Исследователи из Корейского института энергетических исследований испытывают систему охлаждения теплиц зимним холодом с использованием теплообменного устройства [Предоставлено Корейским институтом энергетических технологий]
[HERALD BUSINESS = корреспондент Ку Бон Хёк] Корейские исследователи разработали новую концепцию технологии охлаждения - она позволяет накапливать зимний холод под землей, который затем извлекается и используется в середине лета для охлаждения, например, теплиц.
Исследовательская группа во главе с доктором Юн Ён Чжиком из Лаборатории энергетических сетей Корейского института энергетических исследований объявила 30-го августа, что она разработала теплообменное устройство, которое можно использовать для охлаждения теплиц в сельской местности летом с использованием холода, накопленного в зимнее время.
Температура в теплице, нагретом в летнюю жару, приближается к 50-70°С, что губительно для роста сельскохозяйственных культур. Хотя для предотвращения аномальной жары используются электрические кондиционеры, они неспособны устоять перед палящим зноем в середине лета, а высокие затраты на электроэнергию ложатся тяжелым бременем на фермеров. Причем в последнее время технология естественного охлаждения стала более актуальной, чем электрическое охлаждение, которое потребляет много энергии, так как тариф на электроэнергию начал расти из-за высоких цен на нефть.
Устройство теплообмена, разработанное исследователями, состоит из извилистой капиллярной трубки, соединенной с наружным воздухом и холодонакопителем, и хладагента внутри трубки. В холодонакопителе, расположенном под землей, есть вода, которая играет роль холодоносителя.
Зимой существует разница температур между холодным наружным воздухом и относительно менее холодными подземными водами. Таким образом, разница температур, создаваемая на обоих концах теплообменного устройства, вызывает быструю вибрацию хладагента внутри трубки, что создает тепловой поток и быстро передает большое количество тепла. Другими словами, по мере того, как тепло подземных вод излучается в более холодную внешнюю среду, температура воды постепенно снижается и становится очень холодной, и она сохраняется до лета, прежде чем ее можно будет использовать.
Поскольку для работы теплообменного устройства не требуется внешнего источника питания, эксплуатационные расходы отсутствуют. Кроме того, скрытая теплота за счет фазового перехода вещества позволяет передавать большое количество тепла, поэтому потребление энергии может быть снижено более чем на 50%, а размер - более чем на 30% по сравнению с традиционными технологиями теплообмена. Благодаря этому достигается максимальная эффективность производства холода, а также снижается стоимость устройства.
Концептуальная схема технологии охлаждения теплиц с использованием естественного холода, накопленного зимой. [Предоставлено Корейским институтом энергетических технологий]
С марта исследователи установили теплообменное устройство на демонстрационной площадке кампуса Сеульского национального университета в Пхёнчхане (Пхенчхан-гун, провинция Канвон-до), и провел полевой эксперимент по производству и хранению холода. Во время испытания они смогли при холодопроизводительности в 1 кВт получить холодную воду температурой около 4,5°C, которая затем хранилась в подземном холодонакопителе вместимостью 1 тонн. Поскольку данные результаты получены после марта, ожидается, что в условиях более низкой внешней температуры будет производиться более холодная вода.
Кроме того, после увеличения мощности и производительности теплообменного устройства будет проведена первая в Южной Корее демонстрация системы охлаждения для стеклянной теплицы на 100 пхён (около 330.58 м2) в передовом сельскохозяйственном комплексе, расположенного в кампусе Сеульского национального университета в Пхенчхане, строительство которого будет завершено в октябре этого года. Также планируется расширить сферу применения данной технологий, например для охлаждения/кондиционирования ферм заводского типа и городских зданий.
«Чтобы укрепить продовольственную безопасность на фоне глобального климатического кризиса, важно обеспечить высокоэффективную и недорогую технологию охлаждения помещений на основе возобновляемых источников энергии, и технология охлаждения с использованием естественного зимнего холода может стать хорошей альтернативой» - сказал доктор Юн Ён Чжик.
nbgkoo@heraldcorp.com