такая техника не боялась тряски и наклонов, поэтому её часто использовали в автодомах и на дачах. Работали эти холодильники от электричества или газа, но имели и минусы: непрерывное энергопотребление и использование токсичного аммиака.

Несмотря на это, сам принцип считался надёжным и долговечным. И именно его спустя годы решили переосмыслить.

Забытый принцип — новая задача

Абсорбционные холодильники — по сути тепловые машины. Они переносят тепло, используя фазовые переходы вещества. Однако долгие годы этот принцип применяли только для охлаждения. В 2017 году сотрудники Института катализа имени Г. К. Борескова в Новосибирске предложили использовать похожий механизм для отопления. Проект получил название «ТепХол».

Ключевая идея — отказаться от компрессора и использовать адсорбцию: поглощение газа твёрдым веществом. Это позволило создать установку, которая вырабатывает тепло особенно эффективно именно в мороз.

Как работает установка «ТепХол»

В системе используются два теплообменника, заполненные гранулами адсорбента. В качестве рабочего вещества применяется метанол. Холодный наружный воздух охлаждает метанол и снижает давление его пара. В результате адсорбент «высыхает». Когда пары метанола снова начинают поглощаться твёрдым материалом, выделяется тепло. Температура адсорбента поднимается до 40–60 °C, и этого хватает для нагрева воды в системе отопления.

Важно, что чем ниже температура воздуха, тем проще запустить процесс и тем выше тепловой эффект. Это редкий случай, когда мороз становится не проблемой, а преимуществом.

Откуда берётся тепло

Установка не нарушает законы физики. Источник энергии — проточная вода. Для работы системы требуется скважина или близость к реке. Вода отдаёт тепло, которое затем передаётся в дом. По сути, «ТепХол» — это разновидность теплового насоса «вода–вода», но без компрессора. В классических системах компрессор — самый дорогой и уязвимый элемент. Здесь его нет.

Новые материалы вместо старых решений

Учёные отказались от традиционной пары «аммиак–вода». Вместо этого они разработали двухкомпонентные адсорбенты на основе силикагеля и специальных солей. Такие материалы способны поглощать больше метанола и выделять больше тепла. Меняя состав солей, можно адаптировать установку под разные климатические условия. Это открывает возможность точной настройки системы под конкретный регион.

Почему технология пока не пошла в серию

Проект «ТепХол» изначально рассчитывали на частные дома мощностью от 5 до 20 кВт. Это не промышленный масштаб, а решение для холодных регионов. Однако за прошедшие годы технология так и не вышла за рамки исследований. Одна из причин — отсутствие публичных данных по эффективности. Для сравнения: у компрессорных тепловых насосов коэффициент преобразования достигает 4–5.

Есть предположение, что при температуре около нуля эффективность «ТепХола» резко падает. Это делает его узкоспециализированным решением, пригодным прежде всего для сурового климата.

Идея, к которой ещё могут вернуться

Несмотря на паузу в развитии проекта, сама концепция остаётся интересной. Простая конструкция, отсутствие компрессора и ориентация на сильные морозы делают «ТепХол» потенциально полезным для Сибири и северных регионов. Возможно, технология просто ждёт своего времени — и нового витка интереса к инженерным решениям, которые умеют извлекать пользу из холода.