Сохранить в помещении тепло во время проветривания поможет разработка отечественных ученых «Теплая форточка», получившая вторую премию на организованном журналом «Эксперт» конкурсе инноваций

«Нам не нужен инвестор. Нам нужны рабочие площади и потребитель», — утверждает директор севастопольского ООО «Теплообмен» Виталий Барон. Его разработка «Теплая форточка» (ТеФо) решает проблему, с которой сталкиваются семьи и фирмы, установившие у себя дома стеклопакеты, которые препятствуют проникновению уличного шума внутрь и хорошо сохраняют тепло в холодную погоду, ради чего их и устанавливают. В то же время энергосберегающие высокоплотные окна настолько герметичны, что полностью перекрывают доступ свежего воздуха в квартиру. Поэтому периодически открывая фрамугу и проветривая помещение, пользователи выпускают на улицу теплый воздух, чем сводят на нет пользу стеклопакетов.

Между тем ТеФо, сохраняя все их преимущества, обеспечивает нормальную вентиляцию жилого помещения. При этом можно совсем не открывать окна, что позволит удерживать тепло внутри помещения.

Оптимальное решение

Масштабный энергетический кризис, охвативший все страны Западной Европы в 70-е годы прошлого века, заставил массового потребителя искать оптимальные варианты сбережения средств, расходуемых на отопление. Тогда-то и появились на рынке герметичные стеклопластиковые окна, сохраняющие тепло внутри помещений и снижающие уровень наружного шума. Однако вскоре обнаружилась серьезная проблема, которую исследователи назвали «синдромом больного здания». В старинных домах, верой и правдой служивших многие столетия, после замены обычных окон на стеклопакеты начинали происходить странные вещи: стены при, казалось бы, улучшенном микроклимате внезапно покрывались грибком, а затем быстро разрушались. Аналогичная картина наблюдалась и в новых сооружениях, правда, в них грибковая плесень развивалась не так интенсивно.

Оказалось, герметичность пластиковых окон была настолько высокой, что полностью исчезла инфильтрация воздуха между улицей и помещением, которую в обыкновенных деревянных оконных рамах обеспечивают многочисленные микроскопические полости. Другими словами, избавившись от вроде бы ненужной микроциркуляции воздуха, породили новую проблему: в помещениях резко повысилось содержание углекислого газа, азота и радона. При этом влажность в зданиях опускалась ниже допустимого санитарно-гигиенического предела (он составляет 30%), из-за чего внутри зданий начинали бурно развиваться плесневые грибки, некоторые из которых смертельно опасны для человека (страдало и «здоровье» самих зданий — многие микроорганизмы активно разрушают не только кирпич и бетон, но даже металл). Поэтому люди, находящиеся в закупоренных помещениях, страдают от повышенной утомляемости, бессонницы и чаще заболевают респираторными и легочными заболеваниями.

Обеспокоенные такими последствиями, производители герметичных окон были вынуждены срочно искать выход из ситуации и вскоре предложили рынку стеклопакеты с функцией «зимнего проветривания». Однако новинка не решила проблему: попадающий в помещение приток свежего морозного воздуха порождал сквозняки, что опять-таки небезопасно для здоровья. Кроме того, сводился на нет энергосберегающий эффект герметичного стеклопакета. Тем не менее это было все-таки намного лучше, чем терять здоровье в непроветриваемых помещениях, и сегодня в некоторых странах Западной Европы установка высокоплотных энергосберегающих окон законодательно запрещена без предварительного создания системы вентиляции.

Необходимость разработки эффективной системы вентиляции привела к тому, что в конце 90-х годов ученые разных стран приступили к созданию устройства, которое позволило бы проветривать помещения, оборудованные стеклопакетами, не теряя при этом дорогие калории. Один из наиболее удачных вариантов такого решения нашла немецкая компания De Dietrich Heiztechnik, специализирующаяся на производстве бойлеров и оборудования для соляриев. Разработчики использовали принцип рекуперации тепла, когда между выходящим и входящим потоками воздуха происходит естественный теплообмен. Эта разработка, появившаяся в октябре 2003 года на выставке во Франкфурте-на-Майне, сразу привлекла пристальное внимание потенциальных заказчиков, и уже сегодня De Dietrich Heiztechnik экспортирует свою продукцию в десятки стран мира (в Польше и Швеции даже налажен массовый выпуск аналогов).

Но немцам не удалось решить все проблемы. Теплопередача в теплообменнике этого рекуператора происходит через металлические пластины, между которыми по узким щелям движется воздух. И здесь, в сердце устройства, постепенно скапливается пыль и создает благоприятные условия для развития бактерий, в том числе и опасных для здоровья человека. То есть весомое преимущество рекуператора снижено тем, что прибор сам «вбрасывает» в свежий воздух микробы, размножающиеся в теплообменнике. Чтобы свести эту проблему к минимуму, разработчики на входе-выходе воздуха из рекуператора установили фильтры, которые необходимо менять каждые два-три месяца.

Однако специалисты севастопольского ООО «Теплообмен» доказали, что в рекуператоре можно обойтись без сменных фильтров, сделав этот бытовой прибор дешевле, надежней, а главное — с более эффективными эксплуатационными свойствами. Причем первые испытания разработанного ими усовершенствованного рекуператора прошли на месяц раньше, чем об этом заявила немецкая фирма De Dietrich Heiztechnik.

«Изюминка» украинской модели рекуператора — в использовании технологии, разработанной еще для советского военно-промышленного комплекса. «Благодаря нашему ноу-хау свежий воздух, обогащенный кислородом, с нужной влажностью поступает зимой в помещение уже теплым, нагретым почти до комнатной температуры. А спертый воздух, который по санитарным нормам нужно вывести из помещения, уходит наружу, не забирая драгоценное тепло», — поясняет Виталий Барон. С другой стороны, в жаркое время года рекуператор выбрасывает из помещения охлажденный кондиционером, но «отработанный» воздух; по пути наружу этот поток и охлаждает встречный свежий, но горячий уличный воздух.

Сам по себе прибор предельно прост, а для его установки в наружной стене здания нужно просверлить два небольших сквозных отверстия диаметром до 15 сантиметров. К ним подсоединяют рекуператор и подключают его к источнику электропитания — по одному из отверстий спертый воздух с помощью вентилятора выводится наружу, через другое отверстие еще один вентилятор нагнетает в помещение свежий воздух.

Принцип работы ТеФо

Такое внешне нехитрое техническое решение не требует почти никаких дополнительных затрат энергии (не считая энергии, нужной для работы двух вентиляторов, но это несоизмеримо мало по сравнению с ее потерями при проветривании), что опять-таки повышает привлекательность этого прибора в глазах потенциального покупателя. В чем же ноухау севастопольской разработки?

Спасибо ВПК

Основатель и директор компании «Теплообмен» Виталий Барон в советское время восемнадцать лет возглавлял научно-техническое подразделение севастопольского конструкторского бюро «Таврия», где занимался разработкой теплообменных аппаратов для кораблей и подводных лодок всех флотов Советского Союза — от Балтийского до Тихоокеанского. Еще тогда, работая над созданием теплообменного аппарата для подводной лодки, ученый задумался над тем, как сделать, чтобы этот теплообменник не нужно было регулярно чистить. «Мы придумали, как обеспечить самоочистку прибора, создавая внутри микровихри. Они и очищают поверхность теплообменника. Такой же механизм мы применили в своем рекуператоре тепла, поэтому в нем, в отличие от западных аналогов, не образуются застойные зоны и не создается рассадник бактерий», — объясняет Барон.

В начале 90-х годов КБ «Таврия», как и большинство предприятий ВПК, распалось, а прежде секретные разработки его сотрудников оказались никому не нужными. «Мы были вынуждены работать слесарями, монтировали системы отопления, а когда я говорил, что можем создать бойлеры, которые будут превосходить западные аналоги, надо мной смеялись, — рассказывает ученый. — Тем не менее нам не хотелось, чтобы наши разработки были утрачены».

В 1993 году Виталий Барон создал ООО «Теплообмен», которое занялось созданием промышленных теплообменных аппаратов. Вначале он предложил свои разработки крымским компаниям. Наибольший интерес к промышленным системам теплообмена проявили винодельческие предприятия «Массандра», «Магарач», «Коктебель». Производственный цикл этих заводов предусматривает на одном этапе охлаждение вина, на другом — его нагрев. Внедрение систем теплообмена позволило значительно снизить энергозатраты. Убедившись в энергоэффективности этого оборудования на примере винзаводов, системы теплообмена установили у себя ялтинская гостиница «Ореанда», киевская областная дирекция Укрсоцбанка и многие другие предприятия. После открытия в 2001 году представительства в Санкт-Петербурге «Теплообмен» успешно продает свои устройства и на российском рынке: одним из заказчиков, к примеру, является завод «АвтоВАЗ» в Тольятти.

Ознакомившись с работой этих теплообменных аппаратов, руководитель Центра энергосбережения Украинского зонального научно-исследовательского и проектного института по гражданскому строительству Виктор Гершкович предложил Виталию Барону применить свои технологии к вентилированию жилых помещений. Так и появилась ТеФо.

В украинском рекуператоре теплообменник состоит из множества тонкостенных трубочек, выполненных из пищевой нержавеющей стали, которые плотно прилегают друг к другу. Поток выходящего из помещения воздуха проходит внутри этих трубок, а встречный, входящий поток, идет в отверстиях между ними. Теплообменник спроектирован таким образом, что полностью исключает возможность образования застойных зон, в которых могли бы скапливаться пыль и бактерии. При этом если степень энергосбережения в немецких аппаратах достигает 60–65%, то в украинских приборах — от 72 до 85% (этот показатель подтвержден испытаниями в сертифицированной климатической камере Украинского зонального научно-исследовательского и проектного института по гражданскому строительству).

При нынешних ценах на энергоносители в Украине рекуператор окупится через пять–шесть лет его работы, а в Европе — за год

Поскольку отечественное устройство существует в четырех вариантах исполнения (в зависимости от объема воздуха, нагнетаемого в помещение, это модели на 27, 33, 83 и 115 м3/ч), то и цена ТеФо колеблется от 250 до 620 долларов, что примерно в полтора раза ниже, чем стоимость немецкого аналога. Немаловажно и то, что в случае использования украинского устройства нет необходимости приобретать сменные фильтры, которые в немецком исполнении стоят недешево. Немцы наладили массовый выпуск рекуператоров. А почему ООО «Теплообмен» производит три-пять этих изделий в месяц и поставляет их в основном клиентам из Украины и стран СНГ?

Обойтись без инвестора

«Теплая форточка» также могла бы найти свою нишу на рынках других стран, а изобретатель — получать миллионные прибыли от продаж. Но севастопольский ученый до сих пор не может найти общий язык с инвесторами, и поэтому ТеФо до сих пор не выпускается крупными партиями. На корпоративном рынке «Теплообмен» работает очень успешно, продавая различные теплообменные аппараты. Виталий Барон знает, что заказчику нужно рассказывать не о технологии, использованной в устройствах, а об экономическом эффекте их внедрения. Именно так он и рассказывает о ТеФо: «Это устройство на треть снизит расходы энергии, и при нынешних ценах на энергоносители рекуператор окупится через пять-шесть лет работы. При европейских тарифах он сможет окупиться уже за один отопительный сезон».

Для потенциального покупателя таких доводов будет достаточно, но вот инвестору нужны другие аргументы. Чтобы коммерческие организации решились вложить средства в продвижение именно этой разработки, им изначально нужно точно знать, как они могут заработать на изобретении и когда инвестиции начнут приносить реальную прибыль. Между тем у изобретателя до сих пор нет даже б


Похожие записи:
  1. Ученые смогли превратить клетку взрослого человека в аналог эмбриональной стволовой клетки. Теперь можно обойтись без насилия над эмбрионами
  2. Будущее за теми странами, которые сумеют соединить в себе достоинства традиционных государств и коммерческих корпораций
  3. Европейская экономика входит в период устойчивого подъема. К удивлению самих немцев, главным мотором европейского роста стала германская экономика
  4. В ключевых нефтедобывающих регионах — на Ближнем Востоке, Каспии и в России — все актуальнее становится интеграция всех подотраслей нефтяного сектора: добычи, транспортировки и переработки
  5. Профессор американского Иллинойсского университета (Urbana-Champaign) Кен Суслик и его аспирант Дэвид Фленниган опубликовали в журнале Nature новые сенсационные результаты исследований пресловутого эффекта сонолюминесценции ("звукосвечения").
  6. Чтобы развиваться, небольшим винодельческим компаниям Германии приходится бороться с плохим имиджем немецких вин и находить возможности продавать свою продукцию, минуя супермаркеты
  7. Резкое сокращение мирового спроса заставило производителей «всемирной фабрики» на юге Китая задуматься, что делать с избыточными производственными и человеческими ресурсами