Обратимся к неприятным особенностям кондиционирования. У кондиционирования, как оно сейчас есть, имеются следующие негативные свойства.

1. Когда энергия расходовалась почти только на отопление, то отопление объекта (будь то через непосредственное сжигание топлива на объекте, либо централизованным получением тепловой энергии через носитель или превращением электричества в теплоту) не усугубляло трудности отопления иных, поблизости расположенных объектов. Наоборот, задача отопления таких объектов облегчалась. Так в центре Москвы в силу компактности расположения источников тепла температура всегда на 2-3 градуса выше, чем за пределами Москвы. В случае кондиционирования ситуация противоположна. Рост числа кондиционеров в округе вызывает ухудшение температурной обстановки в помещениях (во всяком случае выше первого этажа) ещё не кондиционируемых и как следствие — ажиотажное их оборудование кондиционерами.
2. В силу циркуляции в кондиционируемом помещении одного и того же воздуха его состав становится не безопасным для здоровья. http://www.airjac.ru/ecology.html . Для решения проблемы недостаточной концентрации кислорода в воздухе, Panasonic разработал генератор кислорода «O2 Shower», предлагая передовую и качественно новую концепцию кондиционирования. http://www.airjac.ru/ Концепция концепцией, но кондиционирование по этой концепции основано на применении полимерных мембран, типа как для обратного осмоса. А продавливание воздушного потока через мембрану – дополнительный расход электроэнергии. Спасибо большое Панасонику. Сделать больше для промоушна российского обогащённого воздуха в странах Юго-Восточной Азии и в Австралии он просто не мог. До Панасоника кто-то очень здорово поработал над тем, чтобы внушить всему миру мысль о необходимости пить привозную воду. И этому спасибо: от мысли о питии привозной воды до мысли о дыхании привозным воздухом – один шаг. Определённая ментальность уже подготовлена.

А обогащённый воздух (кубовая жидкость после испарения) действительно хорош для дыхания. Он в освобождён от влаги, углекислого газа и вредных примесей, которые нормальными компонентами воздуха не считаются, но присутствуют частенько. Серный ангидрид, к примеру. В обогащённом воздухе 34% кислорода. Если социальный заказ на борьбу с Глобальным Потеплением сохранится, мы обязательно освободим наш обогащённый воздух от метана и закиси азота.

Как же применять этот продукт в Сингапуре (или иной стране Юго-Восточной Азии)?

Если в точности повторить в обратном порядке все термодинамические состояния воздуха, имевшие место при сжижении, то можно как поглотить то же количество теплоты, которое было получено от него при сжижении, так и получить то же количество механической работы, какое было при сжижении затрачено. Применительно к работе, пожалуй, не выполнится, хоть и здесь есть над чем подумать. Не выполнится, прежде всего, потому, что сжимали мы воздух с получением теплоты хоть и низкого потенциала, но всё-таки достаточного для отопления жилищ. Чем ниже потенциал теплоты, отходящей от ВРУ, тем меньше работы мы затратим на производство килограмма жидкого воздуха, тем лучше для нас соотношение работы, полученной при испарении и работы затраченной при сжижении.

В учебниках прописано примерно так: для получения максимальной работы с определённым количеством газа определённой исходной температуры от определённого количества теплоты надо сначала изохорно нагреть газ (работа не совершается), а потом изотермически его расширить с получением работы. Согласившись, приходим к следующему. При изохорном испарении и затем нагреве жидкого воздуха есть смысл не просто нагревать, а нагревать в качестве теплоприёмника теплоэнергетической установки с иным рабочим телом. А вернее – последовательно в качестве теплоприёмника двух теплоэнергетических установок с разными рабочими телами. Допустим (по мере повышения температуры): на аммиаке и на воде. Для условий Сингапура в последнем есть особый резон. Дело в том, что Сингапур не располагает собственным источником пресной воды, импортирует пресную воду из Малайзии. Такая энергетическая установка с низкотемпературным теплоприемником займется не только электрогенерацией, но и опреснением морской воды.

Вероятнее всего, что максимальная эффективность энергетического применения жидкого воздуха будет в установке, где в одном корпусе две параллельных оси расположения валов теплоэнергетических установок. По одной оси расположен вал установки, в которой рабочее тело сам воздух. По другой, в двух герметичных полостях, валы теплоэнергетических установок на упомянутых рабочих телах. Такая компоновка при достаточной теплопроводности корпуса позволит обеспечить как ступенчатый (плавный) нагрев воздуха, так и ступенчатое (плавное) охлаждение иных рабочих тел. Но это сложные политропные процессы. Расчёты выходят за рамки моих малых возможностей и задач данного текста.

Пока примем, что работы будет получено чуть меньше, чем затрачено в Магадане. Можно принять к сведению энергосодержание 1 кг жидкого азота — 0,77 МДж, приведенное в статье «Эффективность использования пневмодвигателя в автомобиле» (4-я ссылка в Ф-8). Однако там написано: «…максимальная работа, которая может быть при ЕГО (жидкого азота) нагревании и расширении». Авторы явно не рассматривали ухищрения, составляющие предмет наших размышлений в двух предыдущих абзацах. С нашими мероприятиями энергосодержание 1 кг жидкого обогащенного воздуха будет выше.

По любому, если учесть, что работа над воздухом была совершена для получения теплоты и окупила ещё в Магадане, по крайней мере, затраченную электроэнергию (независимо от дальнейшего применения обогащённого воздуха или отсутствия такового применения), то – выгодно.

Возможно, Вы скажете: а зачем вообще городить огород с получением энергии? Можно, дескать, простенько: привезли жидкий воздух в Сингапур, подвезли резервуары к подножьям высотных зданий и потихонечку испаряем в офисных помещениях. Можно удовольствоваться отбором теплоты. Экономия ведь всё равно есть на расходах электроэнергии на кондиционирование. И для окружающей среды хорошо.

Можно удовольствоваться. Но глупо. Даже если единственной задачей видеть отбор теплоты окружающей среды, т.е. снижение температуры и влажности (конденсации) – всё равно глупо. Полезная работа тепловой машины, работающей по прямому циклу, равна разности между подведённой q₁ и отведённой q₂ теплотой:

l_п = q_{1 —} q₂

Но тогда подведённая теплота (в данном случае теплота, отбираемая у среды):

q₁ = q₂ + l_п

Т.о. «при прочих равных условиях» каждый килограмм привезённого в Сингапур жидкого воздуха позволит отобрать у среды тем больше теплоты, чем больше при этом будет произведено работы. Хочешь — не хочешь, а совершать работу с помощью привезённого в Сингапур жидкого воздуха надо.

Какие применения возможны для кубовой жидкости в странах Юго-Восточной Азии и Австралии?

1. Получение электроэнергии в специально построенных установках, с обеспечением этих установок бросовой или даровой теплотой из окружающей среды. К примеру, очень много низкопотенциальной (на уровне 40-45º С) теплоты может дать змеевик, закатанный в верхний слой асфальта напряжённой автомобильной дороги. Неудержимо хочется спеть заслуженную осанну этой находке. Змеевик, закатанный в асфальт заподлицо мал поверхностью, и без посторонней помощи хорошего притока теплоты не даст. Но на напряжённой автомагистрали по нему будут постоянно прокатываться шины автомобилей. На долю секунды протектор вступает в плотный контакт с поверхностью змеевика. Шина несёт с собой теплоту соседних участков асфальта. И не только. Шина греется и сама по себе, в силу упругого гистерезиса. В упругий гистерезис шин уходит не такая уж малая доля мощности автомобиля. У междугородних автобусов после долгой, быстрой езды в жаркую погоду с полным комплектом пассажиров и багажа шины от упругого гистерезиса иногда даже немного дымят. И это при великолепном обдуве колеса. Такая шина вступит в контакт с поверхностью змеевика ко взаимному с ним удовольствию. Да и соседним участкам асфальта в сильную жару легче уцелеть. Без запретов движения (в России такое бывает). В общем, всю теплоту в дело + доп. полезности.
2. Высококачественное, без затрат электроэнергии кондиционирование помещений. После повышения температуры воздуха в теплоэнергетической установке до 22º С. Особо надо отметить, что такое кондиционирование полностью лежит в русле традиционных мер Киотского протокола, поскольку не требует затрат электроэнергии, которые раннее на эти же цели производились и вызывали выбросы СО2. Кроме того, такое кондиционирование лишено вышеуказанных недостатков традиционного кондиционирования. Чем больше его применять, тем лучше повлияет на «мини»-климат населённого пункта. На улицах станет прохладнее. Здесь противоположность кондиционированию традиционному.
3. Снижение температуры конденсаторов существующих теплоэнергетических установок. В этом есть большой смысл в Индонезии, которая делает ставку на геотермальную тепловую энергию с низким потенциалом.
4. Обеспечение возможности строительства теплоэнергетических установок в тех местах, где конденсатор вообще охлаждать не чем. Последнее очень привлекательно в некоторых аридных местностях для одновременного получения пресной воды из сильно засоленных, очень теплых грунтовых вод.
5. Обеспечение сжигания бытового мусора. Это применение требует некоторого пояснения

Твёрдые бытовые отходы – большая экологическая проблема. Единого мнения среди специалистов нет. Однако большинство считает, что сжигание – меньшее из зол. Да вот беда: свойства бытового мусора таковы, что не может он нормально гореть в обычном воздухе с полным сгоранием продуктов. При попытках так его сжигать, в продуктах сгорания имеются диоксины. Борются т.н. дожиганием. По сути, организуют пиролиз. При этом приходится привлекать стороннее топливо. Видится такой выход: подавать на сжигание мусора воздух, обогащённый кислородом. А кубовая жидкость именно такова и есть.

Погодите, вот только сейчас пришла мне, кажется неплохая мысль. В процессе морской перевозки сжиженный воздух обязательно теряется. По характеристикам советских резервуаров для хранения и транспортирования криогенных жидкостей, потери составляют от 0,5% до 0,04% (у самых крупных) в сутки. Но если потери всё равно неизбежны, то можно заняться сжиганием мусора прямо в пути следования судна. Кто докажет, что сжигание мусора на расстоянии десятков, а то и сотен километров от мест проживания людей в сравнении со сжиганием в непосредственной близости – плохая идея, пусть первым бросит камень. Сжигать в пути можно не только российский мусор, но и японский, корейский (за плату от продуцентов мусора). При наличии потока холодного, обогащенного кислородом воздуха использование сжигания мусора в энергетических целях на судне напрашивается само собой. Т.о. можно снизить стоимость перевозки. Но даже если не заниматься сжиганием мусора, всё-таки обогащенный кислородом воздух под давлением 16 атм. (а хоть и 5 атм.) на судне с теплоэнергетической установкой – это не совсем потеря. Это высококачественный турбонаддув без турбины. Либо самостоятельная энергетическая установка. (Это очень интересно, этому далее уделим внимание) Поскольку потери жидкого воздуха перестают быть в экономическом плане полностью потерями, то к этим потерям можно отнестись лояльнее. А это в свою очередь позволит уйти от погони за низким уровнем потерь и пойти в морских перевозках (и до них, и после них) по следующему пути. Кубовую жидкость перевозить в резервуарах, выполненных как стандартные двадцати- или сорокафутовые контейнеры. Тогда появляется возможность использовать для перевозки любой, слегка переоборудованный сухогруз, да тот же т/х «Золотая Колыма», и очень быстро перегружать товар с одного вида транспорта на другой. А если так, то появляется возможность по прибытии в страну назначения очень быстро переставлять резервуары на автомобильные (железнодорожные) контейнеровозы и доставлять непосредственно к месту потребления.

Кстати, прикинем, а каков же всё-таки у нас уровень потерь в сравнении. И куда мы можем дотянуться при разумном общем за время морской перевозки уровне потерь.

Примем уровень потерь 0,08% в сутки (в два раза хуже наилучшего). Уровень потерь при передаче электроэнергии даже в высоковольтных ЛЭП (о низковольтных и не говорю) составляет 2,9%. http://www.epr-magazine.ru/archive/2006/7_8-8/business/otrasl_obzor/lep/ При уровне потерь как в высоковольтной ЛЭП можем находиться в пути 36,25 суток. Если принять скорость движения 25 км/час (это для современных грузовых судов достижимо) получается 21,75 тыс. км. До Австралии легко. А зачем в Австралию? Во-первых, потому что когда в Магадане очень холодно, в Австралии очень жарко, а во-вторых, Австралия чертовски богата великолепными бокситами, а с электроэнергией там большой напряг. А из Австралии в Магадан пустые резервуары и на освободившуюся грузоподъёмность – глинозём. А зачем в Магадане глинозём? Давайте попробуем догадаться с одного раза, учитывая, что 3,5 месяца в году в отоплении там нужды нет, а гидроэнергетические мощности есть. Но это один из вариантов. Может и не понадобиться, если подтвердится информация о том, что в Магаданской области открыты залежи сырья для получения меди.

6. Наконец, одно из самых интересных применений.

По рассмотрении первых пяти применений очень захотелось сказать: «Ну, вот, в результате наших мероприятий у Сингапура радикально снизилась потребность в импорте углеводородов!». Но всплывает злой вопрос: «А ездить-то на чём?!». И перед мысленным взором многорядная вереница автомобилей. Вереница, стоящая на втором энергетическом месте после суммы отопления и кондиционирования. И на нём же, втором, но существенно ближе к первому по экологическому вреду. А если рассматривать мини климат (климат улиц, населённых пунктов) — то на первом.