М-цикл: Тепловой насос на основе термодинамического цикла Майсоценко

29/04/2026

29/04/2026

M&M's-ЦИКЛ: МАЯКОВСКИЙ И МАЙСОЦЕНКО
29 апреля исполняется 86 лет Валерию Майсоценко - одного из крупнейших ученых XX века в термодинамике, известного своей новаторской "точкой росы", технологиями будущего и активной изобретательской деятельностью (больше патентов в тепловых машинах только у Эдисона и Теслы).
19 июля исполнится 133 года со дня рождения Владимира Маяковского - одного из крупнейших поэтов XX века, известного своей новаторской "лесенкой", футуристическими произведениями и активной гражданской позицией (популярен как Есенин и Ахматова).
Отец Маяковского рано умер, Владимир с матерью жил достаточно бедно, выступал против царского режима, отбывал за это срок, зарабатывал стихами и творчеством, рисовал плакаты "Окна РОСТА" и создавал рекламные агитки, написал очерк и сделал "Мое открытие Америки".
Похожие факты и жизненные вехи есть в биографии советского ученого и изобретателя Валерия Майсоценко. У Майсоценко удивительная жизненная история: военная и советская Одесса, финалист первых сезонов КВН, признание в топ-11 изобретателей СССР, наличие около 400 патентов, оформление первого советского патента (опреснение) с глобальной международной защитой, вынужденная эмиграция в США, глобальный бизнес инвесторов в его технологии, несогласие с классической термодинамикой, нетрадиционная альтернативная энергия, предпосылки и практически революционная ситуация новой технологической концепции. Как писал Маяковский: "Когда я итожу то, что прожил, и роюсь в днях - ярчайший где"
Как говорит Майсоценко: "Мир беременен М-циклом"...

Маяковский сделал "Мое открытие Америки"; Майсоценко сделал "Мое открытие в Америке".
Наверное, именно так - в стилистике Владимира Маяковского Валерий Майсоценко мог написать о себе:

Я наукою грыз тепла динамизм
Карно почтения нету.
Ко второму началу энтропии катись
Любая теория. Но эту …
Я достаю советский архив
Память мне не обуза
Читай, завидуй и учись
Точка росы – моя муза.

Уверен, вы захотите перечитать "Стихи о советском паспорте" Маяковского и статьи о регенеративном косвенном испарительном охлаждении до температуры точки росы и конденсационном нагреве Майсоценко.

21/03/2026

M-ЦИКЛ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
мой вклад в статью для обложки мартовского номера журнала OEM Update об автоматизации в производстве

Десять лет назад автоматизация в производстве была гонкой. Более короткие циклы. Более высокая производительность. Более крупные станки. Более точные показатели на ежемесячных панелях мониторинга. Но сейчас все по-другому. Зайдите на современный завод, и вы по-прежнему услышите ритм производства, но под этим ритмом скрывается нечто более глубокое - стремление к стабильности. Производители больше не спрашивают только о том, сколько еще они могут произвести. Они спрашивают, насколько надежно они смогут это сделать, когда цепочки поставок меняются, заказы колеблются, киберриски растут, а квалифицированную рабочую силу становится все труднее найти.

Хотя это скорее темы управления проектами, чем стартапы, НИОКР, технологии и инновации, я поделился своим опытом и знаниями MBA, охватывающими эти 5 вопросов. В качестве примера и наиболее ценного вклада я использовал наш подход к 3D-печати пластиком для прототипирования и экспериментального производства испарительных кондиционеров.
1) Наиболее распространенные препятствия:
Я бы расположил препятствия автоматизации в производстве следующим образом: образ мышления, навыки, затраты, технологии.
2) Где компании обычно допускают ошибки:
Первые прототипы наших кондиционеров собирались вручную, а испарительные пластины изготавливались путем склеивания пластиковых листов и испарительного материала, нарезанных на прямоугольники из целого рулона вручную. После тестирования и оптимизации мы решили печатать пластины и конструкции пластиком на 3D-принтере.
3) Как производители измеряют успех:
Для нашего научно-исследовательского стартапа автоматизация - это путь к созданию кондиционеров DIY (сделай сам) для самостоятельной установки. Удобство для потребителя, принцип «подключи и работай» без квалифицированной установки, улучшенные технологии и снижение производственных затрат облегчат выход на более широкие сегменты рынка. Оконный кондиционер разработан для прямого подключения к небольшим солнечным панелям или аккумуляторным батареям и продемонстрирует рекордную ресурсоэнергоэффективность. Устройство можно напечатать на 3D-принтере из пластика в любом киоске и собрать вместе с теплообменником, который Amazon или Alibaba отправят пользователю по частям как конструктор.
4) Как организации балансируют человеческий опыт с процессами, управляемыми машинами:
В команде Air To MC2 искуственный интеллект в настоящее время является активным и полезным помощником в проектировании, оптимизации теплообменника, разработке исполнительной документации и подготовке файлов для 3D-печати. ​​Используя автоматизацию, мы обучились сами этой основанной на ИИ проектной деятельности в нашей команде и избежали найма дополнительного инженерного персонала. На следующем запланированном экспериментальном этапе начального производства, помимо 3D-печати, мы планируем использовать автоматизированное измерительное и режущее оборудование и роботизированную руку (манипулятор) для изготовления испарительных пластин.
5) Какие практические изменения могли бы сделать автоматизацию более доступной, гибкой и эффективной:
Автоматизация сокращает ручной, утомительный и повторяющийся труд, что, в свою очередь, снижает текущие расходы. Цифровые двойники позволяют виртуально моделировать производственные процессы и планировать автоматизацию для оптимизации внедрения и снижения операционных рисков.

В октябре 2024 года мы продемонстрировали промышленный образец, полностью изготовленный методом 3D-печати из пластика, охлаждающий с 61°C до 16°C с потреблением 16 Вт электроэнергии.

20/02/2026

М-ЦИКЛ И УВЛАЖНЕНИЕ
Настройка увлажненности поверхности для капиллярно запитанного испарительного теплообменника

Тепловое управление остается критическим барьером для развития высокопроизводительной электроники, ограничивая более быструю обработку данных, миниатюризацию и надежность систем. Обычные алюминиевые теплоотводы (ОТ), хотя и широко используются, демонстрируют низкую эффективность в системах охлаждения, которые не используют испарительное охлаждение. Это исследование направлено на улучшение тепловых характеристик путем введения механизма охлаждения на основе испарения через модификацию поверхности ребер теплоотводов. Химическое травление привело к образованию супергидрофильных микро/наноструктур, которые улучшили распредление капель и испарение за счет капиллярного действия. При использовании в испарительном теплообменнике (ИТО) с капиллярным подводом воды система достигла увеличения термоэлектрического выходного напряжения и общего теплового рассеяния на 21%, что продемонстрировало значительно улучшенные тепловые характеристики по сравнению с ОТ. В отличие от этого, сухие шероховатые поверхности показали скромные приросты около 2%. SEM, FTIR и анализ угла контакта подтвердили образование функциональных поверхностных структур и химии. Кроме того, обработка стеариновой кислотой привела к образованию супергидрофобных поверхностей с отличным самоочищающим поведением, обеспечивая долговечность в пыльных условиях без ущерба для производительности. Этот подход предоставляет масштабируемое, пассивное решение для повышения эффективности охлаждения в электронике следующего поколения.

Это исследование продемонстрировало, что инженерия поверхности алюминиевых теплоотводов - через шероховатость и химическую модификацию - может значительно влиять как на тепловую, так и на функциональную производительность. Супер-гидрофильные поверхности, созданные за счет увеличения шероховатости поверхности за пределами критического порога, улучшают распредление капель и испарение, что приводит к более быстрому рассеиванию тепла. В отличие от этого, супер-гидрофобные поверхности, достигнутые путем сочетания шероховатости поверхности с низкоэнергетическими покрытиями из стеариновой кислоты, предлагают эффективное самоочищение за счет минимизации контакта жидкость-твердое тело. Хотя шероховатые супер-гидрофильные и супер-гидрофобные поверхности демонстрируют сопоставимые тепловые характеристики в сухих условиях, внедрение капиллярно питаемого испарительного механизма приводит к значительному (~21%) улучшению как теплового выхода, так и производительности устройства. Примечательно, что почти вся тепловая нагрузка в 10,9 Вт в ИТО была удалена за счет испарения воды, что подтверждает, что охлаждение с фазовым переходом доминирует в тепловой производительности системы. Дополнительная способность самоочищения супер-гидрофобных поверхностей также предоставляет операционные преимущества.

Напоминаю, наша команда НИОКР продемонстрировала в ноябре 2022 года, как мы охлаждаем через М-цикл TriGen без компрессора, хладагентов или каких-либо металлических компонентов, кроме вентилятора, с 380°C (720°F) до 16°C (61°F), используя всего 10 Вт электроэнергии. В октябре 2024 года мы продемонстрировали промышленный образец, полностью напечатанный на 3D-принтере, охлаждение с 61°C до 16°C с потреблением 16 Вт электроэнергии.

Где ведущие исследователи пока изучают материалы и методы для испарения, мы уже вовсю охлаждаем.
С китайским Новым годом и мусульманским Рамаданом!

14/02/2026

M-ЦИКЛ И ГИБРИДНЫЙ КОНДИЦИОНЕР
Исследование производительности новой системы кондиционирования воздуха с косвенным испарительным/воздушным термоэлектрическим охлаждением

Предложена новая гибридная система кондиционирования воздуха, сочетающая в себе технологии косвенного испарительного охлаждения и воздушного термоэлектрического охлаждения (система IEC/ТЕС охлаждения), с целью полного использования природного источника холода и повышения энергоэффективности и экологических показателей системы кондиционирования воздуха.
Экспериментально исследовано влияние основных рабочих параметров (таких как электрический ток I и количество n термоэлектрических модулей, температура на входе (T), относительная влажность и массовый расход первичного воздуха, а также отношение массового расхода вторичного воздуха к первичному воздуху) на производительность гибридной системы. Результаты показывают, что температуру первичного воздуха можно снизить ниже точки росы (за счет термоэлектрического бустера).
Ранее международные исследователи изучили цикл Майсоценко, системы М-цикла и сравнили охладители М-цикла с обычными испарительными охладителями, показав, что М-цикл IEC может обеспечить до 30 % более высокую эффективность по влажному термометру, чем традиционные системы IEC. Кроме того, была изучена возможность использования противоточных охладителей М-цикла в городах Персидского залива: энергопотребление системы М-цикла составило около 38 % от энергопотребления парокомпрессионных холодильных систем, при этом эффективность по влажному термометру во всех городах превысила 100 %.

Основные выводы:
Коэффициент производительности (КПД) новой гибридной системы снижается с увеличением электрического тока I и числа n термоэлектрических модулей, более низкой температурой на входе, более высокой относительной влажностью и более низким массовым расходом первичного воздуха.
В первичном канале термоэлектрического модуля может происходить конденсация воздуха.
При ограниченной эффективности точки росы (εdp) существуют оптимальные значения I и n, которые максимизируют КПД.
В большинстве случаев введение распыленной воды в первичный воздушный канал термоэлектрического модуля может увеличить КПД и εdp гибридной системы.
При температуре первичного воздуха на входе в диапазоне 30–40°C КПД (коэффициент энергоэффективности СОР) предлагаемой системы находится в диапазоне 3,5–12,3, а эффективность точки росы εdp - в диапазоне 80–166%.

Преимущества M-цикла: отсутствие хладагентов; новые патенты TriGen*; значительное повышение коэффициента энергоэффективности (EER) до 200+; экономия эксплуатационных расходов (OPEX); снижение капитальных затрат (CAPEX), низкая стоимость оборудования (менее 200 долларов США за единицу при массовом производстве); неограниченная холодопроизводительность.
Наша команда разработчиков предлагает действительно инновационную и революционную, на 100% автономную, доступную, экологичную и эффективную технологию испарения воды вместо традиционного компрессорного охлаждения с хладагентом; это не только гибридное решение, а действительно автономный вариант (включая получение воды из воздуха и использование электроэнергии и тепла от солнца).
Мы предлагаем возможность внести значимые изменения:
A) испарительное охлаждение против компрессорного охлаждения воздуха,
B) новая термодинамика цикла Майсоценко против устаревших принципов цикла Карно.
В октябре 2024 года мы продемонстрировали промышленный образец, полностью изготовленный методом 3D-печати из пластика, охлаждающий с 61°C до 16°C с потреблением 16 Вт электроэнергии.
* TriGen означает тригенерацию (комбинированное охлаждение, отопление и получение воды)

31/12/2025

М-ЦИКЛ И ОСУШИТЕЛЬ
новая работа от 9 авторов из 6 университетов о системах осушения воздуха с помощью кондиционирования на основе цикла Майсоценко

"Экспериментальное исследование продвинутых систем косвенного испарительного охлаждения и осушения для сельскохозяйственных теплиц"

Связь между продовольствием и энергией стала одной из значительных глобальных проблем из-за изменения климата, роста населения и урбанизации. В связи с экспоненциальным ростом населения глобальный спрос на продовольствие и энергию увеличится до 60% к 2050 году. Сельское хозяйство играет важную роль в удовлетворении мирового продовольственного спроса, при этом потребляя чрезмерное количество энергии. Нехватка продовольствия в виде сельскохозяйственной продукции приводит к смерти около 2,7 миллиона человек ежегодно по всему миру. В настоящее время сельское хозяйство на открытом пространстве испытывает относительно низкие урожаи из-за неопределенности, связанной с изменением климата.
Целью данного исследования было оценить решения на основе испарительного охлаждения и/или осушителей для энергоэффективного контроля температуры (Т) и относительной влажности (RH) в теплицах. В этой связи была разработана лабораторная теплица вместе с экспериментальным оборудованием для трех типов систем контроля Т/RH (т.е. автономное испарительное охлаждение М-цикла, автономное кондиционирование воздуха с осушителем (DAC) и DAC с поддержкой от (на основе) М-цикла) и термодинамически оценена. Автономная система испарительного охлаждения М-цикла показала потенциал для снижения температуры окружающего воздуха до 13 °C, однако не смогла поддерживать влажность в теплице в условиях высокой влажности. Система DAC с на основе М-цикла превзошла автономный DAC по поддержанию оптимальных условий Т и RH в теплице, достигнув максимальной скорости удаления влаги 1,73 кг/ч, охлаждающего потенциала 25,66 кДж/кг и коэффициента эффективности (COP) 1,50 при температуре регенерации 60 °C. Охлаждающий потенциал и COP системы DAC на основе М-цикла примерно в 2 и 3,7 раза выше по сравнению с автономной системой DAC, с максимальным отношением энергетической эффективности 3,52. Срок окупаемости и уровень стоимости энергии для системы DAC с поддержкой М-цикла составляют 3,70 года и 0,07 USD/kWh соответственно. Стоимость удаления влаги в системе DAC с поддержкой М-цикла на солнечных ПВ составляет примерно в 2,6 раза ниже, чем в системе, работающей от сетевого электричества. Интеграция солнечной энергии в систему DAC с поддержкой М-цикла снизила выбросы CO2 на 7,98, 4,02 и 7,73 тонны CO2e/год по сравнению с электроэнергией от угля, природного газа и нефти соответственно. Исследование заключает, что система DAC с поддержкой от (на основе) М-цикла имеет потенциал для эффективного контроля условий Т/RH в теплицах.

Позвольте напомнить, что наша НИОКР команда цикла Майсоценко продемонстрировала в ноябре 2022 года, как мы охлаждаем через TriGen М-цикл* без компрессора, хладагентов или каких-либо металлических компонентов, кроме вентилятора, снижая температуру с 380 °C (720 °F) до 16 °C (61 °F), используя всего лишь 10 Ватт электроэнергии. В октябре 2024 года мы продемонстрировали промышленный образец, полностью напечатанный на 3D-принтере, который охлаждает с 61 °C до 16 °C, потребляя 16 Ватт электроэнергии.
(* TriGen М-цикл - это следующее, новейшее и самое современное поколение технологий цикла Майсоценко; TriGen означает тригенерацию - комбинированное охлаждение и нагрев воздуха и генерация воды в одном устройстве.)

Для более подробного чтения на тему М-цикла и осушителей Вы можете ознакомиться с нашим постом в октябре 2025 года под названием
М-ЦИКЛ И МОФ
охладить, остудить, заморозить