Invention Awards 2014: криогенний двигун для вантажних автомобілів-рефрижераторів, що працює за рахунок тепла навколишнього середовища
Нині ціла армія вантажівок-рефрижераторів перевозять по дорогах у всьому світі тонни заморожених продуктів, свіжих овочів та інших швидкопсувних товарів. І такі вантажівки, як правило, споживають на 25 відсотків більше палива, ніж звичайні вантажні автомобілі відповідної вантажопідйомності. На деяких вантажних автомобілях-рефрижераторах встановлені компресори, що приводяться в дію окремими невеликими двигунами внутрішнього згоряння, компресори інших вантажівок обертаються електродвигунами, які черпають енергію з бортової мережі автомобіля. Але в обох випадках результат один і той же - тонни спаленого додатково палива і тонни шкідливих викидів у навколишнє середовище.
Відомий винахідник Пітер Дэрман (Peter Dearman) в рамках конкурсу Invention Awards 2014 представив одне з можливих рішень вищеописаної проблеми. Згідно його думку виходом зі сформованої ситуації може стати розроблений ним криогенний двигун, який за рахунок тепла перевезених товарів і тепла з навколишнього середовища змушує кипіти рідкий азот, що зберігається в спеціальній ємності. Що виникає при цьому газ використовується для приведення в дію так званого двигуна Дэрмана, який обертає компресор і приводить в дію деякі інші пристрої.
Принцип роботи кріогенної рефрижераторної установки полягає в наступному:
1. Спеціальна ємність закачується рідким азотом, температура якого становить -160 градусів за шкалою Цельсія. Вартість закачується в резервуар рідкого азоту становить трохи більше 60 відсотків вартості додаткового дизельного палива, яке може бути витрачено звичайним рефрижератором на охолодження вантажу за вісім годин роботи.
2. Тепло навколишнього середовища змушує кипіти рідкий азот, перетворюючи його в дуже холодний газ. Цей холодний газ проходить через спеціальний теплообмінник, що дозволяє задовольнити близько двох третин від загальної кількості холоду, потрібного для охолодження вантажу.
3. Після теплообмінника нагріте азот під тиском подається в двигун Дэрмана, який обертає компресор, вентилятори системи примусового охолодження і додатковий електрогенератор.
4. Компресор стискає азот до високого тиску, знову охолоджує його шляхом дроселювання і подає його на другий теплообмінник, який забезпечує решту третю частину від кількості холоду, необхідного для охолодження вантажу.
Оцінюється, що така система буде ефективно використовувати близько 40 відсотків енергії, що міститься в рідкому азоті, що можна порівняти з ефективністю роботи дизельного двигуна. Але на відміну від останнього кріогенна система використовує рідкий азот, який дешевше дизельного палива і не викидає в навколишнє середовище нічого, крім холодного азоту, якого і так утримується в повітрі близько 70 відсотків.
Повністю функціонуючий дослідний зразок криогенного рефрижератора системи Пітера Дэрмана вийде для випробувань на дороги Великобританії в липні місяці цього року. І якщо ці випробування пройдуть успішно, то незабаром на дорогах можуть з'явитися більш екологічно чисті вантажівки, що перевозять заморожені вантажі.