Термодинамический цикл Майсоценко (М-цикл) это способ использования энергетического потенциала направленного движения воздуха, возникающего в результате процесса испарения воды. Применяется в кондиционировании, опреснении воды, энергетических турбинах и горелках для снижения энергозатрат.

Главная особенность разработки Валерия Майсоценко - профессора, доктора технических наук, одного из выдающихся ученых СССР, чьи разработки получения энергии из воздуха, а именно, создание теплового насоса, заключается в том, что он позволяет охлаждать воздух ниже температуры «смоченного термометра», стремясь к температуре «точки росы» окружающей среды. При этом не используются компрессоры, хладагенты, химикаты, движущиеся части и практически не потребляется электричество из сети. При мощности 1,55 кВт устройство дает 300 кубических метров воздуха и потребляет 84 Ватта электроэнергии в час. Этого объема достаточно для кондиционирования комнаты 15 квадратных метров, а энергии потребляется меньше, чем раньше потребляла лампа накаливания.

Термодинамический цикл Майсоценко основан на действии физических законов. Пространство, где образуется влажный охлажденный воздух, является областью пониженного давления. Теплый сухой воздух находится в зоне повышенного давления. Воздух всегда движется от области высокого давления к низкому. До тех пор, пока слои воздуха различаются по температуре, влажности, давлению, существует направленный ветер. И дует тем сильнее, чем больше разница между исходными параметрами.

Цикл реализуется в специальных тепломассообменных устройствах, где потоки воздуха разделяются на два типа:

• Основной поток: охлаждается, оставаясь сухим, так как он не контактирует с водой напрямую.
• Вспомогательный поток: увлажняется в отдельных каналах. За счет испарения воды этот поток забирает тепло у основного потока через стенку теплообменника.

Рис.1

Принцип действия цикла основан на эффекте Джоуля-Томсона: при торможении газового потока о пористую перегородку происходит передача кинетической энергии молекул газа перегородке, в результате трения силы межмолекулярного взаимодействия ослабевают, что приводит к увеличению плотности потока и нагреву перегородки. В случае торможения потока о слой жидкости (мокрое торможение) происходит интенсификация диффузии за счёт конвективного теплообмена на граничном слое.

Механизм процесса передачи теплоты в М-цикле основан на многоступенчатом дросселировании.

При входе потока воздуха в первую ступень происходит разделение потока на две части, первый поток идёт в смоченный канал, в результате мокрого торможения происходит насыщение и увеличение теплоёмкости потока, второй поток при сухом торможении в нижнем канале отдаёт тепло первому через граничный слой смоченной поверхности. Одновременно с процессом теплопередачи происходит расширение нагретого воздуха и сжатие охлаждаемого воздуха под действием газодинамических сил. В последующих ступенях процесс теплопередачи происходит аналогично.

Количество ступеней традиционной установки ограничено вязкостью и толщиной теплоносителя на граничном слое, при увеличении количества ступеней охлаждения увеличится аэродинамическое сопротивление проточной части, что приведёт к необходимости увеличения производительности нагнетателя, что вероятнее всего приведёт к сдуванию теплоносителя и к невозможности реализации теплообмена.

Применение цикла Майсоценко может использоваться в следующих направлениях:

• Кондиционирование и вентиляция: создание экономичных систем охлаждения для домов и промышленных зданий.
• Энергетика: повышение КПД газовых турбин и циклов за счет предварительного охлаждения воздуха на входе в компрессор.
• Опреснение воды: использование принципа испарения и конденсации для получения пресной воды.
• Тепловые насосы: создание систем, способных эффективно извлекать тепловую энергию из окружающего воздуха.

Технология М-цикла признана эффективной во всем мире. В странах СНГ основной потенциал использования связан с созданием энергоэффективных систем кондиционирования, экологичных охладителей и установок для получения пресной воды.

Изначально Валерий Майсоценко делал свои разработки с целью уменьшить негативное воздействие на окружающую среду посредством сокращения выбросов. В итоге, например, его кондиционеры Coolerado, работающие на М-цикле, экологичны по сравнению с другими охлаждающими устройствами: для охлаждения и увлажнения используется только наружный свежий воздух - без рециркуляции и вирусов, в качестве хладагента используется вода, фреон отсутствует. К тому же они потребляют энергии в 10 раз меньше, просты и технологичны: нужен только вентилятор, компрессор отсутствует, нет необходимости использовать материалы, выдерживающие высокое давление и вакуум.

Но не обходится и без сложностей: во всем мире научные проекты Валерия Майсоценко все еще сталкиваются с противодействием. Использование возобновляемых природных энергетических ресурсов выгодно для потребителей технологических устройств, но усиливает конкуренцию производителей старых моделей и органического топлива. Поэтому представители традиционных автомобилестроительных, газо- и нефтедобывающих компаний не заинтересованы в продвижении и внедрении энерго - и ресурсо-эффективных технологий.

В М-цикле есть одинаково энергоэффективные решения по охлаждению воздуха за счет испарения воды и по нагреванию за счет конденсации влаги. Плюс к энергоэффективности добавляется экономичность потребления ресурсов, экологичность минимизации негативного воздействия и социальность доступности, комфорта и здоровья людей.

Когда-нибудь, когда у Человечества закончатся запасы органического топлива и интересы компаний-производителей хладогентов перестанут оказывать свое влияние на производство экологичной продукции, М-цикл возобновляемых ресурсов вынужден будет получить широкое распространение.