Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1983. július-december (16. évfolyam, 26-52. szám)
1983-09-23 / 38. szám
-< ÚJ szó 17 1983. IX. 23. TUDOMÁNY TECHNIKA // n HOSZIVATTYUS HOGAZDALKODAS A hatékonyabb és gazdaságosabb energiafelhasználással összefüggésben egyre több szó esik a hőszivattyúk fűtési célú alkalmazásának jelentőségéről. A műszaki és a tudományos-ismeretterjesztő folyóiratok a hőszivattyút általában a nem hagyományos energiaforrások (napkollektorok, biogáztelepek, szélerőmüvek stb.) között emlegetik. A hőszivattyú elnevezés kifejező ugyan, de a valóságban csak átvitt értelemben, képletesen beszélhetünk a hő „szivattyúzásáról“. Lényegében a német Wärmepumpe elnevezés fordításáról van szó, s szlovákul is „tepelné cerpadlo" a neve. A hőszivattyú működési elve egyidős azokkal a fizikai ismeretekkel, amelyek az anyagok halmazállapot-változásával járó (párolgás, besűrítés) hőmérsékleti jelenségekre vonatkoznak. Ezeket az ismereteket eddig főleg a hűtőgépek és a fagyasztó berendezések gyártásához használták fel tömeges mértékben. A háztartási hűtőszekrények működése szintén a párolgással járó hőelvonás jelenségére épül, Itt a gőz halmazállapotú közeget (rendszerint a bőr trifluorid és a széntetraklorid reakciójával nyert freont) a hűtőszekrény kompresszora folyadékká sűríti, miközben a kompresszor által kifejtett mechanikai munka egy része hővé alakul át. Ettől a hőtől a freon a sűrűn bordázott kondenzátor falain át „szabadul meg“, vagyis hőmérséklete kiegyenlítődik a környező levegő hőmérsékletével. A freon ezután is folyadékként halad tovább a hűtőgép szűk átmérőjű csőrendszerében a hűtőgép párologtatójába, ahol a hűtőközeget szállító keskeny cső megvastagodik, s a könnyen párolgó folyadék gőzzé alakul át, miközben hőt von el a környezetből, vagyis a mélyhűtőből és a benne tárolt élelmiszerekből. Ez a folyamat állandóan ismétlődik, egészen a kívánt hőmérsékleti szint eléréséig, miközben a hűtőközeg besűrítését és körforgását biztosító kompresszor szinte „kiszivattyúzza" a hőt a tárolt élelmiszerekből a hűtőszekrény környezetébe. Minél nagyobb méretű és teljesítményű egy-egy ilyen hűtőberendezés, annál nagyobb a környezetnek leadott hő mennyisége. Gondoljunk például a fagyasztó- és hűtőipar berendezéseire, a hús^ és a tejipari vállalatok, valamint a zöldség- és a gyümölcsfélék tárolásával foglalkozó vállalatok nagy hűtőtárolóira, a téli stadionokra, valamint az ipari termelés számos ágazatában működő speciális hűtőberendezésekre. Ezek üzemeltetése során rendkívül sok hulladékhő keletkezik az említett módon, melynek hasznosítása csupán technikai és beruházási kérdés. Igaz ugyan, hogy ezen az úton legfeljebb csak 55-60 C° hőmérsékletű használati víz nyerhető, amely azonban helyiségek fűtésére és más célokra (mosogatás, tisztálkodás) kiválóan meq- felel. Csak fűtési célokra Az előbbiekben csupán a hűtőberendezések üzemeltetése során keletkező hulladékhő hasznosításáról volt szó. Habár jelenleg ennek van a legnagyobb gyakorlati jelentősége, mert csupán kiegészítő berendezések alkalmazására van szükség, a hőszivattyú azonban önálló fűtőberendezésként is felhasználható. Tulajdonképpen csak ilyen esetben beszélünk hőszivattyúról, habár a működési elve azonos a hűtőberendezésekével. A hőszivattyú ugyanis arra is képes, hogy hőt vonjon el valamely kis hőmérsékletű, de nagy mennyiségben előforduló közegből, s azt koncentráltabb formában víz- vagy levegőmelegítésre használja fel, mégpedig az említett 55-60 C°-ig terjedően. A Brno-Dolné Herspice-i Gép- és Traktorállomáson gyártott hővisszanyerő berendezés a hűtésre kerülő tej hőenergiáját hasznosítva 49-50 C° hőmérsékletű használati vizet állít elő, amely elsősorban a tőgymosáshoz, a tejtárolók tisztításához, a fejőberendezések és a fejőterem fejés utáni mosásához használható. A melegített víz a szociális berendezések ellátására, valamint helyiségek fűtésére is alkalmas. Ezzel a berendezéssel 1000 liter tej hűtésénél 50 kWh energia takarítható meg. A hűtött tej minden literére számítva 0,9-1,115 liter 50 C° hőmérsékletű használati víz nyerhető. Az 5000 koronába kerülő berendezés ráfordítási költsége a kihasználás mértékének és módjának megfelelően 3-11 hónap alatt megtérül. A berendezéshez tartozó L-2000-es tartály ára 5700 korona. A sorozatban gyártott berendezést a mezőgazdasági vállalatok megrendelése alapján az illetékes gép- és traktorállomások helyezik üzembe az ország egész területén, s egyúttal a tanácsadásról és a karbantartásról is gondoskodnak. (Makrai Miklós felvétele) A hőszivattyú eközben a hőt szolgáltató, legalább 10-20 C° hőmérsékletű közegből (talajvízből, ipari vagy közületi szennyvízből, felszíni vizekből vagy levegőből) mintegy 5 C° hőmérsékleti értéknek megfelelő hőt von el. A hőforrásként szolgáló talajvizet például 10 C°-ról 5 C°-ra hűti, miközben 55-60 C° hőmérsékletű használati vizet állít elő. Mikor fizetődik ki? A hőszivattyú kompresszorának működtetése természetesen jelentős energiafelhasználással is jár. Itt elsősorban villamos energiáról van szó, amely fűtési célokra nagyon drága. Mivel az erőmüvek az elsődleges tüzelőanyagokat csupán 24-34 százalékos hatásfokkal hasznosítják, így a hőszivattyúk üzemeltetése is csak akkor lehet gazdaságos, ha 1 kWó villamos energia felhasználásával legalább 3 kWó hőenergiát nyerünk, vagyis ha a hőhasznosítási tényező legalább 3. Ez az arány kedvező körülmények között elérhető. A kizárólagosan csak fűtési célokra szolgáló hőszivattyú alkalmazásának gazdaságossága elsősorban a hőforrás adottságaitól függ, attól, hogy milyen mennyiségben, milyen rendszerben és milyen állandó hőmérséklet mellett áll rendelkezésre az egész év folyamán. Ez az ipari és a mezőgazdasági hulladékvizek esetében eltérő lehet, a természeti hőforrások alkalmassága pedig az egyes évszakoktól is függ. (A talajvíz például télen is megfelelő lehet, a lehűlt felszíni vizek azonban nem jöhetnek számításba). A hőszivattyúk alkalmazása tehát egyes esetekben idényjellegű, ami elfogadható, hiszen egyébként is csak kiegészítő, kisebb-nagyobb mértékben helyettesítő berendezésekről van szó. A hűtőberendezések hulladékhőjének hasznosítására már nálunk is vannak gyakorlati példák, főleg a mezőgazdaságban. A fűtési célú hőszivattyúk gyártása iránt a Frigera Kolín és a ŐKD Chocen vállalatban mutatkozik érdeklődés. Tulajdonképpen a hagyományos hütöberendezési technológiák továbbfejlesztéséről van szó, ami nem ütközik komolyabb akadályokba. Meg kell azonban még oldani az egyes típusok műszaki tervezésének, az egész típuscsalád kialakításának a kérdését, a szükséges alkatrészek gyártásának az elosztását, továbbá egyes gazdaságipénzügyi vonatkozású kérdéseket is. A hőszivattyú például a drágább szerkezeti anyagok (réz és alumínium), valamint az igényesebb berendezések miatt (nagy élettartamú kompresszorok) jóval többe kerül a hagyományos tüzelőberendezéseknél. Ezt a többlet- költséget azonban az olcsó, sőt ingyenes, sok esetben kimeríthetetlen energiaforrás hasznosítása az évek folyamán bőségesen visz- szatéríti. Egyes számítások szerint a jövőben a hőszivattyúk az egész népgazdaság hőenergia- szükségletének körülbelül az 5-6 százalékát fedezhetnék. Az atomerőművekben előállított villamos energia részarányának a növekedése mindenesetre a hőszivattyúk jelentőségét is növeli. (-ai) Érdekességek, újdonságok Hővisszanyerő berendezések magyarországi tehenészetekben Magyarországon mintegy 100 tehenészetben használják a Belgiumból importált PACKO és a LEHEL Hűtőgépgyárban gyártott LEHEL „B“ típusú hővisszanyerö berendezéseket. A hűtőgéphez megfelelően illesztett hővisszanyerő rendszer minden liter hűtésre kerülő tejből 0,8—0,85 liter 50-55C°-os használati melegvizet állít elő. Az egyik 1200 férőhelyes tehenészeti telepen megállapították, hogy a hővisszanyerö egységek alkalmazásával a telep összes melegvízigénye fedezhető. Ezzel a tehenészetben egész éven át napi 337 kWh energia takarítható meg. A magyarországi tehenészeti telepeken a különféle adottságok miatt a kondenzációs hőnek jelentősebb beruházások nélkül csupán 40 százaléka használható fel. Uj telepek tervezésénél, a hűtési és a melegvíz-ellátási rendszer okszerű tervezésével 65-70 százalékos arány is elérhető, s ezzel a telepek összes használatig melegvizét biztosítani lehet. Egy 1000 férőhelyes tehenészeti telepen egész éven át 142 000 kWh energiát lehet megtakarítani. A hővisszanyerő berendezések üzemeltetésének gazdasági haszna vitathatatlan. Magyarországi használatba vételük igen széles körben megkezdődött, s folyamatban van. Új telepeket ilyen rendszer alkalmazása nélkül nem is terveznek. (NMSZ) A láb a számítógépben Számitótép segítségével már terveztek gépkocsit, repülőgépet, vonatot, de a legtöbbet használt közlekedési „eszközre“ - az ember lábára - eddig a számítógépek hatásköre még nem terjedt ki. A Clarks cég most kipróbálta, felhasználható-e a számítógép a cipők tervezésében. Az eredménnyel nagyon meg vannak elégedve. Vele az elképzelt lábbelik számos változatát rajzoltathatják meg, s a színeit is kipróbálhatják. A számítógéppel megterveztetett első cipőnek az elkészítéséhez 3 százalékkal kevesebb bőr kellett, mint az azonos típusú, de kézzel megrajzolt, megtervezett cipőéhez. (Sciences et Avenir) Kanadában is: fényteiefon Kanada Ontario, Quebec és az Északnyugati terület nevű tartományának telefonközpontjai között fényvezetőkábel-össze- köttetést építenek ki. Ezeknek az átkérő vonalaknak az együttes hossza mintegy 400 km lesz. (New Scientist) A „tűzoltó“ Meteor A Szovjetunióban nemrég nagyszabású szervezetet hoztak létre az erdőtüzek megelőzésére és a már kitört tüzek oltásának segítségére. E szervezet szolgálatába állították a Meteor nevű mesterséges holdat, a meteorológiai szolgálatot, az erdészeteket és a légi közlekedési igazgatóságokat. A Szovjetunióban az erdőtüzek - ezek többnyire gondatlanságból keletkeznek - különösen nagy károkat okoznak Habarovszk és Krasznojarszk környékén, az Amur, a Csita, a Tomszk, és a Szverdlovszk Területeken. A Meteor nemcsak a már kitört erdőtüzek pontos helyéről és nagyságáról közöl adatokat, hanem felvételei alapján kijelölhetők a legszárazabb- tehát a legtüzveszélyesebb- erdőterületek is, és ott idejében megtehetik a szükséges megelőző biztonsági intézkedéseket. Az új szovjet kozmikus tűzjelző szervezet már átesett a tüzpróbán. (Nauka i Zsizny) A halak elkerülik a hajózási űtvonalakat A Szovjetunió Tudományos Akadémiájának Állatevolúciós Morfológiai és ökológiai Intézetéből két kutató kísérletsorozatot végzett annak megállapítására, hogy miképp hatnak a hajózási utak a halak vonulására. Megállapították, hogy a nagy testű fenéklakó halak messzire (200-400 m-re) elkerülik a hajók útvonalait, s azok közvetlen közelébe főképp csak a kisebb halak „merészkednek". A Fekete-tengeren végzett hidroakusztikai vizsgálataikkal azt is megállapították, hogy a tengeri sprofn/rajok- bár ezek kis testű halakból állnak - szintén jobbára elketülik a hajók útvonalait. A kutatók e jelenség okát abban látják, hogy a hajómotorok ■ működésük során kis frekvenciájú elektromágneses és hidrome- chanikai rezgéseket keltenek. Ezek a rezgések - állítják a kutatók- nemcsak a hajók elhaladásakor hatnak a halakra, hanem később is, mivel megbontják a vízben addig meglevő ökológiai egyensúlyt, „elvágják" a halrajok vonulásának útvonalát. A halászat szempontjából ezért oly fontos helyesen megválasztani a hajózási útvonalakat, illetőleg csökkenteni a hajóknak e rezgéseit. (Priroda) Az abraktakarmányok takarékos felhasználása és az állatok termelőképességének megfelelő, pontos adagolása a mezőgazdaságban az egyik legfontosabb feladat. A üríteni Efsz-ben (Őeské Budéjovice-i járás) ez év derekán helyezték üzembe a mikroprocesszoros abraktakarmány- adagolót, amelynek segítségével a fejőstehenek elé csak a termelőképességük alapján kiszámított adag kerül. A kizárólag csehszlovák gyártmányú alkatrészekből készült berendezés fejlesztése és előállítása egy komplex racionalizá- ciós brigád munkájának eredménye. A kollektíva a Prágai Rádiótechnika és Elektronikai Intézet, a Potravinoprojekt és a dríteni földművesszövetkezet dolgozóiból tevődött össze. A berendezésnek köszönhetően a szövetkezetben 10-12 százalékos abraktakarmány-megtakarí- tást értek el, s az állatok termelőképessége átlagosan 10 százalékkal növekedett. A felvételen Jana Pfefferová zootechnikus a berendezés kezelése közben. (Felvétel: ŐTK - Jaroslav Sybek)
