Külső jégolvasztós rendszer (közbenső hőcserélővel)

2011 ÁPRILIS

XXIX. ÉVFOLYAM 2. SZÁM

2

1

9

10

5

6

11

4

3

1 hűtőgép 2 háromútú szelep 3 hőcserélő 4 nyitott jégtartály 5 jeges csőkígyó 6 glikol szivattyú 7 háromútú szelep 8 hűtott víz szivattyú 9 fan coil 10 hőcserélő 11 keverő 7 8

Külső jégolvasztós rendszer (közbenső hőcserélővel)

HŐENEGIA TÁROLÁS

A szenzibilis és a látens hőtárolás összehasonlítása A szenzibilis hőtárolás területén már sok éves tapasztalattal rendelkezünk. A fejlődő országokban például régóta használják a napkollektorokat meleg víz tárolóval kombinálva. Az ilyen megoldásoknak azonban van két hátrányos tulajdonsága. Az egyik az, hogy viszonylag alacsony a tároló térfogatra számított hőtároló kapacitás. A másik kedvezőtlen jellemzője a szenzibilis hőtárolásnak, hogy a tároló közeg - adott esetben a víz - hőmérséklete a kisütés, tehát a fel-

zésére. A tároló tartály belső átmérője 360 mm, magassága 460 mm volt. A hőszigetelésre 50 mm vastag üveggyapot paplant, hőtároló közegként pedig 60oC olvadáspontú paraffint használtak, amit hengeres alumínium kapszulákban helyeztek el. A kapszulák felhasználásával a tartályban egy 0,5-ös porozitású töltött oszlopot alakítottak ki. A keringető szivattyú ezen a hőcserélőként működő oszlopon keresztül áramoltatta a hőhordozó vizet.

1. napkollektor 2. keringető szivattyú 3. szabályozó szelep 4. térfogatáram mérő 5. töltött oszlop

teljes mennyisége nem olvadt meg. Amikor fázisváltozás befejeződött, vagyis a fázisváltó anyag 100 százalékig folyékony halmazállapotúvá vált, folytatódik a hőtranszport a napkollektorban és a hőtárolóban is: a folyékony paraffin hőmérséklete emelkedik mindaddig, amíg a kollektorban az egyensúly be nem áll. Különböző térfogatáramoknál (2 liter/ perc, 4 liter/perc és 6 liter/perc) vizsgálták a rendszer hatásfokát (a tárolt hő és a napkollektor által befogott hőmen�-

4 3

1

5

2

Hőtárolós kísérleti berendezés használás során folyamatosan változik. Ezzel szemben a látens tárolóknál olyan közeget használnak, amelynek tárolási sűrűsége jóval nagyobb a vízénél és így kisebb tároló tartályra van szükség. Az sem elhanyagolható előny, hogy a látens tárolásnál a kisütés folyamán a fázisváltó anyag hőmérséklete nem változik, vagyis izoterm folyamatról van szó. Indiai kutatók síkkollektorra alapozott kísérleti berendezést állítottak össze, amely egy kis átalakítás után egyaránt alkalmas volt a szenzibilis és a látens tárolással kapcsolatos mérések elvég-

2 2011 ÁPRILIS XXIX. ÉVFOLYAM

A kísérleti berendezésben szenzibilis hőtárolás esetén a víz fokozatosan melegszik fel. A feltöltés akkor fejeződik be, amikor a hőhordozó víz és a napkollektor között egyensúly áll be, vagyis megszűnik a hőtranszport. Látens tárolás esetén más a helyzet. A cirkuláló hőhordozó közeg ilyenkor első lépcsőben felmelegíti a fázisváltó anyagot, a paraffint az olvadáspontra (esetünkben 60±2oC). Majd ezt követően hőt ad le az olvadó paraffinnak mindaddig, amíg a hőtároló paraffin

2. SZÁM

nyiség hányadosa). A mérés időtartama alatt a napsugárzás intenzitása folyamatosan változott és ennek megfelelően ingadozott a rendszer hatásfoka is. A különböző térfogatáramoknál mért adatokból számított hatásfokértékek átlaga 0,45-nek adódott. A mérések és a számítások végeredményben azt mutatták, hogy a fázisváltós technológiával - térfogat egységre vonatkoztatva - 1,6-szor nagyobb men�nyiségű hőt lehet tárolni, mint a hagyományos szenzibilis tárolásnál.

Könyvajánló Hőenergia tárolás– a jövő technológiája Szerző: Árokszállási Kálmán Megrendelhető a következő címen: [email protected] A könyv alapvetően az energetikáról szól, pontosabban annak egy nem oly régen fejlődésnek indult ágazatáról, a hőenergia tárolásról. Bemutatja a műszaki alapokat, a számos országban eddig elért eredményeket, valamint az új technológiák alkalmazási lehetőségeit. Szólni akar elsősorban a hőenergia felhasználása területén dolgozó szakemberekhez, a tervezőkhöz, kivitelezőkhöz és üzemeltetőkhöz egyaránt. De rajtuk kívül is mindenkihez, aki érdeklődik a műszaki újdonságok iránt. Mivel mindannyian energiafogyasztók vagyunk, az energiahatékonyság növeléséhez mindenkinek érdeke fűződik. A hőenergia tárolás tudománya az elmúlt két évtizedben jelentős fejlődésen ment keresztül. Az új eljárások alapvetően az energetikát szolgálják, de ma már számos olyan technológiát ismerünk, amelyeknek az energiagazdálkodáshoz közvetlenül nem sok közük van, ugyanakkor életünk fontos eseményeivel kapcsolatosak, és ezért mégis érdemesek arra, hogy említést tegyünk róluk. Például a hidak jégmentesítése, a gépkocsik motorjainak előmelegítése, a festékszárítás - és még sok más

- hőtároló anyagok alkalmazásával hatékonyabbá tehető. A hőenergia tárolási technológiák alkalmazásával jelentős megtakarítást lehet elérni, de fontos szerepük van a megújuló energiák minél szélesebb körben történő elterjesztésében is. Ha pedig hatékonyabbá tesszük a fosszilis energiahordozók felhasználását és növeljük a megújuló energiaforrások szerepét az ország energiagazdálkodásában, akkor egyben a környezetünk védelme érdekében is cselekedtünk. Sok szó esik a könyvben az épületenergetikában hőtárolásra használatos fázisváltó vegyületekről. Ezek között vannak szép számmal olyanok, amelyek növényekben is megtalálhatók. Van arra is példa, hogy a természet házépítésre használatos fában kínálja a hőtároló anyagot. Az Egyesült Államokban honos déli sárga fenyő (southern yellow pine) tartalmaz egy olyan gyantát, amely alkalmassá teszi ezt a fát látens hő tárolásra. A gyanta fázisváltó anyagként működik, olvadáspontja 22-27oC tartományban van. A belőle készített házak ezért sokkal komfortosabbak, mint az egyéb fából készült építmények.

Tartalom Hőtárolásról általában •Hőtároló anyagok főbb jellemzői •Hőtárolásra használt anyagok, rendszerek •A hőtárolás fontosabb alkalmazási területei

Szenzibilis hőtárolás •A víz tulajdonságai •Exergia •Termikusan rétegzett tároló •Szenzibilis hőtárolás naperőműben •Szenzibilis napenergia tárolás •Kavicságyas hőtárolás •Földalatti hőtárolás

Kémiai hőtárolás •Adszorpci •Szilikagél •Zeolitok •Adszorpciós szezonális hőtárolás •Termokémiai hőtárolás

Látenshő tárolás •A fázisváltó anyagok tulajdonságai •Eutektikumok •Sóhidrátok •Klatrátok •Túlhűlés •Kémiai stabilitás •Kristályosodás •PCM-ek tárolása •Néhány jól ismert PCM •Fázisváltó anyagok összehasonlítása •A PCM-ek kiválasztása •Kapszulázás •Szilárd-szilárd fázisváltó anyagok •Fázisváltó anyagok grafitban és fémekben •Kompozitok •Hőáram mérés

Fázisváltó anyagok az épületenergetikában •Impregnált építő elemek •Sóhidrátok mikrokapszulázása


2. SZÁM

•Trombe fal és PCM •CimSel energia tároló •Gipszkarton PCM-el •Szervetlen fázisváltó anyagok

Táblázatok jegyzéke

Fázisváltós tárolási technológiák •Magas hőmérsékletű tárolás •Hűtés jégkásás technológiával •Jégolvasztásos rendszerek •Hűtőenergia tárolás jéglabdákkal •A szenzibilis és a látenshő tárolás összehasonlítása

Esettanulmányok •Tornaterem hőtárolóval •Hőtárolás D-threitollal •Hulladékhő hasznosításhoz •Jéglabdás tárolók az USA-ban •Biztonsági hűtés •Napenergia tárolás paraffinnal •Napenergia tárolás vízzel •Szezonális tárolók •Hőtároló optimalizálása •Hőtárolás üvegházban •Látens tárolás Indiában •Szezonális tárolás naperőműben •Magas hőmérsékletű tárolás kompozittal •Az első napenergia tároló •Cheddar sajt gyártás •Paraffinok távhűtő rendszerekhez •Hőtárolás távfűtő művekben •Abszorpciós hűtés hőtárolóval •Szezonális hőtárolás hóval •Naptó •PCM téglában

Egyéb alkalmazások •PCM-el a hőstressz ellen •Melegítőpárna PCM-el •Temperáló kávéscsésze •Buruli fekély •Hidak jégmentesítése •Motor előmelegítése •Főzés napenergiával •Önhűtő söröshordó •Gázturbinák belépő levegőjének hűtése •Akkumulátorok hőfokszabályozása •Hőmérséklet jelzés •Laptop hűtő alátét •Vér szállítás •Konverterek hulladékhőjének hasznosítása •Festék szárítás PCM-el •Hűtőkulacs •Hálózsák koraszülötteknek •PCM bőrápoló krémekben •Hőenergia tárolás textiliákban


2. SZÁM

1.Paraffinok fizikai tulajdonságai 2.PlusICE szilárd-szilárd PCM-ek jellemző adatai 3.Az egyes impregnált építőelemek hőtechnikai tulajdonságai 4.Műszeszekrény PCM-el 5.Szerves fázisváltó anyagok tulajdonságai 6.Sóhidrát-grafit kompozit jellemzői 7.Kereskedelemben kapható PCM-ek 8.Eritritol tulajdonságai 9.Cukoralkoholok főbb jellemzői 10.Egyes anyagok hőkapacitása 11.Napenergiával működő hőerőművek 12.Különböző faujasite zeolitok tulajdonságai 13.PCM-ek sűrítővel és csíraképzővel 14.Szerves és szervetlen eutektikumok 15.Nagy hőmérsékletű PCM-ek fizikai jellemzői 16.Szervetlen fázisváltó anyagok 17.PCM-ek alacsony hőmérsékletű napenergia hasznosításhoz 18.Fázisváltó anyagok összehasonlítása 19.Hőtároló anyagok felhasználási terüle szerint 20.Egyes anyagok hőtechnikai jellemzői(szenzibilis tárolás)

Magyarázatos szójegyzék Angol mozaik szavak Hőtárolásra vonatkozó szabványok Irodalomjegyzék Függelék

Konverterek hulladékhője Kicsit furcsának tűnhet, de igaz, hogy a rezet is lehet fázisváltó anyagként használni, ha magas hőmérsékletű hulladék hő hasznosításáról van szó. A réz olvadáspontja 1100oC körül van, ezért alkalmas arra, hogy az acélipari konverterekben keletkező 1600oC hőmérséklet szintű hulladékenergiát tároljanak vele. A rezet vékony, tiszta nikkel lemezből, vagy ennek ruténium ötvözetéből készült kapszulákban helyezik el. Az időszakosan keletkező és tárolt hőenergiát föl lehet használni hidrogén és szénmonoxid előállítására, amelyből aztán metanolt lehet gyártani.

Hőmérséklet jelzés A fázisváltó anyagokat mind gyakrabban használják ma már speciális körülmények között a hőmérséklet mérésére, illetve jelzésére. A nagy tisztaságú anyagok olvadáspontja egy olyan fix érték, amely a külső körülmények hatására nem változik. Ezt a paramétert nem befolyásolja a statikus elektromosság, nincs hatással rá a levegő nedvességtartalma. Ma már több, mint száz különféle hőmérséklet jelző kapható a piacon. Ezekkel általában 1 % pontossággal jelezhe-

tő a hőmérséklet értéke. A PCM-et nem gyúlékony hordozó anyagban helyezik el, és ezt teszik rá a vizsgálandó felületre. Amikor a hőkezelés vagy hegesztés során a munkadarab eléri a kritikus hőmérsékletet, a PCM (Phase Change Material) megolvad és a jelző pecsét színe megváltozik.

Szezonális hőtárolás hóval

A svédországi Sundswall körzeti kórház nyári hűtési energia igénye 655 MWh, ugyanakkor a maximális hűtési teljesítmény 1366 kW volt. A hűtőenergia igény több, mint 90%-át a kórház mellett létesített, összesen 19 ezer m3 kapacitású hótárolóból biztosították. A tárolt hó döntő részét a környék útjairól és tereiről gyűjtötték össze. A 140x60 m területű hótárolót 20 cm vastag faforgácsból készült hőszigetelő réteggel zárták le, a hatalmas hóteknő vízszigetelését pedig aszfalt réteggel oldották meg. A kórház körzetében a hűtési időszakban (május-

augusztus) a havi átlagos levegő hőmérséklet 8-15oC között ingadozott. A tárolt hó olvadásakor keletkező hideg vizet frekvenciaváltós villanymotorokkal hajtott szivattyúk szállítják a kórház meglévő légkondicionáló rendszerének hőcserélőjéhez. A nem kívánatos szilárd és olajszerű szennyező anyagok eltávolításáról öntisztító szűrőberendezések gondoskodnak. A létesítmény, amelynek beruházási költsége 1,3 millió Eurót tett ki, 2000-ben kezdte működését. Az első év adataiból számított fajlagos költség 15,3 Euro/MWh. A hó és a jég tárolásának nyári időszakra komoly hagyományai vannak. A görögök a jégvermeket a már jóval az időszámítás előtt ismerték. Télen nagyobb mennyiségű havat és jeget gyűjtöttek össze a földbe ásott, kezdetlegesen hőszigetelt vermekben. A nyári meleg napokon aztán itt hűtötték le italaikat. Európában és a világ más tájain is az ételek és italok hűtésére a jégvermek és a mély, hideg vizű ásott kutak szolgáltak. Az évszázadok során ez a technológia is fejlődött, de alapvető változást csak a hűtőgép tömeggyártásának beindulása hozott (1913 USA). A hűtőgép elterjedése és széleskörű alkalmazása nem történt meg egyik napról a másikra. Jó példa erre a Magyarország parlamentjének helyet adó országház légkondicionálásának története. A ház termeinek hűtését 1935-ben úgy oldották meg, hogy közvetlen közelében légkutakat alakítottak ki, amelyeket télen nagy mennyiségű jeggel töltöttek fel. A légkondicionáló rendszer részét képező ventillátorok a nyári időszakban ezeken a légkutakon keresztül áramoltatták át a levegőt, amely aztán lehűlve jutott be az épület belsejébe. Természetesen napjainkban már itt is korszerű légkondicionáló rendszer biztosítja a komfortot.

5 2011 április XXIX. ÉVFOLYAM

2. SZÁM

Kompozitok Az elmúlt években felmerült az a gondolat, hogy paraffinok és polimerek felhasználásával lehetne olyan kompozíciót készíteni, amely a paraffinok olvadáshőjére alapozva alkalmas hőenergia tárolására. A gondolatot tett követte és egy projekt keretében megvizsgáltak néhány elegyet, amelyeket a kereskedelemben kapható 57oC-os olvadáspontú paraffinból, kis sűrűségű polietilénből, etilén vinyl - acetátból és pikkelyes grafit porból állítottak össze. Tanulmányozták ezeknek a legfontosabb hőtechnikai tulajdonságait: a hővezető képességet, a hőkapacitást és az olvadáshőt. Vizsgálták ezen kívül a különböző összetételű elegyek kompresszió - tűrését is. A differenciál kaloriméterrel végzett mérések igazolták, hogy a kopolimer és a grafitpor hos�szú ideőre stabilitást ad a hőtároló anyagnak. A kompressziós vizsgálatok igazolták ugyanakkor, hogy javultak a különböző minták mechanikai tulajdonságai is. Bár a paraffin nem kötődik kémiailag a polimerhez, mégis csökkenti annak olvadáspontját. A grafitkompozitban lényegesen megváltozik a PCM-ek egyik fontos tulajdonsága, a kompozit hővezető képessége kb.

6 2011 FEBRUÁR XXIX. ÉVFOLYAM

2. SZÁM

100-szorosa a tiszta PCM-ének. Ebből következik, hogy a fázisfrontok 10-30-szor nagyobb sebességgel mozognak az ilyen kompozitok esetében. Ugyanakkor a látens hő nem csökken jelentős mértékben. Ez az új anyag tehát nem értelmezhető a hagyományos működési modellekben. Az új anyaghoz új modellre van szükség. A napenergia hőerőművi hasznosítására ma már számos példát ismerünk. A technológiára jellemző 300-400oC hőmérséklet intervallumnak több hőtároló anyag is megfelel, amelyeknek ráadásul az ára is elviselhető. A gondot az okozza, hogy ezeknek a fázisváltó anyagoknak igen alacsony a hővezetési tényezője, ami korlátozza a hőtároló sűrűséget. A megoldás egy új anyag, egy kompozit, amely litium-nitrát, kálium- nitrát és nátrium- nitrát elegyből, valamint grafitból áll. Az olvadáspont 130-350oC intervallumon belül a kívánt értékre állítható be. A grafit mennyisége a kompoziton belül 15%. És ami a legfontosabb, a kompozit hővezető képessége 4-15 W/mK. Ez az érték már lehetővé teszi dinamikusan működő hőtárolók kialakítását.

Hűtés jégkásás technológiával Egy tipikus légkondicionáló rendszerben a hűtött víz 7oC-on kerül a hálózatba és 13oC-on tér vissza onnan. A hőmérsékletkülönbség tehát mindössze 6oC és így kicsi a szenzibilis hő, következésképpen viszonylag nagy mennyiségű vizet kell áramoltatni. Ha a cirkuláló vízbe fázisváltó anyagot, például jeget keverünk, akkor csökkenthetjük a tömegáramot, illetve a csővezeték átmérőjét. Ha pedig egy meglévő légkondicionáló rendszer kapacitását kell növelni, akkor az megtehető anélkül, hogy a hűtött víz vezetékének átmérőjét növelni kellene. A jégkásás technológia előnye, hogy a hűtőközegnek 5-6-szor nagyobb a hőkapacitása, mint a hűtött víznek. Az elérhető hőátbocsátási tényező 3 kW/m2K. A jégkása apró jégkristályok és folyadék keveréke. A folyadék általában két komponensből álló oldat, amely a víz mellett tartalmaz fagyáspont csökkentő adalékot is, rendszerint etilénglikolt,

etanolt vagy nátrium - kloridot. A jégkása előállítására ma már több, mint nyolc technológia ismert. A leggyakrabban alkalmazott eljárásban egy cső a csőben hőcserélőt használnak, amelyben egy forgókéses szerkezet kaparja le a felületről a jeget. Egy ilyen készüléket lehet hagyományos hűtőként is használni, ez esetben nem jégkását, hanem hűtött vizet állítunk elő. A jégkásás üzemmódban előállított hűtő közeg jégtartalma 3-35 %, a jégkristályok mérete 100 mikron. Az etilénglikol koncentrációja 6-10%. A jégkása alkalmazása számos előnnyel jár. A legfontosabb a szivattyúzhatóság, ami lehetővé teszi hatékony hőtranszport megvalósítását.

Újszerű megoldásnak számít a fluid ágyas jégkása generátor, amelyben egy függőlegesen elhelyezett hőcserélő cső oldalán áramlik a primer hűtőfolyadék, köpeny oldalon pedig a víz. A vízzel együtt áramlanak a jégrészecskék és velük együtt acél részecskék is. Ez utóbbiaknak az a szerepük, hogy megakadályozzák a jég lerakódását a cső falán. Elhagyva a készüléket, a zagy egy ülepítő szeparátorba kerül, amelynek felső részén távozik a víz a jégrészecskékkel együtt. A szeparátor alsó részén távoznak az acélrészecskék, és visszakerülnek a hőcserélőbe.

A Paksi Atomerőmű biztonságosan üzemel A fukushimai atomerőműben történt események következményeit az európai és a magyar hatóságok folyamatosan elemzik. Az eddig begyűjtött adatokból egyértelműen megállapítható, hogy Magyarországot és az Európai Unió más tagállamait nem érintik közvetlenül a környezeti katasztrófa következtében kialakult helyzet hatásai. Fellegi Tamás, az EU soros elnökségét adó Magyarország energiaügyekért felelős minisztereként 2011. március 21-ére összehívta az energiaügyi miniszterek tanácsának rendkívüli ülését. A kormány számára az atomenergia magyarországi alkalmazása kapcsán a legfontosabb szempont a magyar lakosság egészségének, életének és vagyonának biztonsága. A Paksi Atomerőmű a legszigorúbb biztonsági előírásoknak is megfelel. Már az 1990-es években végrehajtotta azokat az intézkedéseket, amelyek következtében rendeződött a baleseti hidrogén eltávolítás problémája, megnövelték a blokkok földrengésállóságát, valamint megoldották a bizton-

sági rendszerek – ezen belül a blokkok hűtését vészhelyzetben biztosító dieselgenerátorok – fizikai elkülönítését. Magyarország egyetért az Európai Bizottsággal abban, hogy a nukleáris biztonság ügyében egységes európai megközelítésre van szükség. A kidolgozás fontos eleme egy magas szintű szakértői csoport által a jövőben elvégzendő stressz-teszt lefolytatása. Ennek célja a meglévő atomerőművi blokkok biztonsági vizsgálata lesz. Tartalmáról a japán helyzetet elemző szakértői csoportok döntenek majd. A kijelölt időpontban a Paksi Atomerőműben is elvégzik a stressz-teszt vizsgálatot a közeljövőben. A nemzetközi szakértői csoportok folyamatosan elemzik azt is, hogy a fukushimai atomerőmű kiesésének milyen gazdasági hatásai lesznek, milyen energiaárak és ennek következtében milyen növekedési kilátások várhatóak a közeljövőben. Magyarország az elnökségi szerepköréből adódó minden támogatást biztosít a Bizottságnak és a tagországoknak a

szükséges lépések megtételéhez. Fellegi Tamás, az EU soros elnökségét adó Magyarország energiaügyekért felelős minisztereként 2011. március 21-ére összehívta az energiaügyi miniszterek tanácsának rendkívüli ülését, amelyen a résztvevők áttekinthetik az aktuális nemzetközi fejleményeket, és megvizsgálhatják ezek hatásait a globális energiapiacokra és az Európai Unió energetikai szektorára. A magyar kormány hazai és nemzetközi szinten is minden indokolt intézkedést megtesz a polgárok biztonsága érdekében. Ezért felszólít minden felelősen gondolkodó magyarországi politikai erőt és szakmai szereplőt, hogy tartózkodjanak a megalapozatlan, pánikkeltésre alkalmas információk, rémhírek terjesztésétől.

Nemzeti Fejlesztési Minisztérium Kommunikációs Főosztály Budapest, 2011. március 16.

7 2011 FEBRUÁR XXIX. ÉVFOLYAM

2. SZÁM

Kis hírek a nagyvilágból A Pike Research (USA) által készített tanúlmány szerint 2015-ig az Egyesült Államokban 40 ezer új szélturbinát fognak üzembe helyezni. A új szélturbinák 45 százalékát a régi, már elavúlt berendezések cseréjére használják fel. Tavaly 8 MW teljesítménynek megfelelő szélturbina kezdte meg működését az USA-ban. Indonéziában a PT PLN nevű, állami tulajdonban lévő áramszolgáltató cég szerződést írt alá a Portamina Geothermal Energy céggel összesen 435 MW áram vásrlásáról. Az ár 7,5-9,5 USD cent/kWó. Tibet Chek Kang nevű településén megépítik a Föld legmagasabb pontján - a tengerszinttől számított 4000 méteren – lévő naperőművet. A létesítményt, amely évente 20 000 MWó áramot termel majd, 2011 nyarán helyezik üzembe. Németországban 1800 MW szélerőmű kapacitást helyeznek üzembe 2011-ben, szemben az előző évi 1550 MW kapacitás bővítéssel. A szélturbina gyártő cégek, az Enercon, a Siemens Wind Power, a Nordex, amelyek jelen vannak az egész világon, 2010-ben 8,2 milliárd USD értékben gyártottak szélenergia hasznosító berendezéseket, és termelésük 75 százalékát exportálták. Paolo Scaroni, az olasz ENI vezérigazgatója úgy nyilatkozott, hogy a német BASF cégcsoporthoz tartozó és a szénhidrogén iparban érdekelt Wintershall napokon belül csatlakozni fog a Déli Áramlat projekthez. Az Oroszország által tervezett Déli Áramlat Ukrajnát elkerülve évi 60 milliárd köbméter földgázt fog szállítani az európai országokba. Eddig háromféle nyersanyagot használtak fel bioüzemanyagok gyártására. Szénhidrátokból és cellulózból bioetanolt, növényi olajokból pedig biodízelt gyártanak. Egy amerikai kutató intézetben most egy új eljárást dolgoztak ki, amely alkalmas lesz a legnagyobb mennyiségben rendelkezésre álló, fehérje alapú hulladékok hasznosítására. Jelenleg a világ összes villamosenergia termelésének 1,5 %-át teszi ki a szélturbinákkal előállított áram. Az ázsiai országok közül Dél-Korea ambiciózus terveket dolgozott ki ezen a téren. Az elkövetkező tíz évben összesen 8,3 milliárd USD értékben létesítenek off-shore szélerőmű parkokat az ország nyugati partjainál.

A függőleges tengelyű szélturbina (vertical axis wind turbine) nem érzékeny a szél irányára. Előnye az is - a vízszintes tengelyű turbinákkal összehasonlítva - hogy bármilyen nagy szélsebességnél működőképes. Nem véletlen tehát, hogy igen intenzív kutatás folyik szerte a vilá-

gon újabb és újabb műszaki megoldások kidolgozására. Az alábbi linken lévő dokumentumban több, mint ezer függőleges tengelyű szélturbina fotóját nézhetjük meg, illetve olvashatjuk azok ismertetőjét.

http://www.google.hu/search?q=small+vertical+axis+wind+turbine&hl=hu&sa=N&rlz=1B3GGLL_huHU402HU402&p rmd=ivns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&ei=zpOZTfa-MMbBswaV_My3CA&ved=0CHIQsAQ&biw=1262&bih=790


2. SZÁM

Hőenergia tárolás textiliákban A textiltermékek egy részének az a funkciója, hogy védje a viselőjét a különböző külső hatásoktól. Védőruhát veszünk fel az eső, a hideg, a forróság, a nyílt láng, a magas feszültség, a mérgező anyagok és a káros sugárzás ellen. A védőruházatokkal szemben ugyanakkor követelmény az is, hogy kényelmes legyen a viselésük. A fázisváltó anyagok alkalmasak arra, hogy a ruházatok anyagába beépítve védjék az embert (adott esetben állatot is) a túlságosan meleg, illetve hideg környezeti hatásokkal szemben. De nemcsak erről van szó, hiszen a PCM-ek abszorbeálják és tárolják azt a hőt is, amit nehéz fizikai munka végzése során az ember teste termel. Az emberi test termofizikai szempontból is egy szabályozott rendszer. Az anyagcsere és az izmok működése közben a test folyamatosan termel hőt, CO2-t és vizet. Ismeretes, hogy az ember bőrének optimális hőmérséklete 31,4oC. Ha ettől a bőrfelület valamely része 3oC-al eltér,

akkor az emberek többsége még nem érez sem hideget, sem meleget. Ha azonban a különbség eléri a 4,5 oC-ot, akkor már fázunk vagy melegünk van, vagyis kényelmetlenül érezzük magunkat. A textilanyagokba különböző módon lehet a fázisváltó anyagokat bejuttatni. Az egyik megoldás az, hogy a fázisváltó anyagot mikrokapszulázzák és ilyen formában keverik be a szálak anyagába még a polimerizálás előtt. Így a PCM a szálak feldolgozása során egy fix struktúrában marad és nem változik a helye a textil anyag további feldolgozása során sem. A másik megoldás az, hogy a mikrokapszulázott PCM-et egy akril vagy poliuretán bevonatba keverik be, és ezt mártásos technológiával viszik fel a szál felületére. A megfelelő olvadáspontú (30-34 oC-os hőmérséklettartomány) PCM-et az alábbi táblázatban felsorolt paraffinokból keveréssel állíthatjuk elő.

Megnevezés

Szénatomok száma

Olvadáspont oC

Olvadáshő kJ/kg

eikozán

20

37

247

oktadekán

18

28

245

nonadekán

19

32

222

heptadekán

17

22

215

hexadekán

16

18

238

A tűzoltás veszélyes foglalkozás, ezért különösen fontos, hogy alkalmas védőruhával előzzük meg az égési sérüléseket. A védőruháknak hő - és tűzállónak kell lenniük. Ugyanakkor fontos tényező még a súly, a nedvesség felvevő képesség és az is, hogy tudunk-e benne könnyen mozogni, vagyis kényelmes-e a viselésük. A tűzoltóruhába bevitt PCM abszorbeálja a hőt, és így megvédi viselőjét a rövid ideig tartó nagy intenzitású hőhatás ellen ugyanúgy, mint a kisebb intenzitású, de hosszabb ideig tartó hőhatással szemben is. A fázisváltó anyagot bezárják - néhány mikron nagyságú - mikrokapszulákba, amelyeket a textilia egy vékony rétegében fixen rögzítenek a textilia szálaihoz. Az így készült védőruházatot bevetés előtt nem kell lehűteni. A fázisváltó anyag ugyanis úgy fejti ki hatását, hogy

normál körülmények között szilárd halmazállapotú, ha pedig abszorbeálja a hőt, akkor felmelegszik és megolvad. A tűzoltók védőruhájába beépített fázisváltó anyagnak az 50-90oC hőmérséklet tartományba kell esnie, olvadáshőjének pedig elég nagynak kell lennie, hogy minél több hőt tudjon abszorbeálni, miközben a hőmérséklete nem emelkedik. A PCM hőmérséklete akkor fog emelkedni, ha már a fázisváltozás befejeződött, vagyis a szilárd anyag teljes mennyisége folyékony halmazállapotúvá alakult át.


2. SZÁM

A hőtranszport az alábbi egyenlettel írható le:

Ahol: ρ sűrűség (kg/m3) C fajhő (J/kgK) T hőmérséklet (oC) λ hővezető képesség (J/mK) G fajlagos véráram (1 m3 bőr szövetre vonatkoztatva) Q a PCM olvadáshője (267 kJ/kg) Z a PCM megolvadt hányada (Z=1, ha a PCM teljesen szilárd, Z=0, ha a PCM teljesen folyékony halmazállapotú) Indexek: b= vér, c= a test belső rétege

A tűzoltásnál előforduló hőhatások vizsgálatánál az alábbi táblázatba foglalt paramétereket veszik figyelembe.

A védőruha, a levegő és a bőr fizikai jellemzői Ruházat külső rétege

PCM

Ruházat bélése

Légréteg

Felhám

Hám

Szubkután

kg/m3

286

2000

220

1,18

1200

1200

1000

C J/kg K

1005

110

1300

1005

3600

3300

2500

J/mK

0,08

0,65

0,05

0,03

0,24

0,45

0,16

Vastagság, mm

0,7

1

0,95

0,5

0,08

2

10

G m3/s m3

-

-

-

-

-

1,25x10-3

0,25x10-3

ρ

λ

A fenti adatokból kiindulva a következő két alapesetre végezték el a számításokat. Rövid ideig tartó intenzív hőhatás. Hőáram: 82 kW/m2 . Időtartam: 3 sec. Hosszabb ideig tartó, kevésbé intenzív hőhatás. Hőáram: 1,2 W/m2. Időtartam : 300 sec. A számítások alapján megállapítható volt, hogy a rövid ideig tartó hőhatás esetén a PCM nem olvadt meg teljesen, és így a hőmérséklet nem emelkedett a megengedett olvadáspont (78oC) fölé. A matematikai model alapján végzett számítások igazolták azt is, hogy hosszabb ideig tartó hőhatáskor sem emelkedett a hőmérséklet a megengedett érték fölé.


2. SZÁM

Magas olvadáspontú fázisváltó anyagok fizikai jellemzői

Anyag megnevezése

Összetétel Olvadáspont Olvadáshő o mol% C kJ/kg

Sűrűség kg/m3

Hővezető képesség W/m.K

Ezüst

-

961

104,6

10500

377

NaF

-

996

796

2780

-

MgF2-NaF

64-36

1000

794

3017

-

KF-MgF2

31-69

1008

710

2943

-

Arany

-

1064

64,5

19300

272

Szamárium

-

1072

57,5

7700

-

Réz

-

1084

209,4

8930

354

Na2O

-

1132

770

2390

-

MgF2-MgO

91,5-8,5

1229

922

3187

-

Mangán

-

1244

265,5

7420

8

MgF2

-

1263

942

3150

-

Berillium

-

1287

1754,4

1840

200

Gadolinium

-

1312

64

7870

-

Szilicium

-

1412

1414,3

2340

148

Kobalt

-

1494

291,5

8800

99

Az első áramtermelő szélkereket James Blyth skót akadémikus konstruálta 1887-ben. A termelt villamos energiát akkumulátorban tárolta és nyaralójának világítására használta

fel. Ugyanebben az évben Clevelandban (USA) Charles F. Brush megépítette az első automatikusan működő szélturbinát. A 3,6 tonna súlyú, 18 méter magas berendezés teljesítménye

12 kW volt. Milyen kicsi ez a ma használatos 3 MW egységteljesítményű szélturbinákhoz képest!


2. SZÁM

Kondenzációs kazánok tisztítása A német import tisztító szer felhasználásra készen kerül forgalomba, vagyis eltérően a Fauch 400 jelű szertől, a tisztítási művelet előtt nem szabad felhígítani. A korr. acélból készült tisztítandó száraz felületre ecsettel vagy finom porlasztóval vigyük fel a hatóanyagot. Egy textilalapú (nem fém!) dörzsölő párna alkalmazásával növelni lehet a tisztító vegyszer hatását. A tisztítási művelet befejezése után a kezelt felületet hideg vízzel többször leöblítjük. Az öblítés akkor tekinthető befejezettnek amikor már az elfolyó víz semleges kémhatású lesz. A művelet során a biztonsági előírásokat szigorúan be kell tartani. Az oldat sem sósavat, sem pedig kloridokat nem tartalmaz.

• Tisztítási időtartamok

• Biztonságtechnikai előírások

Rozsdamentes és saválló acélok vagy nemesacélok esetén 20-30 perc.Nikkel és nikkel ötvözetek esetén 5-20 perc. Az időtartam, amíg a tisztító szert célszerű a felületen hagyni, függ a szerkezeti anyag hőmérsékletétől is. Az optimális hőmérséklet 18-22 oC. Kerüljük a napsugárzást, mert az a felületen lévő oldat idő előtti beszáradásához vezethet.

A Fauch kondenzációs kazán tisztító foszforsavat tartalmaz és így maróhatású. Jól szellőztetett helyen szabad csak használni, ügyelve arra, hogy a vegyszeres flakon mindig legyen jól lezárva. Ha a szellőzés nem kielégítő, akkor légzőkészüléket kell használni. A munkavégzés során használjunk védőszemüveget, gumikesztyűt és védőruhát.

• Kiadósság 1 kg Fauch kondenzációs kazán tisztító szer kb. 20 m2 felület kezelésére elegendő. • Kiszerelés 1 kg-os flakon

Olcsó német használtgépek Kiváló minőségű, korszerű, használt német gépek széles választékban kaphatók kedvező áron. Alkatrész ellátás bíztosított. • Számítógép vezérelt szeletelő gépek, • vákuum csomagolók, • szárítók, • jégkészítő gépek, • hőformázó gépek, • fémdetektorok, • automata töltőgépek, és még sok más.

Hívjon bennünket, és mi megkeressük Önnek a legkedvezőbb használtgépet! Roxa Kft. T: 23-362-823, e-mail: [email protected] 12 2011 FEBRUÁR XXIX. ÉVFOLYAM

2. SZÁM

Ha a vegyszer a szembe kerül, bő vízzel öblítsük ki és forduljunk orvoshoz. A vegyszerrel szennyezett ruhát azonnal vessük le. A vegyszer gyerekek kezébe nem kerülhet. Csak ipari célra használható. Forgalmazza: Roxa Kft. ([email protected])

Túlhűlésre alapozott hőtárolás A hőtároló rendszerek kialakításánál általában nagy gondot fordítanak a hőszigetelésre, mivel a hőveszteség jelentős mértékben leronthatja az adott technológia hatásfokát. A forró víz tárolásánál például a napi veszteség elérheti akár a 10%-ot is, mivel a tárolt víz hőmérséklete és a környezeti hőmérséklet közötti különbség gyakran meghaladja az 50-60oC-ot.

TIGÁZ- tovább Budapesten is A Magyar Energia Hivatal (MEH) által korábban 90 napra felfüggesztett EMFESZ ügyfeleinek egy részét 2011. január 13-tól a TIGÁZ Zrt. szolgálja ki. Annak érdekében, hogy a TIGÁZ ezt követően is elláthassa az érintett budapestieket, egyetemes szolgáltatási működési engedélyének módosítását kérte a MEH-től. Az EMFESZ korábbi budapesti ügyfelei kiszolgálásának lehetőségét a TIGÁZ a legkedvezőbb ajánlattal érdemelte ki. A gázszolgáltató Pest megyében már eddig is 400 ezer ügyfele számára biztosította a földgázt, január közepétől további, közel 60 000 budapesti és Pest megyei felhasználóval bővült ez a kör. A budapestieknek a TIGÁZ Zrt. a jövőben a választás lehetőségét kívánja nyújtani, hogy a kedvező, szimpatikus szolgáltatót választhassák. A fogyasztók eddigi visszajelzése pozitív volt az új fővárosi gázszolgáltató, a TIGÁZ kapcsán ezért kérte most az 1,2 millió ügyfelet ellátó szolgáltató egyetemes szolgáltatási működési engedélyének kiterjesztését erre a területre. A TIGÁZ Zrt., amennyiben engedélyét a MEH kiterjeszti Budapestre hosszú távú folyamatos ellátásbiztonsággal, stabil tulajdonosi háttérrel, magas műszaki felkészültséggel, hosszú távú gázbeszerzési szerződésekkel, ügyfél-orientált szemléletével, széles körű és kényelmes ügyintézési lehetőségek biztosításával és egyéb kiegészítő szolgáltatással kívánja megerősíteni ügyfelei döntését.

A hőveszteség gondot okoz a látens tárolásnál is, ha a tárolási és környezeti hőmérséklet jelentősen eltér egymástól. Vannak azonban olyan PCM-ek, amelyek esetében a túlhűlési tulajdonságra alapozva mód van arra, hogy a tárolási és a környezeti hőmérsékletek közötti különbséget minimumra csökkentsük, mert így hosszú távú tárolás esetén nem kell komolyabb hőveszteséggel számolni. Az egyik ilyen anyag a nátrium – acetát - trihidrát, amely inkongruens tulajdonságú, vagyis amikor melegítés közben elérjük az 58oC olvadáspontot, akkor a tartályban lévő anyag különválik két fázisra, vízmentes nátrium - acetátra és a nátrium - acetát vizes oldatára. Mivel azonban 2-4% karboxi metil cellulóz adagolásával az ilyen peritektikus fázisátalakulás megelőzhető, nincs akadálya annak, hogy ezt a szerves sóhidrátot - kihasználva túlhűlési tulajdonságát - hőtárolásra használjuk fel. A ciklus első szakaszában a hőközlés hatására a fázisváltó anyag felmelegszik 20oC-ról 58oC-ra és megkezdődik az olvadás. Amikor az olvadás befejeződött a fázisváltó anyag hőmérséklete elkezd emelkedni, majd a hőközlés megszűnte után a hőmérséklet stabilizálódik. A hőelvonás hatására hűlés, majd a dermedéspont elérése után túlhűlés következik be. Amikor a fázisváltó anyag hőmérséklete elérte a környezeti hőmérsékletet a hőelvonást befejezik, és hagyják ezen a hőmérsékleten a tárolót. Hőveszteséggel nem kell számolni, hiszen a tároló és a környezet hőmérséklete megegyezik egymással, vagyis a delta T egyenlő a nullával. Egy bizonyos idő elteltével – amikor már szükség van a tárolt hőre - a túlhűtött folyadék kristályosodása és egyidejűleg a tárolt hő „felszabadítása” beindítható. Ennek egyik módja az, hogy valamilyen egyszeri mechanikai hatásnak tesszük ki az olvadékot, például bekapcsolunk, és azon nyomban le is állítanak egy keverőt, ami megmozgatja az anyagot.


2. SZÁM

EDF DÉMÁSZ Ötpróba London 2012

Az EDF DÉMÁSZ Zrt. 2011től névadó szponzorként segíti a hazánkban 30 éves hagyománnyal rendelkező Ötpróba elnevezésű szabadidősport eseménysorozatot, amely a futás, gyaloglás, kerékpározás, úszás és triatlon különféle távokon történő teljesítésére buzdít. Az EDF DÉMÁSZ Ötpróba 2011. március 1. és 2012. augusztus 31. között kerül megrendezésre Budapesten és 18 magyarországi nagyvárosban, havonta legkevesebb 20-20 szabadidősport rendezvénnyel. A sportrendezvény-sorozaton legjobban teljesítők között a 2012-es londoni olimpiára szóló belépőjegyeket sorsolnak ki. Az iskolák közötti verseny keretén belül a legtöbb pontot elérő iskolák között értékes sportszer csomagok találnak gazdára. Az EDF DÉMÁSZ Ötpróba London 2012 nyitóeseményén, március 5-én, Szegeden, a zord, hideg időjárás ellenére közel 300 próbázó nevezett a gyalogos teljesítmény túrára, akik közül 110-en a 22 km-es nagypróbán álltak rajthoz. A nyitó hétvégén 14 2011 ÁRILIS XXIX. ÉVFOLYAM

Pécsett és Gyöngyösön is indulhattak a sportra vágyók, a három helyszínen összesen 1600 próbázó indult el. A versenyek során az eddig megszokott papír alapú próbakönyv helyett, a szervezők jövőbarát megoldásként elektronikus próbakönyvet biztosítanak minden résztvevőnek, ezzel is hozzájárulva a környezetvédelemhez. A szintidőn belüli teljesítés után az elektronikus próbakönyvekbe jóváírásra került pontszámok a versenyek után különféle ajándékokra is beválthatóak. „Az EDF DÉMÁSZ célja, hogy az ország egész területén rendszeresen, folyamatosan, sportszakmailag egymásra épülő formában legyen biztosított a sportolási lehetőség nemcsak az élsportolók, hanem mindenki, így a szabadidő sportolók és az iskolai tanulók számára egyaránt. A közel másfél éves rendezvénysorozat alatt kiemelt figyelem övezi a fogyatékos sportolók részvételének biztosítását is, akiknek részvételi lehetősége a Magyar Paraolimpiai Bizottsággal és a Fogyatéko-

2. SZÁM

sok Nemzeti Sportszövetségével együttműködésével került kialakításra.” –mondta el Lehóczki Gábor, az EDF DÉMÁSZ pénzügyi igazgatója, aki maga is teljesítette az első két próbát.

Akkumulátor hőmérsékletének szabályozása Ma már széleskörű tapasztalatokkal rendelkezünk a telekommunikációs létesítményekben használatos akkumulátorok működésével kapcsolatban. Köztudott, hogy ennek a villamos energia tároló eszköznek az élettartama szoros összefüggésben van az üzemi hőmérséklettel. Az üzemi hőmérsékletet a gyártó cégek írják elő, aminek a betartása szabad téri elhelyezés esetén nem is olyan könnyű. Nyári meleg napokon az épületeken kívül elhelyezett szekrényekben az akkumulátor hőmérséklete jelentősen meghaladhatja az előírt 25 oC-os értéket. Megfelelő fázisváltó anyagok alkalmazásával megoldható ez a problé-

ma. Az akkumulátort beburkolják fázisváltó anyaggal töltött köpen�nyel. Nappal a hőt a fázisváltó anyag abszorbeálja, következésképpen az akkumulátor nem melegszik fel. Éjszaka pedig, amikor a környezeti levegő lehűl, a nappal megolvadt PCM újra megdermed és ismét alkalmas lesz arra, hogy a következő meleg napon védje az akkumulátort a túlzott felmelegedéstől. Ez a hőmérséklet szabályozási technológia rendkívül egyszerű, igen hatásos és olcsó is egyben.

Hőtárolás üvegházban

Több országban is vizsgálják, hogyan lehetne a fázisváltó anyagokat felhasználni üvegházakban a nyári túlságosan magas hőmérséklet csökkentésére. Az egyik kutatóhelyen egy 13 m2 alapterületű üvegházzal végeztek kísérleteket. Az alkalmazott PCM olvadáspontja 23oC, olvadáshője pedig 216 kJ/ kg volt. A vizsgálat során felhasznált PCM mennyisége 192 kg-ot tett ki. Az összehasonlíthatóság céljából felállí-

tottak egy ugyanilyen méretű üvegházat, amely azonban nem tartalmazott fázisváltó anyagot. A mérések egyértelműen bizonyították, hogy a PCM-el felszerelt üvegházban napközben és éjszaka is 3oC-al alacsonyabb volt a hőmérséklet annál, mint amit a hagyományos üvegházban mértek. Az új technológiával a gyümölcs hozam kétszer nagyobb volt a korábbinál.

Megjelenik minden páros hónapban Szerkeszti a Szerkesztõbizottság A szerkesztõbizottság elnöke: Móczár Gábor Tagjai: Csonka Tibor, Horváth J. Ferenc, László György, Dr. Molnár Gábor, Dr. Molnár László, Dr. Szerdahelyi György, Felelõs szerkesztõ: Árokszállási Kálmán Tervezõ szerkesztõ: Schilling Zsófia Kiadó és Szerkesztõség: Roxa Kereskedelmi és Szolgáltató Kft. Cím: 2030 Érd, Emília u. 27. Tel.: 06-23/362-823 A kiadásért felelõs: Árokszállási Kálmán HU ISSN 2060-4858 Index 25.199 Az Energia Hírek elektronikus formában korábban megjelent számait az alábbi web címen tekintheti meg: www.ujenergiahirek.hu


2. SZÁM

Tetõszigetelés belülrõl

Az első Aluthermo sávot rögzítsük a hidgerendához 5 cm behajtást alkalmazva, majd feszítsük ki és tűzőgéppel rögzítsük a szelemenfához, valamint a szarufákhoz 20 cm-es távolságokban

• Helyezzük el a következő sávot 5 cm-es átfedéssel.

tető szellőzés Aluthermo sz.szalag

szellőztetett légrés

lécek

• Zárjuk le a szigetelést Aluthermo szigetelő szalaggal.

vagy Aluthermo szig.

kontra lécek

tető szellőzés

Aluthermo sz.szalag

• Végül rakjuk fel a léceket a gipszkarton vagy a lambéria rögzítéséhez.

tető szellőzés Aluthermo szig.

• Az utolsó sávot 5 cm-enként rögzítsük a sárgerendához

szellőztetett légrés lécek

Aluthermo sz.szalag

vagy

kontra lécek szarufa

Aluthermo szig. lécek 4x2 cm min

gipszkarton

további információ: [email protected]

Aluthermo szig.szal


2. SZÁM

Külső jégolvasztós rendszer (közbenső hőcserélővel)

Recommend Documents