Специалисты Самарского политеха разработали оригинальный теплообменник для мобильного обогревателя

Аспирантка кафедры «Промышленная теплоэнергетика» Самарского политеха Софья Зинина под руководством доктора технических наук Антона Еремина разработала теплообменник с особой геометрией для автономного газового нагревателя.

В настоящее время в обогревателях используют в основном пластинчатые или трубчатые теплообменники, в которых горячий газ и холодный воздух разделяет плоская стенка, из-за чего площадь контакта между ними ограничена.

Вместо этого разработчики предложили использовать конструкцию с трижды периодическими минимальными поверхностями (ТПМП), структура которых напоминает мыльную пену, но с математически выверенной формой. Стенка политеховского теплообменника изгибается сложным образом, «прорастая» сквозь весь объем. Это позволяет увеличивать площадь соприкосновения горячего и холодного потоков в два–три раза без увеличения внешних размеров.

«Мы создали газовый нагреватель, который решает главную проблему существующих аналогов — низкий КПД из-за маленькой площади теплообмена, — рассказывает Софья Зинина. — Наша конструкция позволяет передавать больше тепла при меньшем расходе газа. Ещё пять лет назад такую геометрию было технически невозможно сделать. А теперь мы можем создавать её с помощью 3D-печати металлом».

Нагреватель работает от газового баллона, для функционирования вентилятора и электроники используется низковольтный источник электроэнергии (12 В или 24 В). Ему не нужна ни розетка 220 В, ни магистральный газ — устройство мобильно и может применяться в полевых условиях. Например, оно подходит для предпускового подогрева двигателей и салонов грузовиков и спецтехники, поддержания температуры в теплицах и на фермах, обустройства строительных бытовок и прогрева бетона зимой, аварийного теплоснабжения, а также для кемпингов и экспедиционных лагерей — везде, где нет центрального отопления, но есть газовый баллон и аккумулятор.

В настоящее время собран работающий прототип со всеми ключевыми элементами: корпус, воздушный контур, контур для продуктов сгорания, входные и выходные патрубки, теплообменная вставка. В дальнейшем планируется получение патента на обогреватель.