Теплоаккумуляторы для дома. Новые разработки российских учёных
Учёные Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н. Э. Баумана и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН разрабатывают композиционный материал с фазовым переходом (МФП). Этот материал способен накапливать энергию и поддерживать комфортную температуру в системах горячего водоснабжения и теплоснабжения при кратковременных отключениях энергии.
Материалы с фазовым переходом могут применяться для хранения тепла, защиты от перегрева электронных компонентов и регулирования теплового режима внутри помещений. Их также можно использовать в портативных теплоаккумуляторах для медицинских и физиотерапевтических целей. Как отметил Сергей Баскаков, руководитель группы спектроскопии наноматериалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН, добавки МФП в строительные смеси могут поддерживать комфортную температуру в жилых помещениях от пяти часов до суток, благодаря накоплению и отдаче скрытого тепла.
«Добавки композитов МФП в строительные материалы, например, в строительные смеси, позволят поддерживать более комфортную температуру в жилых помещениях от пяти часов до суток,»
- Сергей Баскаков, руководитель группы спектроскопии наноматериалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН
Эти материалы также увеличивают гидрофобные свойства отделочных материалов, что снижает риск грибкового поражения в помещениях с высокой влажностью. Они могут быть использованы для создания систем с околонулевым потреблением энергии. Например, накопитель тепла с композитом МФП объёмом 100 литров может нагреть 175 литров воды на 30°C.
«В строительной отрасли мы видим тенденцию на снижение потребления тепловой энергии зданиями за счёт применения современных теплоизоляционных материалов и ограждающих конструкций,»
- Вадим Истомин, ведущий инженер Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н. Э. Баумана
В регионах с продолжительными низкими температурами МФП-композиты могут использоваться в портативных теплоаккумуляторах для обогрева тела. Такие устройства, в отличие от традиционных грелок, обеспечивают стабильную температуру в диапазоне 50-60°C и могут быть быстро заряжены в бытовых микроволновых печах.
Механизм работы МФП основан на поглощении тепла при плавлении и выделении его при затвердевании, действуя как аккумулятор тепла. МФП условно делятся на органические и неорганические. Органические включают парафины и жирные кислоты, а неорганические — соли и металлы. Для повышения теплопроводности МФП-композитов используются графеновые материалы, разработанные в ФИЦ ПХФ и МХ РАН, что позволит увеличить скорость заряда и разряда теплоаккумуляторов.
