Для Украины очень остро стоит вопрос энергоэффективности и экономии энергии, особенно в системах отопления и кондиционирования. Большинство таких систем используют неэффективные или дорогие в эксплуатации системы отопления, тепловые насосы иностранного производства, имеющие высокую удельную стоимость установленной мощности (около 1000 евро за 1 кВт мощности). Коэффициент эффективности таких систем для условий Украины составляет 3-3,5. Сегодня необходимо немедленное развитие новых технологий с более высокими показателями энергоэффективности. Введение новой экономически выгодной и эффективной системы отопления позволит решить одну из важнейших бытовых проблем каждого украинца. Поэтому проект "Суперэнергоэффективная система теплоснабжения зданий с использованием психометрической энергии окружающей среды" вызвал всеобщий интерес на Фестивале инновационных проектов "Sikorsky Challenge 2017" и был назван среди победителей.
Энергоэффективная система теплоснабжения зданий, предложенная учеными Института технической теплофизики НАН Украины (ИТТФ) и Физико-технического института КПИ им. Игоря Сикорского, представляет собой экономичную систему воздушного отопления, эффективность работы которой обеспечивается синергийным сочетанием циклов Майсоценка и Ренкина в одной установке. Цикл Майсоценка позволяет полезно использовать психрометрическую энергию окружающей среды, которая находится в воздухе в неограниченном количестве. Использование в теплообменной системе фазовых переходов, таких как конденсация и испарение, позволяет более эффективно получать энергию из окружающей среды и обеспечивать практически полную утилизацию выхлопной теплоты. Коэффициент эффективности цикла составляет 3-3,5. Цикл Ренкина - термодинамический цикл, по которому работает большинство холодильных машин, тепловых насосов и кондиционеров. Объединение этих циклов дает синергийный эффект.
Впервые применяется комбинация двух циклов, основанной на последовательном размещении тепломассообменного аппарата по циклу Майсоценка и традиционного теплового насоса. Это позволяет не только эффективно использовать психрометрическую разницу температур, но и повысить эффективность теплового насоса по циклу Ренкина за счет эффективного охлаждения конденсатора. Экспериментальные исследования пилотного образца с тепловой мощностью 20 кВт показали высокую тепловую эффективность на уровне 8-10, что вдвое выше всех известных систем отопления на основе тепловых насосов по циклу Ренкина. Себестоимость гигакалории тепловой энергии составляет около 150 грн, а срок окупаемости - до двух лет.
На сегодня система теплоснабжения зданий на основе циклов Майсоценка и Ренкина имеет низкую капитальную стоимость по сравнению с существующими и высокие показатели эффективности. Авторы проекта - академик НАН Украины, д.т.н., проф. А.А.Халатов - заведующий отделом высокотемпературной термогазодинамики Института технической теплофизики НАН Украины, заведующий кафедрой физики энергетических систем ФТИ; аспирант О.С.Ступак.