Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
21 апреля 2018, суббота, 18:24
Facebook Twitter VK.com Telegram

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

17 августа 2012, 14:49

Хранитель тепла

Источник:extremetech.com
Источник:extremetech.com

Прыжок в будущее

Немецкие ученые придумали, как сохранять тепло с помощью цеолитовых гранул. Этот природный материал способен изменить структуру современной энергетики.

Электростанции производят не только электричество: они также выделяют тепло. Коэффициент полезного действия физически не может быть стопроцентным, а у современных электростанций он равен 30-40%. Значительная часть энергии уходит в виде тепла — в атмосферу или сточные воды. Особенно это касается биогазовых электростанций. Немецкие учёные из Фраунгоферского института межфазных процессов и биотехнологий (Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB Stuttgart) придумали как использовать это тепло во благо: они изобрели систему хранения тепла, практически без потерь, на протяжении неопределенно длительного времени.
Ядро новой системы — цеолитовые гранулы. Цеолит сам по себе не новость: термин был придуман шведским минералогом Акселем Фредериком Кронстедом ещё в 1756 году, и в переводе с греческого означает «кипящий камень». Исследуя минерал десмин, Кронстед заметил, что при нагревании он выпускает большое количество пара, образованного из ранее накопленной в минерале воды. В природе существует несколько представителей группы цеолитов, основная страна происхождения — Китай, в котором ежегодно добывается 2 из 3 миллионов тонн цеолита. Существуют также способы промышленного производства искусственных цеолитов. В основном они используются в качестве адсорбентов в водоочистительных сооружениях, в качестве ионообменного компонента для смягчения воды, а также в химии и нефтяной промышленности.

Уникальное свойство цеолита состоит в том, что при контакте с водяным паром происходит физико-химическая реакция, в результате которой связывается пар и выделяется тепло. Наоборот, при поглощении тепла цеолит выделяет накопленную воду и сохраняет энергию, но не нагревается сам — он сохраняет не тепло, а потенциал выделить энергию при последующем поглощении воды — учёные назвали систему «сорбционное хранение тепла».

Так как сам цеолит не нагревается, то это способ хранения тепла практически без потерь, причём на неограниченное количество времени, при условии отсутствия контакта с водой.

В отличие от природно встречающихся цеолитов, в новой разработке используются небольшие гранулы с очень большой пористостью, поэтом у них огромная площадь поверхности — один грам цеолитовых гранул обладает поверхностью в 1000 квадратных метров. Благодаря этому цеолит может хранить в 4 раза больше тепла, чем вода того же объема.

Физико-химические свойства цеолита были известны давно, но до сих пор никто не мог решить задачу, как их использовать для практичного промышленного использования для хранения энергии. Мике Бликер, руководитель проекта, говорит:«Сперва мы разработали инженерную составляющую самого процесса, а потом пришлось искать, как физически воплотить идею — то есть как сконструировать само устройство хранения тепла, как расположить радиаторы, насосы, вентили. Мы начали с принципа, и доказали, что это технически возможно». Сначала учёные построили 1.5-литровый реактор, а затем и 15-литровый.

Партнёры Фраунгоферского института, научно-исследовательская компания ZeoSys GmbH в это время занимались исследованием материалов, выясняли какой из циолитов лучше всего подойдёт для поставленной задачи и какого размера гранулы будут наиболее эффективными. Беспокойство представлял вопрос о жизненном цикле циолитов, однако тесты показали, что они выдерживают тысячи циклов зарядки-разрядки без потери своих свойств. В результате был разработан текущий тестовый образец — мобильный 750-литровый контейнер, который можно транспортировать вместе со всей необходимой инфраструктурой, чтобы проверить работоспособность системы «на местах».
Следующей своей задачей учёные ставят удешевить производство системы, оптимизировать её и сделать более компактной.

В идеале система должна получиться достаточно гибкой, чтобы использоваться как на промышленных предприятиях и электростанциях, так и в домовых котельных

— то есть это должна быть модульная система, которая позволит собирать теплохранилище под индивидуальные условия (площадь помещения, планировка, мощность, и так далее).

У цеолитовой системы хранения тепла огромный потенциал. Практически любое технологическое и индустриальное производство выделяет избыточное тепло, не говоря уже об электростанциях. Но способов использовать такое тепло практически нет, а хранить его пока представляется возможным в основном только с помощью контейнеров с водой. Но они занимают большие площади, и довольно быстро теряют тепло. Цеолитовое храние тепла сможет значительно увеличить эффективность современных экологичных био-газовых электростанций: сейчас больше половины энергии био-топлива уходит в атмосферу в форме тепла, но с помощью цеолита био-газовая электростанция могла бы одновременно производить и электричество, и тепло. Вероятно, что благодаря сыпучести цеолитовых гранул, «заряженные» гранулы можно будет в больших объемах перевозить в необходимое место, возвращая назад «разряженные».

Разумеется, это не единственный проект по эффективному использованию вторичного избыточного тепла. В то время как разработчики целитовой системы рассчитывают в первую очередь на крупные производства, Microsoft разрабатывает концепцию «информационной печи» (Data Furnace) для домов. Инженеры научно-исследовательского отдела компании считают, что воздух от вентиляции серверных шкафов, который нагревается до 40-50 градусов Цельсия, можно использовать для отопления частных домов. Идея заключается в том, чтобы вместо того, чтобы строить эффективные с точки зрения площади огромные дата-центры, размещать небольшие центры , от одного до десяти шкафов (40-400 компьютеров) непосредственно в подвалах жилых домов и офисов.

Это позволит значительно сэкономить на строительстве дата-центров, а также уменьшить задержку передачи данных — так как сервера будут расположены ближе к густонаселенным районам.

Даже учитывая более высокую стоимость электроэнергии в жилых районах, разработчики считают, что можно будет сэкономить от 280 до 320 долларов с каждого сервера. А избыточное тепло от шкафов будет использоваться для центрального отопления и горячего водоснабжения. Разумеется, встают вопросы обслуживания и безопасности, но инженеры уверены, что нет ничего нерешаемого — двери в подвалы можно опечатать и установить сенсоры проникновения, которые будут блокировать информацию на серверах при попытках незаконно копирования информации. Не такая большая плата за бесплатное отопление.

Если же получится внедрить в жизнь технологию цеолитового хранения тепла, то идея «подвальных» дата-центров обретает ещё больший смысл — тогда тепло от серверов можно будет ещё и эффективно аккумулировать.

Использование вторичного избыточного тепла на данный момент является весьма перспективным направлением. «Большая» энергетика — слишком сильно завязанная на политику и мировые капиталы сфера, чтобы быстро измениться и перейти на экологичное топливо. Конечный же потребитель, напротив, гибок и будет готов использовать вторичное тепло даже не ради экологии, а просто с целью экономии. Если появится доступное решение — как, например, компактная цеолитовая батарея или серверная подстанция, то, вполне вероятно, что обычные жители городов станут первыми активными потребителями вторичного тепла.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...

Главные новости

18:16 Несколько человек пострадали из-за непогоды в Москве
16:52 Число задержанных в Ереване перевалило за сотню
16:35 Елизавете II исполнилось 92 года
16:14 При крушении легкомоторного самолета в Хакасии погибли двое
16:05 В Пулково задержали двух летевших из Дубая дебоширов
15:47 Сторонник ИГ планировал теракт в здании правительства Ставрополья
15:22 Весельницкая дала показания комиссии сената США
15:05 Госдеп сообщил о пытках в Донбассе и цензуре на Украине
14:31 В «Современнике» сообщили о причинах смерти Нины Дорошиной
14:25 Армянская полиция возбудила против демонстрантов дело о хулиганстве
13:59 МИД сообщил о срыве гастролей артистов Большого из-за невыдачи виз в США
13:41 Heinz начнет продавать в Америке смесь кетчупа и майонеза
13:25 Тулеев поделился планами на будущее
12:58 Прокуратура проверит мэрию Владивостока из-за обрушения двухэтажки
12:44 В 1980-х Трамп анонимно звонил в Forbes в надежде попасть в список миллиардеров
12:20 Умерла актриса Нина Дорошина
12:05 В Ереване задержали 11 оппозиционеров
11:30 Актрису из сериала «Тайны Смолвиля» обвинили в работорговле
11:16 Франция обвинила Россию в попытке уничтожить доказательства химатаки в Думе
10:57 В Сирии погиб внештатный журналист ЧГТРК «Грозный»
10:47 Британская полиция установила подозреваемых по делу Скрипаля россиян
10:21 Глава Минстроя допустил реновацию в ряде крупных городов
10:06 США инициировали проверку всех двигателей Boeing 737
09:48 Шведский диджей Avicii мог скончаться от панкреатита
09:34 В Китае и России прокомментировали остановку ядерной программы КНДР
09:15 Трамп приветствовал заморозку ядерной программы КНДР
09:08 Ким Чен Ын заморозил ядерную программу КНДР
20.04 20:58 Райффайзенбанк устранил сбой банкоматов и онлайн-сервисов
20.04 20:50 Советский космонавт Владимир Ляхов умер на 77-м году жизни
20.04 20:14 Минздрав назвал критику Володина в свой адрес ошибочной
20.04 19:51 Сторонники Навального подали заявки на шествия в Москве и Петербурге
20.04 19:30 Порошенко предложил лишить крымчан гражданства
20.04 19:07 Володин раскритиковал Минздрав за плохое импортозамещение
20.04 18:47 Демпартия США подала иск против России и штаба Трампа
20.04 18:09 Google разрабатывает мессенджер на замену SMS
20.04 17:40 Адвокаты Сергея Хачатурова обжаловали его арест
20.04 16:56 ЦБ сообщил о росте цен на овощи из «борщевого набора»
20.04 16:49 Генсек ОПЕК отверг обвинения Трампа в завышении цен на нефть
20.04 16:15 Успешно прошли клинические испытания еще одного метода генной терапии
20.04 16:12 Напавший на одноклассников в Стерлитамаке школьник арестован
20.04 15:50 Time опубликовал топ-100 самых влиятельных людей
20.04 15:26 Трамп обвинил ОПЕК в завышении цен на нефть
20.04 15:08 В Минкомсвязи открестились от письма ФСБ про блокировку Telegram
20.04 14:44 Экс-сотрудник СК Максименко получил 13 лет колонии за взятку
20.04 14:42 На Калимантане открыт новый вид муравьев-камикадзе
20.04 14:29 Песков обвинил США в намеренном создании трудностей для «Аэрофлота»
20.04 14:04 Володин предложил ввести уголовную ответственность за исполнение санкций США
20.04 13:47 Главный тренер «Арсенала» решил уйти после 22 лет работы
20.04 13:39 Песков прокомментировал эпизод с проститутками из мемуаров экс-директора ФБР
20.04 13:38 Генпрокуратура заблокировала четыре аккаунта интернет-рации Zello
Apple Bitcoin Boeing Facebook Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter Абхазия аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Антон Силуанов Аргентина Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспилотник беспорядки биатлон бизнес биология бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов борьба с курением Бразилия Валентина Матвиенко вандализм Ватикан ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ Внуково военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы ВЦИОМ выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы Вячеслав Володин гаджеты газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь Дагестан Дальний Восток декларации чиновников деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль инвестиции Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Кемерово Киев Ким Чен Ын кино Киргизия Китай климат Земли КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Ксения Собчак Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика Ленинградская область лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия Мария Захарова МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения МОК Молдавия монархия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры Ольга Голодец ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Павел Дуров Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение Почта России права человека правительство Право правозащитное движение православие «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край Продовольствие происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Росавиация Роскомнадзор Роскосмос «Роснефть» Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид Счетная палата США Таджикистан Таиланд тарифы Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина фармакология ФАС ФБР Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие химия хоккей хулиганство цензура Центробанк ЦИК ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония этология Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Якутия Яндекс Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.