Небольшая российская инновационная компания "Турбодетандер" выпустила малогабаритный низкотемпературный генератор холода, криоагентом в котором выступает не привычные аммиак, фреоны, жидкий азот или гелий, а воздух. В основу ВТХА (воздушно-турбинного хладоагрегата) легли уникальные разработки российских ученых по турбодетандерной технике, предназначавшиеся для военно-космической отрасли.
История детандеров - поршневых или турбинных машин, охлаждающих газ за счет его расширения, - насчитывает без малого полтора столетия. Еще в 1877 году француз Луи Кальете и швейцарец Аме Пикте с помощью подобного устройства смогли получить жидкий кислород и сгустить азот.
Пионером применения детандеров в промышленности стала советская Россия. В начале 30-х только что вернувшемуся из-за границы академику Петру Капице была поставлена задача создания холодильных установок для сжижения газов. В первую очередь был необходим кислород, который предназначался для нужд быстро растущей черной металлургии. В 1934 году Капица построил простой и оригинальный аппарат с поршневым детандером, в котором достигались температуры, достаточные даже для выработки жидкого гелия. Еще через пять лет под его руководством был создан высокоэффективный турбодетандер, принципы устройства которого и по сей день используются в холодильных агрегатах для разделения и сжижения газов в промышленных масштабах. После войны криогенные технологии и техника разрабатывались в НПО "Гелиймаш". Изготовленные на предприятии системы работали при выводе на орбиту всех отечественных космических аппаратов. В этом же НПО в 80-х разрабатывался малогабаритный криогенный турбодетандер, который хотели использовать для охлаждения космических лазерных пушек.
Для получения криогенных температур скорость вращения турбины космического мини-детандера должна была достигать 300 тыс. оборотов в минуту (по сравнению с несколькими тысячами у детища Петра Капицы), что стало возможным только после создания специального виброустойчивого гидростатического подшипника скольжения. Разработан он был под руководством Александра Кобулашвили, который уже в 90-е усовершенствовал конструкцию подшипника и адаптировал его для массового производства. Собрать подшипник было под силу только ЦНИИ "Дельфин", специализирующемуся на разработке гироскопов с быстровращающимся ротором для ВМФ.
В остальном устройство использует те же принципы работы, что и "медленные" турбодетандеры. Охлажденный воздух (под давлением восемь атмосфер) попадает в турбинную ступень, где его скорость нарастает до звуковой, а скорость вращения турбинного вала достигает 100 тыс. оборотов в минуту. Произведя работу на лопатках турбины, воздух расширяется и охлаждается до необходимого температурного режима в диапазоне от -120 до -60 градусов по Цельсию и с избыточным давлением в одну атмосферу подается в теплоизолированные камеры охлаждения.
Масса воздушно-турбинного хладоагрегата немногим более центнера, стоит он около 40 тыс. долларов, а потому сможет найти самое широкое применение - от стационарных установок опреснения морской воды до передвижных морозильных систем.
