Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. január-június (21. évfolyam, 1-25. szám)
1988-02-12 / 6. szám
I szú (.11.12. TUDOMÁNY TECHNIKA A kár a mesében az a bizonyos, beteljesült kívánságok zsu- gorítgatta szamárbör, éppoly észrevétlenül fogynak-fogyogatnak a valamikor talán kiapadhatatlannak hitt energiatelepeink. A műszaki fejlődés útján megtett minden egyes szakasz, valóra vált kívánság giga- joulnyi darabokkal csappantotta meg energiakészleteinket. Fogy és drágul a szén, a kőolaj, a földgáz befolyásolva a gazdaság fejlődésének a menetét. Noha mindezek ellenére túl nagy aggodalomra nincs ok, mivel már rég ismert néhány a jövőbe mutató, tökéletes megoldás, pl. az atomenergia, mégis érdemes azoknak az energiaforrásoknak a „kiaknázásával“ is foglalkozni, melyek eddig nem tartoztak a klasszikus energiatelepek csoportjába. Időszerűsíti a témát az az új szemlélet, törekvés is, mely szerint az energiatermelési ágazat azon területen belül, ahol az ésszerű és gazdaságos, kellő teret kell biztosílyettesíti, melyből a hő a beépített párologtatón keresztül a hűtőfolyadék közvetítésével és a kondenzátor közbeiktatásával a helyiség levegőjét melegíti. A hűtőben a hőmérséklet -2 és -10 °C között mozog, a kondezátoron viszont plusz 45-55 °C-os. A hűtőbe rakott lehűtött élelmiszercsomag elenyésző mennyiségű hőt tartalmaz, s ebben az esetben nem is az energetikai szempontok az elsődlegesek. Abban az esetben azonban, ha a párologtatót állandó hőmérsékletű (5-10 °C-os) hőárammal látjuk el (levegő, viz, talaj), akkor az előbb leírt és az első ábrán felvázolt hőszivattyú-berendezésen keresztül viszonylag magas hőmérsékletű (45-55 °C-os) hőáramot vagyunk képesek produkálni. Ezt a hőmérsékletszint emelkedést a hőszivattyúba bevitt munka teszi lehetővé. A felhasznált munka mennyisége és formája attól függ, hogy milyen rendszerű (kompresz- szoros, abszorbciós vagy ejjijekto- ros) berendezést használunk. kalmazható. Pl. az NDK-beli hallei VEB Maschinenfabrik terméke 0,55 kW-os teljes fogyasztás mellett 1,5 kW-nyi hőenergiát szolgáltat. Az ábra szerint lehűtendő levegővel az elpárologtatót a ventillátor látja el. Az itt felvett hőmennyiséget a kondenzátor adja le a benne szivattyúval keringetett hűtővíznek. Ennek közvetítésével a hőenergia a melegvíztartályba kerül. Hasonló típusú és felépítésű hőszivattyúk építésével több NSZK- beli (Stiebel Eltron, KVS, BINDL, LAHMAYER) és számtalan más nyugat-európai kisebb nagyobb fűtéstechnikai berendezéseket gyártó vállalat is foglalkozik. ÖNELLÁTÓ ÉS KIEGÉSZÍTŐ RENDSZEREK A fentiekben leírt kicsi hőszivaty- tyúk alkalmazása mellett szól az alacsony üzemeltetési költség is, mely egy konkrét példával jól szemléltethető. 300 liter 40 °C-os melegvíz előállítása négytagú család számára havonta klasszikus villanyfűtéssel 1710 koronába kerül (1 kWh = 0,45 korona), ugyanennyi víz, ugyanilyen hőfokúra történő felmelegítése villanymotorral hajtott kompresszort tartalmazó hőszivattyú segítségével 720 korona villamos energiát vesz igénybe (a berendezés a klasszikus melegítéshez szükséges villamos energia 55 %-át megtakarítja). Mindemellett nem hanyagolható el az elérhető hűtőteljesítmény sem. Elképzelhető egy olyan megoldás is, ahol a pincében lévő hűtőboxot (mely egyre inkább elterjedőben van) és a fürdőszoba vízmelegítőjét ugyanaz a berendezés működteti. A víz-viz üzemű hőszivattyúk energiaforrása lehet a folyók, halastavak, víztárolók vize, mely egy segédszivattyú segítségével kerül kapcsolatba az elpárologtatóval. Hőforrásként alkalmazható továbbá a napkollektorokban felmelegített víz is (persze ez a megoldás a többihez viszonyítva a szolárberendezés árával többe kérül). Az elpárologtatóba kerülő víz hőmérsékletének az alsó határa 2 °C. Ilyen jellegű konstrukciók már alkalmazhatók vagy a klimatizációs berendezések, vagy a családi házak fűtőrendszereinek részeként is. A talaj-víz rendszerű berendezések energiájukat a talajból nyerik. Ez a fajta megoldás nagyon gyakran szerepel a családi házak fűtőrendszerének a kialakításakor. Ilyen példát szemléltet a 3. ábra is. Hőszivattyúval eredményesen épületet fűteni csak akkor lehet, ha kis hőmérsékletű fűtőberendezéseket alkalmazunk, melyek 45-55 °C energia- hordozó esetében is biztosítani tudják a létesítmény fűtési igényét. Ilyen például a padló- vagy a meny- nyezetfűtés. A 3. ábrán szereplő épület talajkollektorát, amely a geotermikus energiát hasznosítja egy a felszín alatt 1,5-2 méterre lefektetett műanyag csőkígyó alkotja. Kiegészítő energiaforrásként, főleg a nyári időszakban használati melegvíz készítésére a tetőn elhelyezett, a napsugárzás energiáját hasznosító napkollektorrendszer szolgál. Ha az épület fűtését teljes mértékben a hőszivattyú látja el, mono- valens rendszerről beszélünk. Észszerűbb azonban, ha a hőszivattyú- berendezést a klasszikus kazánfűtés kiegészítőjeként, annak fütököVEGYÜK ESZRE! A nem hagyományos energiaforrások hasznosítása tani a környezetet nem szennyező ún. „környezetkímélő" technológiai módszereknek. Bolygónk éltetője, a Nap tulajdonképpen jóval nagyobb mennyiségű energiával látta, látja el energiaháztartásunkat, mint amennyit képesek lennénk felhasználni. Ennek az energiacsomagnak azonban csupán a töredéke akkumulálódik szén, kőolaj, földgáz formájában, a nagyobbik része a felhasználhatóság szempontjából számukra nehezen elérhető formában, a talaj, a víz, a levegő alacsony hőmérsékletű tartományában megbúvó hőenergiaként raktározódik el. Ily módon óriási energiakészletek rejtőznek felszíni és talajvizeinkben, a levegőben a talajban is. Például a geotermikus energia is napenergia-származék. Energiaegyenlegünk jelentős hányadát képezi az az energiatömeg, melyet lakásaink, középületeink fűtésére, melegvizünk előállítására használunk. Ez a terület, ahová az említett energiamennyiség egy része jó hatásfokkal átáramoltatható. A FŰTŐ HÜTŐ Normális körülmények között a hő a magasabb hőmérsékletű közegből áramlik az alacsonyabb hőmérsékletű közeg felé. Esetünkben azonban épp ennek az ellenkezőjét szeretnénk megvalósítani. Az alacsonyabb hőmérsékletű hőforrásokban rejlő hőmennyiség segítségével szeretnénk egy adott közeget (tartályban lévő vizet, lakószobát) a hőforrás hőmérsékletéhez viszonyítva magasabb hőmérsékletűre felmelegíteni. E látszólag lehetetlen, boszorkányos művelet oldható meg hőszivattyú segítségével. A hőszivattyú, habár az elnevezés különleges berendezést sejtet, mégis a legismertebb gépek csoportjába tartozik, hiszen kisebb teljesítményű „rokona“ a hűtőszekrény minden háztartásban megtalálható. Az alacsonyabb hömérsékletszintű hőforrást itt a hűtőbe helyezett élelmiszer heMEGOLDÁSOK, FELTÉTELEK A legelterjedtebb konstrukciók villanymotorral meghajtott kompresz- szorral működnek, de a nagyobb teljesítményű, főleg ipari célokat szolgáló berendezéseknél gyakori a belsőégésű motorral történő meghajtás, esetleg a turbokompresszo- ros megoldás is. Az alkalmazás, kiválasztásának egyik leglényegesebb feltétele a gazdaságosság. A gazdaságosságot meghatározó körülmények, tényezők legfontosabbika pedig a hőforrás, annak elhelyezkedése, méretei, felhasználhatósága. Dél-Szlo- vákiában éghajlati viszonyaink és más adottságainak köszönhetően a fent említett célok elérésére alkalmas hőforrás csaknem mindenütt található. Ez lehet például a levegő, (0-5 °C-ig, ennél kisebb hőmérsékletű alkalmazása már gazdaságtalan), közeli tó vagy folyó, talajvíz vagy beépíthetjük az elpárologtatót 1,5-2 méter mélyen a talajba is. Ide sorolhatók a hulladék-melegvizek, elhasznált és a környezetbe távozó hulladék-levegő, - közös néven a hulladékhőforrások - adta lehetőségek is. A hőforrás jellege és a felmelegített médium fajtája alapján megkülönböztetünk levegő-levegő, levegővíz, víz-víz és talaj-víz rendszerű hőszivattyú-berendezéseket. A levegő-levegő rendszerű berendezés hőforrása és a felmelegített médium is a levegő. Az ilyen fajta hőszivattyúk mint klimatizációs berendezések nagy számban elterjedtek az USA-ban. Hazánkban elterjedésüknek gátat vet a viszonylag nagy hőmérsékletingadozás. Egy levegö-víz rendszerű, melegvizet készítő hőszivattyú-berendezés vázlata a 2. ábrán látható. A melegvízkészítés az a művelet, melyre az ilyen típusú berendezés, főleg a meleg hónapokban előnyösen alBADAR MŰÜVEG Karcálló műanyag üveget fejlesztettek ki a würzburgi (NSZK) szilikátipari kutatóintézetben. Az új eljárásban a kerámiák és a műanyagok atomi hálózatai egymás mellett jönnek létre, összekötődnek és kölcsönösen egymásba hatolnak. Ez a molekuláris kötés vezet olyan teljesen új anyaghoz, amely egymásba olvasztja az üveg és a műanyag tulajdonságait. Az ormocere (Organically Modified Ceramics = organikusan módosított kerámia) széles körben használható az elektronikus és a vegyiparban, a gyógyszeriparban és az optikában. Először nagy értékű, könnyű és törhetetlen szemüveglencséket állítanak majd elő tömegesen az új anyagból. A BAJKÁL TITKAI Szovjet geológusok legújabb kutatásai szerint a Bajkál-tó vízszintje sok száz méterrel magasabb volt 250 ezer évvel ezelőtt, mint napjainkban. A tó része volt annak a gigantikus medencének, amely magába foglalta Szibéria számos völgyét és egészen a mai Mongólia északi részéig ért. Az ilyen nagy vízszint következtében nagy mennyiségű víznek kellett kiömlenie a medencéből. A legrégibb vízkifolyás nyomát a Manzurka-völgyben fedezték fel, a Léna folyó torkolatvidékén. A Bajkál-tó mai méreteiben körülbelül százezer év óta létezik - attól az időtől, amikor különböző globális folyamatok csökkentették a vízszintet. Ebben az időben váltak a fókák és más sarkvidéki állatok a Bajkál-tó állándó lakóivá. Ismerve a völgyek és a depressziók lerakódásainak természetét könnyebb a geológiai előrejelzés - ez a vidék nagyon gazdag ásványi kincsekben. VÍZTISZTÍTÓ ALGÁK Egész sor algafaj rendelkezik azzal a képességgel, hogy fémeket válasszon ki vagy halmozzon fel a szervezetében. A kaliforniai Po- monában most ezt a képességet szennyvíztisztításra próbálja felhasználni egy kísérleti berendezés. Azt próbálják megállapítani, hogy ezzel a biotechnikai eljárással felrébe beiktatva alkalmazzuk, s ekkor bivalens rendszerről beszélünk. CSAK A MAGA HELYÉN Az említett példákon kívül a hőszivattyú még nagyon sok más helyen és esetben alkalmazható, az iparban és a mezőgazdaságban egyaránt. Látványosak azok a megoldások, mikor a berendezés két ügyet is szolgál egyszerre, például uszoda vizét melegítve közben jégpályát hűt, vagy tejet hűtve vizet melegít, esetleg élelmiszerraktárakat hűtve elárusítóteret fűt. Van olyan megoldás is, hogy ugyanaz a berendezés ugyanott nyáron hűt, télen pedig fűt. A felvázoltak ellenére azonban meg kell jegyezni, hogy a höszivatytyú-berendezés alklamazása nem jelenti, s nem is jelentheti az energiaprobléma teljes megoldását, csupán egy testre szabott lépés lehet a klasszikus energiahordozók tehermentesítése és a kallódó energiák felhasználása felé vezető úton. Egyre több ilyen hasznos lépés megtételét tenné lehetővé, ha több hazai gyártmányú hőszivattyú kerülne forgalomba. Ennek az a feltétele, hogy akadjon vállalkozó, gyártó kisüzem, szövetkezeti melléküzemág, amely vállalva a kezdeti nehézségeket, hazai eszközök felhasználásával (az egyes alkotóelemek külön-külön hozzáférhetőek), az igényeknek megfelelő berendezéseket készítsen. KOVÁCS LAJOS HŰLEADAS (40*650 HŐFELVÉTEL (5*150 kondin/\r,w <P ft ISC'] u A hőszivattyú vázlata és működési elve Vízmelegítés hőszivattyúval. 1 - párologtató, 2 - kompresszor, 3 - kondenzátor, 4 - expanziós szelep, 5 - ventillátor, 6 - melegvíz, 7 - szivattyú, 8 - tartály, 9 - hidegvíz, 10 - fogyasztók, 11 - kiegészítő villanyfűtés Családi házat fűtő hőszivattyú 1 - hőszivattyú, 3 - talajkollektor, 2 - napkollektor, 6 - padlófűtés, 4 - melegvíz, 5 - hőcserélő (A szerző vázlatai) válthatják-e a drága ioncserélő műgyantákat. Egy integrált áramköröket gyártó üzem nehézfémeket tartalmazó szennyvizét próbálják megtisztítani vele. Az algákat elölik és szilárdan ágyazzák be gélszerű anyagba. Azt vizsgálják, hogy a megmaradó anyagcsere- és enzimrendszer felhasználható-e a fémkiválasztásra. Az eddigi kísérletek eredményei szerint az immobi- lizált algák több mint százszor reak- tiválhatók. Chlorella vulgaris és Chlorella pyrenoidosa algákat használnak - ilyen zöldalgákat gyakran találni az édesvizekben. ÉRTELMETLEN LÉGGÖMBÖK A GYOMORBAN Amerikai orvosok oly módon próbálták lefogyasztani túlsúlyos betegeiket, hogy műanyag gömböt vezettek a gyomorba és ezt ott felfújták. A gyomor térfogatának egy részét kitöltő léggömb étkezés közben gyorsan a telítettség érzését váltotta ki - kevesebbet ettek az elhízottak. Egy tudományos vizsgálatsorozat most kimutatta, hogy felfújható léggömböt juttatni a gyomorba teljesen értelmetlen. Az elhízottak két csoportját választották a kísérlethez. Az egyik csoport tagjai gyomorballont kaptak és fogyasztó diétán tartották őket. A másik csoport tagjait csak alkalmas fogyasztó étrendre fogták. A kísérleti időszak végére mindkét csoport tagjai öt-öt kilogrammot adtak le testsúlyukból - nem a léggömbnek, hanem a fogyasztó étrendnek köszönhetően.
