Itt van az evaporatív vagy pára hőtés kora

Átírás

1 Itt van az evaporatív vagy pára hőtés kora Vajon új témáról írunk-e, amikor az evaporatív illetve más nevén párahőtésrıl beszélünk? Nem egészen. Ennek a technológiának az alapjait régóta ismerjük. A fizika már régen feltárta a párolgás következtében létrejövı hıelvonás törvényszerőségeit, a légkondicionálás iparága is több mint 100 éve felfedezte magának ezt a jelenséget. Az alkalmazások széles skálája azonban körülbelül 10 éve indult el hódító útjára a technológia fejlıdésével. Mi is a lényege ennek a módszernek? Párologtassunk vizet oly módon, hogy közben a környezet ne legyen nedves. Tegyük ezt a lehetı legnagyobb hatékonysággal villamos energia és vízfelhasználás tekintetében. Mivel a víz párolgása révén a párolgás helyén a környezetbıl hıelvonás keletkezik, gondoskodjunk arról, hogy az ily módon lehőtött levegı a hőtendı célkörnyezetbe jusson. A párolgással együtt jár a levegı relatív páratartalmának növekedése is. Sok esetben nem is a hőtés, hanem mint melléktermék, a hatékony párásítás válik fı céllá. A Párahőtés fejlettebb módozatainál mind a hımérséklet mind a páratartalom is szabályozható az igények függvényében. Nem elhanyagolható szempont a párahőtı rendszerek terjedésében, hogy a hőtés kiemelkedıen hatékony, 350 W energia-felvétel esetén a hőtési teljesítmény mindössze 6 db 200 mikronos fúvókával akár W is lehet! Mire jó az evaporatív hőtés? Energiahatékony, környezetbarát - zöld hőtésre és párásításra használhatók ezek a rendszereket. Az alkalmazások egész sora létezik, melyek közül a teljesség igénye nélkül emelünk ki néhányat. Bizonyos alkalmazások a fı funkciók kiegészítéseként válnak lehetıvé. Szinte mindegyik alkalmazásnál fontos a megfelelı sokszor huzatmentes - szellızés biztositása. Az istállók és tárolók szellızés méretezésének kérdésével sok más anyag foglalkozik, ezért azon túl, hogy fontosságát itt is megemlitjük, ebben cikkben külön nem tárgyaljuk. Ipari alkalmazások (ipari csarnokok hőtése, melegüzemi munkahelyek hőtése nagy légterekben, portalanítás, technológiai hőtés légkondicionálók és egyéb hőtıberendezések kompresszor egységének hőtése - energia megtakarítás, stb.) Humán komfort (vendéglátó helyek, kültéri teraszok, kertek, parkok, utcák, hőtése, szúnyogok távoltartása, szagtalanítás, portalanítás) Mezıgazdasági alkalmazások (üvegházak, fóliasátrak kondicionálása párásítása víztakarékos módszerrel, istállók hőtése, páratartalom szabályozása, zöldség és gyümölcs tárolók párásítása, hőtıházak párásítása, rovarok távoltartása, stb...)

2 A mezıgazdaságban az evaporatív hőtési rendszerek mindkét elınye -a hőtés és a párásítás- nagymértékben kiaknázható a rendszer alkalmazásával. Az állattartásban elsısorban a hőtés, míg a kertészetekben illetve a zöldség- és gyümölcstárolásnál a párásítás kedvezı hatása kerül elıtérbe. Az állattartásban olyan részben vagy teljesen nyitott istállókban, ólakban is megoldható a párahőtı rendszerek telepítésével a hımérséklet jelentıs, 5-10 fokkal történı csökkentése, melyekben az eddig elterjedt légkondicionáló berendezések nem voltak alkalmasak. Ugyanakkor az evaporatív hőtés zárt istállókban is alkalmazható, mivel az így hőtött térben az állatok nem lesznek vizesek hacsak nem jelenik meg külön igényként. A rendszer alkalmas fertıtlenítı, rovarölı anyagok vagy akár probiotikumok légtérbe juttatására is, melyeknek további kedvezı élettani hatásai lehetnek. A gyakorlati példák igazolják, hogy a hımérséklet és páratartalom megfelelı beállításával a nyári idıszakban jelentısen csökkenthetı a baromfitenyésztésben az elhullás, a szarvasmarha tenyésztésben a tehenek tejhozamának csökkenése is megállítható, stb. A párásítási funkció nyújtotta elınyök azokon a területeken jelentkeznek, ahol a növénykultúra eredményes fenntartása, termesztése eleve feltételezi a magas relatív páratartalmat, illetve a nem megfelelı relatív páratartalom okozta veszteségek az evaporatív hőtési rendszerekkel számottevıen lecsökkenthetık vagy akár meg is szőntethetık. Az Agrárgazdaság hasábjain már 2003-ban is megjelent cikk Esettanulmány a relatív páratartalom fontosságáról címmel. Ebben Bakonyi Kornél egy hőtıházi példán mutatja be a párásítás elınyeit, mely mind a termék minısége, mind a profit szempontjából alapvetı. Emlékeztetıül felidézzük az akkor bemutatott számításokat. Kiindulási adatok: Légtérfogat 1000 m 3 Légszállítás m 3 /óra Betárolt mennyiség 40 t

3 Súlyveszteségszámítás párásítás nélkül párásítással Páratartalom betároláskor 85 % 95 % Állandósult páratartalom 70 % 95 % Vízveszteség állandósult állapotig (kb. 6 óra) 142 kg 60 kg Vízveszteség állandósult állapotban 10 kg/óra 5 kg/óra 240 kg/nap 118 kg/nap Mért átlagos veszteség 262 kg/nap 135 kg/nap A számok már ezelıtt 6 évvel is azt kívánták alátámasztani, hogy a hőtıházak párásítása gyorsan térülı beruházás. Az apadási veszteség drasztikus csökkenése mellett nem elhanyagolható szempont, hogy a párásítással tárolt zöldségek és gyümölcsök minısége is magasabb színvonalon tartható azáltal, hogy elkerülhetı illetve jelentıs mértékben csökkenthetı a méretcsökkenés, a ráncosodás, az összetevık lebomlása, az ízváltozás, az állagromlás, stb. Ennek gazdasági hatásai szintén pénztárcánkon érezhetı Ha figyelembe vesszük, hogy az evaporatív rendszerek a párásítás mellett a betárolandó zöldség- gyümölcs hőtésében is aktív szerepet játszanak, csökkentve a hagyományos hőtés költségeit, a megtérülési ideje tovább csökken. Az evaporatív rendszerek alkalmazásának elınyei még nem értek véget. A párásítás hatására egyes termények esetében az apadási veszteség magasabb tárolási hımérsékleten Veszteség %-ban naponta 16.0% 14.9% Apadási veszteség %-ban naponta 14.0% 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% 1ºC; rf 40% és 60% között 12.0% 5ºC; rf 55% és 70% között 7.9% 10ºC; rf 60% és 80% között 5.7% 5.9% 3.0% 2.4% 1.9% 2.2% 1.7% 0.9% 1.0% 0.3% 0.4% 0.6% Fejes saláta Petrezselyem Zöldbab Sárgarépa Piros ribizke

4 is biztosított. Ezt a páratartalom tárolási hımérséklet összefüggést a nem csomagolt zöldségek, gyümölcsök értékesítése során, a zöldséges pulton való tárolásnál is kamatoztatni lehet! Milyen evaporatív rendszerek alkalmazhatók? Két fı evaporatív hőtési rendszert különböztetünk meg. a. Indirekt evaporatív hőtés. Ennél a módszernél a vizet egy nagy felületen folyatjuk keresztül. A nedves felületre légáramot bocsátunk, mely segíti a párolgást. A nagy, tipikusan porózus felületen a víz elpárolog, a légáram pedig segít a lehőlt levegıt célba juttatni. b. Direkt evaporatív illetve pára hőtés. Ennél a módszernél a vizet megfelelı nyomáson és porlasztó szerkezeten keresztül közvetlenül permetezzük a hőtendı levegıbe. A kismérető vízcseppek a meleg levegıbe jutva gyorsan párolognak és így közvetlenül a hőtendı környezetben jön létre a hıelvonás. A párahőtı rendszereknek 3 nagyobb csoportját különböztethetjük meg. Hálózati víznyomáson mőködı rendszerek. Nagyon korlátos alkalmazhatóság. A környezet vizes lesz. A legolcsóbb rendszer. Kisnyomású rendszerek. Tipikusan 10 bar körül üzemelnek. Speciális porlasztó fúvókákkal elfogadható hatást lehet elérni több alkalmazás esetén. A párolgás nem lesz tökéletes és számolni kell a környezet esetleges nedvesedésével. Kis-közepes költségen kialakítható rendszer, hiszen a nagy nyomású elemek meghatározzák a rendszer árát.

5 Nagynyomású rendszerek. Tipikusan bar tartományban mőködnek, speciális nagynyomású porlasztófúvókákkal. A fúvókák leggyakrabban mikronos átmérıjő nyílással rendelkeznek. A porlasztás nagyon jó minıségő, Celsius fok környékén a párolgás szinte tökéletes. A környezet nem lesz vizes. A legmagasabb költséggel megvalósítható rendszer ami a legjobb minıséget is biztosítja. Porlasztott vízcseppek mérete Ø0,2mm-es fúvókán a nyomás függvényében 50,00 45,00 40,00 vízcsepp mérete ( µ ) 35,00 30,00 25,00 20,00 Ideális nyomás és szemcse méret DITUSZ rendszer 15,00 10,00 5,00 0, vízcsepp 46,65 34,38 26,98 22,51 19,81 18,18 17,20 16,61 16,25 16,04 15,91 15,83 15,78 15,75 15,74 15,72 15,72 15,71 15,71 mérete (µ) 1. ábra Porlasztó nyomás és vizszemcse méret diagram Indirekt evaporatív hőtés elınyök Könnyen szabályozható Nem viszi telítésbe a környezeti levegıt, A relatív páratartalom soha nem nı 100%-ig. Nem történhet víz kicsapódás Nagyon jó hatásfok, kis villamos energia és víz felhasználás Nincs nagy és kisnyomású csıvezetékezés telepítése hátrányok Nagy berendezés méret a leadott hütıteljesitményhez képest. Nagyobb hütıteljesitményhez nagyon nagy mérető (térfogatú) berendezések kellenek A méretek miatt nehezebb beépíthetıség, nagy helyigény. Nehéz nagy területeket egyenletesen hőteni és párásítani. Nagyobb rendszer tehetetlenség. A méretekkel arányosan nı a berendezés ára 1. tábla Az indirekt evaporatív hőtés elınyei és hátrányai

6 Direkt evaporatív vagy párahőtés elınyök hátrányok Szabályozás igényesebb. (a rendszer a párolgás Gyors hőtı és párásító hatás tekintetében nem önszabályozó) Méretezési vagy szabályozási Kisebb méretek, könnyebb területileg hibák esetén telítésbe viheti a elosztott rendszert építeni levegıt. Megnı a víz kicsapódásának veszélye. Nagyon jó hatásfok, kis villamos energia és víz felhasználás, nagy hőtıteljesítmény (1 db 350 W-os szivattyúból és18 db 200 mikronos fúvókából álló rendszer kb. 60 KW hütıteljesitményt ad le! Óránként 66 liter víz felhasználásával) Nagy rendszerelem választék, rugalmas konfigurálhatóság. Kitünı ár érték arány. Nagy és kisnyomású csöveket kell telepíteni alkalmas nyomvonal mentén. A kis nyomású rendszerek esetén a rendszer olcsó de a párolgás tökéletlen, a nagynyomású rendszerek esetén a párolgás kitőnı de a rendszer költségesebb mint a kis nyomású esetben. 2. tábla A direkt evaporatív avagy a pára hőtés elınyei és hátrányai Nagynyomású direkt DITUSZ porlasztás tipikus képe

7 Magyarországon több szállitó cégtıl is be lehet evaporativ rendszereket szerezni. Ezek a rendszerek többnyire külföldrıl importált berendezések. Nagyon kevés hazai gyártó van de a magyarországon gyártott rendszerek minısége sokszor nagyon jó és az árak lényegesen kedvezıbbek. A hazai gyártású rendszereket könyebb a különbözı igényekhez igazitani, testre szabni és szerviz támogatottságuk is jobb. Tényleg eljıtt tehát az evaporativ hőtés kora a magyar mezıgazdaságban! 2009 október Dr. Szinetár János DITUSZ Kft.