Современные тепловые насосы обычно обеспечивают температуру теплоносителя около 100 градусов по Цельсию, абсорбционные тепловые трансформаторы с трудом достигают 200°С. Промышленные процессы, такие как производство бумаги, красильное производство, пивоварение и фармацевтика, требуют более высоких температур, в некоторых случаях, до 1000°С. Для преодоления этого ограничения команда ученых из Китайской академии наук разработала термоакустический тепловой насос, который, по их словам, может помочь сократить температурный разрыв в промышленном отоплении.
Инновационный тепловой насос, в отличие от традиционных парокомпрессионных систем, не имеет движущихся механических частей. Вместо них разработчики использовали для переноса тепловой энергии термоакустику — взаимодействие звуковых волн и тепла.
Насос, разработанный для умеренных источников тепла — солнечных коллекторов, ядерных реакторов или промышленных выхлопных потоков — может преобразовывать теряемую тепловую энергию в высококачественное тепло за счет его преобразования в интенсивные стоячие акустические волны, рассказывает IE.
Полученное тепло подходит для промышленных процессов в нефтехимии, металлургии, производстве керамики, что в потенциале позволит снизить зависимость от ископаемого топлива в секторах, которые трудно декарбонизировать.
Изобретатели уверены, что по мере совершенствования материалов и системных решений, к 2040 году сверхвысокотемпературные тепловые насосы смогут обеспечивать нагрев теплоносителя до 1300 градусов по Цельсию.
«Разработка сверхвысокотемпературных промышленных тепловых насосов, способных эффективно использовать энергию, станет одним из ключевых путей достижения Китаем целей по сокращению выбросов углерода», — заявил Ло Эркан, руководитель исследовательской команды.
Недавно другая команда ученых из КНР представила тепловой насос, работающий от энергии ветра и солнца, а также метод геотермального теплообмена для охлаждения помещений летом и отопления зимой. С его помощью домовладельцы смогут снизить расходы на электроэнергию более чем на 50% за счет интеграции накопления тепловой и электрической энергии.
