Energiagazdálkodás. 4. gyakorlat Energia-felhasználás. Szilágyi Attila, NYE, 2016.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Energiagazdálkodás. 4. gyakorlat Energia-felhasználás. Szilágyi Attila, NYE, 2016."

Zsófia Dobos
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Energiagazdálkodás 4. gyakorlat Energia-felhasználás Szilágyi Attila, NYE, 2016.

2 Fűtés - hőátadás A hőátadás történhet: Hővezetéssel Q A t ( T 2 T1) Hőáramlással (konvekció) Q A t ( T 2 T1) Hősugárzással Q A t ( T ) s 2 T1

3 Központi fűtés Egyenletes hőmérséklet-eloszlás biztosítható, állandó hőmérséklet tartható és szabályozható, fajlagos fogyasztása kisebb mint az egyedi fűtésé, nagyobb beruházási költséggel jár mint az egyedi fűtés, a tüzelőanyag felhasználása könnyebb és nem jár a lakótér szennyezésével, felhasználása nem csökkenti a lakótér levegőjének oxigénmennyiségét, használati melegvíz könnyen előállítható, fogyasztói oldalról nézve könnyen bővíthető és csökkenthető a rendszer, fagyveszéllyel számolni kell. Főbb részei: központi kazán, csővezetékek (szigeteléssel), fűtőtestek (radiátorok), keringető szivattyú, hőtágulási tartály, elzáró szelepek, légtelenítő szelepek, hőmérséklet- és nyomásmérő.

4 Fűtéstípusok Hőközlés módja szerint: konvekciós, sugárzó fűtés, légfűtés. Hőhordozó közeg szerint: levegő, víz, gőz fűtés. Fűtőközeg anyaga lehet: szilárd tüzelőanyag (kőszén, tüzifa, stb.), olaj, földgáz, villamos fűtés. Berendezés kivitelezési megoldása: gravitációs vagy szivattyús, radiátoros vagy padlófűtés, nyitott vagy zárt rendszerű.

5 Fűtőtestek Konvekciós: csőfűtőtest, bordás fűtőtest, lamellás fűtőtest, radiátorok, konvektorok. Légfűtők Sugárzó hőleadók: infravörös sugárzással melegítik fel a lakótér berendezéseit, rövid felfűtési idő jellemzi, kellemes hőérzetet ad, nagy terek fűtésére alkalmas.

6 Hűtés, légkondicionálás Történhet: Kompresszoros hűtővel Abszorpciós hűtővel pl. ammónia-víz, LiBr-víz Adszorpciós hűtővel pl. zeolit-víz, szilikagél-víz Peltier termoelemmel

7 Légkondicionálók A hagyományos légkondicionálók nagy energiafogyasztásúak (villamos energia) és nem környezetbarát hűtők (hűtőközeg). Hatásuk negatív az ózonrétegre és a globális felmelegedésre: Ozone depletion potential (ODP) Global warming potencial (GWP)

8 Hűtési rendszerek Aktív hűtési rendszer: villamos energia vagy hőenergia felhasználásával hőátalakítási folyamaton keresztül hűtés biztosítása. Passzív hűtési rendszer: külső energiabevitel nélküli hűtés megvalósítása, pl. árnyékolás, semitransparent glass covers, solar driven ventilation effects. A passzív hűtés az épület szerkezeti kialakításától és a hőszigetelő-képességétől függ.

9 Hő elvezetése Árnyékolással: természetes (fák, bokrok, futó növények) vagy mesterséges árnyékolással. Napkollektor vagy napelem felületekkel csökkenthető az épület felmelegedése. Fázisváltó anyagok (PCMs: phase-change materials) épületfalban való alkalmazása. Természetes (huzat) vagy mesterséges (ventilátor) levegőmozgatással.

10 Hűtés napenergiával Lehetőségek: napkollektor + abszorpciós hűtő, napkollektor + adszorpciós hűtő napkollektor + Stirling-motor generátorral és kompresszoros hűtő, napelem + Peltier konverter, napelem + abszorpciós hűtő, napelem + kompresszoros hűtő.

11 Szoláris hűtési technológiák és működtetésük Abszorpciós hűtés: koncentrált napkollektorokkal, vákuumcsöves (és sík-) kollektorokkal (napelemekkel). Adszorpciós hűtés: sík- és (vákuumcsöves) kollektor (napelemekkel). Kompresszoros hűtés: napelemekkel. Termoelektromos hűtés: napelemekkel. Szárító-elpárologtató rendszerek: légkollektorokkal.

12 Hűtés alkalmazása Fagyasztás: minimális hőmérséklet -30 o C, abszorpciós hűtő, steam ejector, kompresszoros hűtő (vapour compression). Hűtés (hűtött vízzel): minimális hőmérséklet 5 o C, abszorpciós hűtő, steam ejector, adszorpciós hűtő, kompresszoros hűtő. Légkondicionálás (levegő hűtése): minimális hőmérséklet 16 o C, szárító-párologtató rendszerek (víz elpárologtatása, Desiccant-evaporative systems, DEC), termoelektromos hűtő.

13 Hagyományos hűtés Jacob Perkins, London, a kompresszoros hűtő első alkalmazása (vapour compression cooling cycle). A mechanikai energiát egy villamos motor biztosítja a kompresszornak, mely a hűtőfolyadékot az elpárologtató felöl a kondenzátor felé továbbítja. A hűtőközeg egy expanziós szelepen keresztül jut vissza az elpárologtatóba. A hűtési hőmérséklet: 15 és -30 o C közötti. Alkalmazása: ház és autó légkondicionálásához, hűtők, fagyasztók és hőszivattyúk működtetéséhez.

14 Termoelektromos hűtés Peltier elemmel történő hűtés, Jean Peltier, (thermo-electric cooler, TEC) Két különböző félvezető anyagon keresztül elektromos áramot vezetünk át és ennek hatására hűteni fogni a félvezető anyag. A p és n rétegek határán. Csendes, kis méretű, kis hűtőkapacitású ( Watt). Alkalmazása: kis méretű hűtőszekrények, hűtőtáskák, hűtőládák.

15 Termoelem hűtése

16 Hőbevitellel történő hűtés Hőenergiával történő hűtés (thermally driven cooling) lehet Nyitott rendszer: légkondicionálásnál, folyékony szorpció szárító-párologtatás (DEC) Zárt rendszer: hideg vízzel történű hűtés esetén, folyékony szorpció: abszorpciós hűtés szilárd szorpció: adszorpciós hűtés (a szorpciós hűtők kétféle energiaforrásról működtethetők: villamos energia és hőenergia)

17 Abszorpciós hűtés Csendes, nincs mozgó alkatrész, folyamatos működésű Alkalmazása: szállodai hűtők, kemping, lakókocsi, hajón használt hűtők, CHP hűtőrendszer. Munkafolyadék: ammónia+víz, -30 és 20 o C között, COP=0,5-0,7 lítium-bromid + víz, 6 és 20 o C között, COP=0,6-1,8 (COP: coefficient of performance)

18 Abszorpciós hűtés története Edmund Carré kénsav-víz keverékkel Ferdinand Carré ammónia-víz keverékkel oldotta meg a hűtést oldatszivattyú nélküli folyamatos működésű abszorpciós hűtőgép, H. Geppert Baltzar von Platen és Carl Munters, szivattyú nélküli folyamatos működésű abszorpciós hűtőgép, hidrogén gáz semleges közegként való alkalmazása, a kondenzátor és az oldó külső levegővel történő hűtése. Ezt a szabadalmat vásárolta meg az Electrolux.

19 Adszorpciós hűtés Csendes, szakaszos működésű A szilárd közeget regenerálni kell bizonyos időközönként Alkalmazása: légkondicionálók, hűtők Munkaközeg: Víz + szilika gél, 6 és 20 o C között, COP=0,5-0,65 Víz + zeolit, 6 és 20 o C között, COP=0,5-0,6

20 Világítás Történhet: Izzólámpával (Wolfrám izzószállal, halogén izzó), /a hagyományos izzóknál az energia nagy része (~90%-a) hővé alakul/ LED lámpával, fénycsővel (Neon gázzal töltött csővel).

21 Világítást befolyásoló tényezők Fényerő, lumen [lux] Hatásfok Színhatás (hideg kék, meleg sárga) Élettartam: üzemóra, kapcsolások száma Fogyasztás (villamos energia), felvett teljesítmény

22 Világítás energiacsökkentése Energiatakarékos világítótest kiválasztásával, fényerő-szabályozással (kapcsolóval), mozgásérzékelőre történő bekapcsolással (kikapcsolás időrelével).

23 Világítótestek összehasonlítása Teljesítmény azonos fényerőnél Hagyományos izzó LED izzó fénycső Kompakt fénycső 40 W 4 W (6-7W) 40 W 8 W Fogyasztás 40 Wh/1000 óra 4 Wh/1000óra 40 Wh/1000 óra Üzemidő 1000 óra óra ( óra) Kapcsolások száma Fényhasznosítás kapcsolás 7 lumen/w lumen/w 6 Wh/1000 óra óra óra lumen/w lumen/w

24 Energiacimkék A termék megnevezése Lakóház Hűtő Az A energiaosztályú termék fogyasztása (villamos energia, üzemanyag) 55 kwh/m2/év 55 kwh/év Egyéb jellemzők Mosógép 0,19 kwh/kg Vízfogyasztás Mosogatógép 1,06 kwh/12 teríték Televízió (monitor) 30% EEI W/dm2 Légkondicionáló Világítótestek Gépjárművek 3,6 COP 18-25% EEI 100 g CO2/km

25 Felhasznált irodalom Barótfi István (szerk.): Energiafelhasználói kézikönyv, Környezet-technika Szolgáltató Kft., Budapest, Büki Imre Flamisch Ottó Lengyel Sándor: Közúti gépjárműközlekedés energiagazdálkodása, Budapesti Műszaki Egyetem Továbbképző Intézete, Budapest, David J.C. Mackay: Fenntartható energia - mellébeszélés nélkül, Vertis Zrt. és Typotex Kiadó, Budapest, ( ) Kohlenbach P. Jakob U. (2014): Solar cooling, The Earthscan expert guide to solar cooling systems, Routledge Komondy Z. Halász L. (1970): Hűtőgépek, Tankönyvkiadó, Budapest Lakatos Károly: Megújuló energiaforrások I-II., egyetemi jegyzet, ME, Lakatos Károly: Energiagazdálkodás, egyetemi jegyzet, ME, Litz J. (1998): Elektromosságtan és mágnességtan, Műszaki Könyvkiadó, Budapest Milley Vilmos Völgyes István: Központi fűtés 1-2., Műszaki Könyvkiadó, Budapest,

Hasonló dokumentumok

Hűtés napenergiával (Solar cooling)

Szent István Egyetem A Nap napja 2016 Hűtés napenergiával (Solar cooling) Szilágyi Attila Jármű- és Mezőgazdasági Géptani Tanszék, Nyíregyházi Egyetem szilagyi.attila@nye.hu Gödöllő, 2016. 06. 12. A téma