Электричество, холод и тепло – три в одном!

Далеко не все жители городов знают, как сложно сохранить урожай до весны. Мы привыкли, чтобы свежие овощи, фрукты и картошка были в продаже всю зиму. Но какой ценой это достаётся? По разным оценкам, потери продукции при неправильном хранении составляют до 20 процентов. Некоторые плоды, например, яблоки, портятся на 40-60 процентов, а потери картофеля к концу срока хранения могут доходить до 70 процентов!

Зелёный склад

Взявшись за создание своей инновационной установки, Николай в первую очередь подумал о холодильных складах, сберегающих плодоовощную продукцию. Тем более что этот рынок в России быстро набирает обороты, и спрос превышает предложение. Установка будет тригенерационной, то есть способной давать и электричество, и холод, и тепло – как раз то, что требуется на подобном складе.
Новаторская технология, которую разрабатывает студент, позволит производить все три вида энергии с общей эффективностью свыше 80 процентов.

Установка будет автономной, не зависящей от электросети, главный ресурс для нее – газ, потому что основным действующим элементом является газовая микротурбина. Глубокая полезная утилизация «бросового» тепла выхлопных газов существенно снижает выбросы соединений углерода, поэтому тригенерацию с полным правом можно назвать зеленой технологией.

Умников прибавилось

В конце 2018 года Николай подал заявку в АИРКО на участие в конкурсе «УМНИК» с ресурсосберегающим проектом «Автономная система энергоснабжения». И выиграл! Строгое жюри убедилось, что все расчеты обоснованны и задуманная система имеет прекрасные шансы выйти на российский рынок. А может, и зарубежный. Теперь студент получит грант в размере 500 тысяч рублей на создание научных основ своей установки и нужных для этого технологий.
За два года будут проведены теоретические исследования, разработан испытательный стенд, создана автоматизированная система запланированных измерений. Основная часть гранта пойдет на закупку комплектующих и доработку конструкции турбокомпрессора. Планируется подача заявки на патент. Изобретением будет являться способ увеличения эффективности тригенерационных установок.

Новое решение

Для победы в программе «УМНИК» важным условием является научная новизна проекта. Проведя расчеты, Николай подобрал оптимальные варианты микротурбины, холодильной машины и других элементов, из которых должна состоять его установка. Турбина используется для выработки электрической энергии – ее достаточно, скажем, для работы оборудования и обеспечения электричеством всего здания. Тепло выхлопных газов в теплообменном аппарате нагревает промежуточный теплоноситель (воду), который пойдет для отопления или охлаждения.

Отличительное достоинство предложенной схемы – независимость параметров установки от температуры окружающей среды. Это создает ей конкурентные преимущества перед аналогами, особенно в регионах с жарким климатом. К ним относятся как южные области России, так и Египет, Иран, Сирия и другие ведущие партнеры нашей страны по поставкам фруктов и овощей.
Отметим, что похожее оборудование в мире уже используется, но установки с такими возможностями и такой высокой эффективностью нигде нет.

Не только для хранилищ

Запланированная установка позволяет обеспечить комплексное энергоснабжение в широком диапазоне температур окружающей среды. Поэтому в перспективе она имеет обширную область применения: частные жилые дома, детские сады, школы, дома престарелых. В электро- и теплоснабжении зимой и кондиционировании летом нуждаются торговые и офисные центры, больницы, базы отдыха.

При этом важно, что автономная система может действовать на любом отдалении от цивилизации, хоть в чистом поле, лишь бы неподалеку проходила газовая труба. А остальные блага цивилизации принесет установка размером 3х3х2 метра. Причем она обойдется в два с лишним раза дешевле аналогов.

Николай Пальтов:

Заграница не поможет

Николай уже прикинул, кто бы мог участвовать в выпуске новой установки, и выяснил, что все ключевые компоненты умеют делать в нашей стране, в том числе в Калуге. Турбокомпрессоры будут с завода «КАДВИ», литий-ионные батареи можно приобрести на отечественном заводе «ЭкоМоторс», подшипники – на кафедре электротехнических комплексов МАИ, горелки – на машиностроительном заводе в Жукове, электрогенераторы поставит НПО «Эрга» (Калуга), теплообменники - 35-й механический завод, частотные преобразователи - ООО «КЭД».

А материально-технической базой проекта станет научно-исследовательская лаборатория кафедры «Тепловые двигатели и гидромашины» КФ МГТУ. Кроме того, студент планирует проводить испытания в межведомственной научной лаборатории им. Федорова – тоже в Калуге.

Из досье

Николай Пальтов, студент машиностроительного факультета КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ему 23 года. Сейчас заканчивает первый курс магистратуры и при этом работает инженером-конструктором на заводе «КАДВИ».