Przezroczysta przegroda budowlana ma dwie na pierwszy rzut oka sprzeczne właściwości: latem chłodzi, a zimą grzeje. Trzech wynalazców z Kielc udowadnia, że to może działać
Skąd mam pomysły? Po prostu, gdy patrzę na coś i widzę, że nie działa, tak jak powinno, to zaczyna mnie boleć głowa. Ten ból ustaje wtedy, gdy udaje mi się znaleźć rozwiązanie problemu. Czyli stworzyć wynalazek – śmieje się Stanisław Szewczyk. Choć z wyglądu przypomina nieco aktora Artura Barcisia, to jego zainteresowania zbliżają go do Thomasa Edisona – jest wynalazcą z krwi i kości, ma zarejestrowanych kilkanaście patentów i wciąż wymyśla nowe.
Jednym z urządzeń, które stworzył, jest m.in. pozioma turbina wodna. Pionowa wersja turbiny jest doskonale znana, każdy widział koła wodne, które były (a rzadziej są) używane do napędzania młynów. By działały, potrzebny jest stopień wodny, czyli różnica poziomów. Dzięki niej woda zyskuje prędkość, przez co może obracać koło. Takie urządzenie nie będzie działać w miejscach, gdzie woda płynie spokojnie. Szewczyk mieszka nad rzeką Mierzawa w miejscowości Michałów. Często patrzył na przepływającą wodę i żal mu było potencjału, który nie jest wykorzystywany. W końcu wpadł na to, że choć pionowe koło wodne nie ma w tym wypadku szans na zastosowanie, to nic nie stoi na przeszkodzie, by je położyć. By mechanizm działał, zainstalował ruchome łopatki. Gdy są one w części koła poruszającej się z prądem, to mają dużą powierzchnię (woda może na nią napierać), zaś gdy obracają się pod prąd, to obracają się, tak by stawiać jak najmniejszy opór.
Inspirację z życia wziętą miał zgłoszony do konkursu Eureka DGP wynalazek o nazwie przezroczysta przegroda budowlana. – Obserwowałem, jak latem, gdy było naprawdę gorąco, ludzie w swoich działkowych domkach polewali dachy, by było chłodniej w środku. Zachodził tu bardzo prosty proces, w którym woda odbierała ciepło – opowiada Stanisław Szewczyk. – Uznałem więc, że można to zjawisko przepływu ciepła wykorzystać w lepszy sposób niż zwykłe lanie wody wiadrem. Można zbudować właśnie taką przegrodę – dodaje.
Ze wstępnymi konceptami Szewczyk przychodzi do prof. Jerzego Piotrowskiego z Politechniki Świętokrzyskiej, który jest weryfikatorem jego nowatorskich pomysłów. Panowie doskonale się uzupełnią i tworzą bardzo twórczy tandem. Czasem profesor od razu mówi, że pewne rzeczy są nierealne. Czasem kieruje tok myślenia na nieco inne tory i doradza, jakby to praktycznie mogło zadziałać. Czasem znów mówi, że to świetny koncept i po prostu trzeba zacząć pracować nad jego wprowadzeniem w życie.
Tak właśnie było w przypadku przezroczystej przegrody. – Jej zasada działania jest prosta. Przegroda nie zawiera izolacji, ale ma konstrukcję warstwową. Mogą to być cztery ścianki ze szkła lub z innego tworzywa. W trzech komorach pomiędzy nimi krąży medium: może to być gaz, ciecz lub powietrze – tłumaczy inżynier. Medium musi mieć połączenie z jakimś zbiornikiem zewnętrznym, może to być np. woda z głębokości ok. 40 m, która zawsze ma stałą temperaturę ok. 8 st. Celsjusza. Jeśli więc na zewnątrz jest powiedzmy 30 st., to pompując wodę o temperaturze 8 st. do przegrody służącej jako okno czy fasada, schładzamy dane pomieszczenie. Z kolei gdy jest np. -15 st. Celsjusza, to pompowanie tej wody pomieszczenie ogrzewa. – Po pierwsze, takie urządzenie może działać jako klimatyzator. Po drugie, pozyskiwane w ten sposób ciepło może być wykorzystywane w celach gospodarczych i przechowywane w odpowiednich zbiornikach, np. w innowacyjnym gruntowym wymienniku ciepła, który wkrótce zostanie zgłoszony do Urzędu Patentowego RP – wyjaśnia prof. Piotrowski.
Współautorem przezroczystej przegrody jest również dr Włodzimierz Grochal, dyrektor Świętokrzyskiego Centrum Innowacji i Transferu Technologii w Kielcach. Innowacyjność tego rozwiązania polega na tym, że komory połączone są ze wspominanym zbiornikiem, w którym magazynujemy medium, np. wodę. Tak więc nie mamy tu do czynienia z pasywnym, niezmiennym izolatorem jak np. w dwuwarstwowych oknach, ale z aktywnym medium. W tym przykładzie woda jest pompowana z ziemi, oddaje lub pobiera ciepło i jest pompowana z powrotem do ziemi, gdzie w naturalny sposób wraca do temperatury 8 st. Celsjusza (taką ma środowisko na głębokości 40 m). Oczywiście do wtłoczenia wody pod ziemią potrzebny jest pewien wydatek energetyczny, ale zdaniem wynalazców przy podobnych efektach działania jest on na pewno mniejszy niż tradycyjnie działające klimatyzatory czy grzejniki.
Szewczyk zwraca uwagę na jeszcze jedną zaletę rozwiązania: – Przegrody umożliwiają wprowadzenie gazu lub cieczy odpowiednio zabarwionej, co umożliwia uzyskanie potrzebnego oświetlenia. Taka technologia mogłaby być stosowana przy budowie pomieszczeń do hodowli kur (przy nieodpowiednim świetle ptaki te stają się kanibalami). Może być używana także przy hodowli koni, które również są pod tym względem wrażliwe.
Co ciekawe, choć ten wynalazek jeszcze w żaden sposób nie jest wdrożony, nie zbudowano budynku czy nawet okna w tej technologii, to Stanisław Szewczyk odpowiednie próby już przeprowadził. Na swojej działce, która od zawsze służy jako przestrzeń do weryfikacji pomysłów, wykonał prosty eksperyment. Położył na słońcu dwa termometry. Przed jednym postawił zwykłą podwójną szybę, jakie zazwyczaj wstawiane są w oknach. Przed drugim swoją trzykomorową przegrodę, w której środku była zimna woda. Pod nową konstrukcją było kilka stopni chłodniej. – Choć urządzenie jest oczywiście banalnym prototypem, to udowadnia słuszność tej zasady – przekonuje Stanisław Szewczyk.
O przestrzeni, gdzie tego typu eksperymenty można by przeprowadzać, marzy z kolei prof. Piotrowski. – Chcę, by na Politechnice Świętokrzyskiej powstało miejsce, do którego mogliby przychodzić wynalazcy i bez problemu wykonywać proste eksperymenty, których koszt wynosi kilkaset złotych czy kilka tysięcy. Tak by móc sprawdzić, czy w dany pomysł warto inwestować więcej energii i pieniędzy – opowiada naukowiec. Na razie ogólnodostępna przestrzeń badawcza, podobnie jak przezroczysta przegroda budowlana, nie wyszły poza fazę eksperymentalną.