Горячий воздух, выбрасываемый из труб фабрик и заводов, можно применять для отопления помещений или промышленной сушки продуктов питания и других товаров, экономя при этом расходы на мазут или газ. К сожалению, источник тепла зачастую расположен довольно далеко от конечного потребителя, а строительство теплопровода, как правило, не рентабельно. Что делать?

Ученые Баварского центра прикладных энергетических исследований (ZAE) в Гархинге под Мюнхеном предлагают использовать для транспортировки тепловой энергии теплопровод на колесах. При этом транспортироваться будет не сам теплый воздух, а сыпучие материалы, способные аккумулировать тепловую энергию.

К таким материалам относятся цеолиты – минералы, состоящие по большей части из алюминия и кремния и обладающие интересной особенностью: при нагревании они выделяют воду и способны сохранять накопленное тепло, при условии, что окружающий воздух остается сухим. Как только они вступают в контакт с влажным воздухом происходит обратная реакция - цеолиты поглощают воду с одновременным выделением накопленного тепла. Если взять сухой шарик цеолита в руку и подышать на него, он мгновенно нагреется. Этот эффект давно известен ученым и он широко применяется в промышленном производстве. В частности, на этом принципе работают грелки для рук.

Грелка на колесах

Шарики губчатого минерала насыпают в контейнер и в течении трех-четырех часов сушат при помощи горячего воздуха. По окончании процедуры контейнер с 19 кубометрами цеолита способен аккумулировать 5 мегаватт-часов тепловой энергии - эквивалент 500 л. мазута.

По прибытии на место в контейнер накачивается влажный воздух. Шарики цеолита впитывают воду, выделяя тепловую энергию. Чем выше температура воздуха, применявшегося в процессе аккумуляции энергии, и чем выше влажность воздуха, при ее высвобождении - тем больше нагревается цеолит.

Единственная проблема заключается в том, что в процессе теплообмена температура в контейнере повышается до 200 градусов Цельсия, что приводит к расширению металлического ящика и его деформации с фатальными для пористой структуры минерала последствиями. Однако инженерам удалось найти решение и этому вопросу. Воздух должен накачиваться в самый центр контейнера и затем, пройдя через 80-сантиметровый слой цеолита, насыпанного в цилиндрическую конструкцию, выйти наружу. Такая система позволяет грануляту сохранять свою форму и повышает срок службы контейнера.

Камень преткновения - высокая начальная стоимость

В отличие от транспорта горячей воды или масла, перевозка высушенного гранулята происходит гораздо проще и практически без потерь. 90 процентов затраченной тепловой энергии аккумулируется в шариках цеолита. Экономически целесообразным представляется транспорт тепла к потребителям, расположенным на расстоянии от 2 до 20 километров от источника. Несмотря на то, что новый контейнер для транспортировки тепла стоит пока еще сравнительно дорого, исследователи надеются, что рост цен на энергоносители в долгосрочной перспективе может сделать их применение привлекательным для потребителя.

Андреас Хауэр (Andreas Hauer), руководитель проекта, проводившегося при Баварском центре прикладных энергетических исследований (ZAE) в Гархинге под Мюнхеном, уверен, что если на проект будет получено добро и все пойдет по плану, то к 2011 году первые теплопроводы на колесах покатят по дорогам Германии.

Автор: Владимир Тарасов
Редактор: Дарья Брянцева