Учёные из Перми создали первый в мире высокоэффективный компрессор

Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) представили революционную разработку — первую в мире компрессорную установку для сжатия газов с рекордным коэффициентом полезного действия 98%.

Эта технология, основанная на принципиально новом методе плавного сжатия, практически исключает нагрев газа и способна сократить потребление электроэнергии в пять раз. Внедрение установки сулит многомиллионную экономию для промышленности и значительное снижение вредных выбросов.

Компрессоры — это сердце множества технологий, от бытовых холодильников и кондиционеров до промышленной сварки, систем транспортировки газа и двигателей. Их задача — сжимать газ, увеличивая его давление. Однако у всех современных установок есть общий критический недостаток: в процессе быстрого сжатия газ сильно нагревается. В результате до 80% потребляемой электроэнергии тратится не на полезную работу, а на бесполезный нагрев. Фактический КПД таких систем редко превышает 20–30%, а для предотвращения перегрева и возгорания требуются сложные и энергоёмкие системы охлаждения. Эти огромные потери в конечном счёте закладываются в стоимость продукции и услуг, сообщает Наука.рф

Пермские учёные предложили радикально иной принцип, основанный не на механическом сжатии, а на плавном вытеснении газа несжимаемой жидкостью. В герметичной камере находится газ. Через систему микрофорсунок в её верхней части под давлением распыляется масло, создавая внутри плотный и равномерный «дождь» из мельчайших капель. Этот масляный поток формирует подвижный жидкий «поршень». По мере продолжения «дождя» уровень жидкости медленно и неуклонно поднимается, равномерно уменьшая объём газовой полости и повышая давление. Поскольку процесс идёт с крайне низкой скоростью, выделяющееся при сжатии тепло успевает рассеиваться через стенки камеры, и температура газа почти не растёт. Такой подход не только минимизирует энергопотери, но и кардинально повышает безопасность, исключая риски перегрева и возгорания.

Эффективность технологии подтверждена испытаниями. При сжатии аргона его температура изменилась всего на 3°C (с -70°C до -67°C), тогда как в традиционном компрессоре нагрев составил бы сотни градусов. КПД установки достиг 98%, что означает преобразование почти всей подводимой энергии в полезную работу.

«Эти цифры говорят о том, что практически вся энергия идёт на сжатие, а не рассеивается в виде тепла», — отметил один из авторов разработки, доцент ПНИПУ Владимир Сизов.