AbszorpciosHutogep

Az elektromos energiafogyasztás csúcsa éppen nyárra esik, amikor a légkondícionálókat tömegesen üzemeltetik - gyakran az elektromos hálózat túlterhelésének a határán. Más szóval, amikor a legtöbb hõ olcsón rendelkezésre áll, akkor égetünk el a legtöbb szenet azért, hogy az égéshõ kb 11%-a elektromos energiaként eljusson a légkondícionáló berendezés kompresszorához. (az égéshõ kb. 1/3-ból lesz elektromos energia, és annak kb. 1/3-a jut el a fogyasztóhoz a sokszori fel-le transzformálás következtében).

Ismerjük meg a zseniális abszorpciós hűtőgép működését, hogy értelmesebben, a napenergiával, ill. a elektromos energiafejlesztő gázmotor (esetleg autó) kipufogóhőjével tudjunk hűteni.

2011-06-28 kedd 16-19h megbeszélés Budapesten (17.ker): irodalmazás, tervezés, méretezés, egy kis gép elkészítése (hogy legyen saját tapasztalat, ill. mérések céljára)

A körfolyamatban a (folyadék-gáz) expanzió munkavégzésre is használható. Ráadásul az ammónia szállítható (nem túl nagy nyomáson folyadék), az expanzió járművön is elvégezhető. Lásd Kalina-ciklus (lent).

Takács-Magyarossy-Sávolt-Sebestyénné dr.Gömöri-Szikra : Kis hûtõberendezések üzembe helyezése és javítása (ISBN 963 10 7098 0)

http://www.ideje.hu/images/Energy/AbszorpciosHutogep/

Fontos, hogy elektromos energiával fûteni az abszorpciós hûtõt túlságosan drága (kb. 4-szer több energia, mint kompresszoros megoldás): ha nincs napenergia vagy autóból vagy elektromos áram elõállításából származó hulladékhõ, akkor tényleg jobb a kompresszoros klíma.

Téli fûtésre biztosan a legjobb alapmegoldás az abszorpciós vagy a

vapor-compression

akárhonnan is származzon a hõ. A kompresszoros csak kiegészítõ megoldásként értelmes - lásd lent (kivéve azt a nagyon speciális esetet, ha már a közvetlen energiakicsatolásos "aneutronic" TermoNuklearisFuzio megoldott vagy netalántán valamilyen elektrodinamikus szabadenergia, de egyikre se vegyünk mérget, hogy hamar meglesz)

 

---

Abszorpciós hõszivattyú melegvízre ill. fûtésre

Mérnököknek jól a fejükbe verik, hogy az abszorpciós hûtõ hatásfoka annyira rossz, hogy azt "teljesen kiszorította" a kompresszoros. Ha csak elektromos energia áll rendelkezésre (hõ pedig nem: az elektromos energia elõállítása során keletkezett hulladékhõ sem !) akkor hûtésre ez igaz is. Ugyanakkor fûtésre kicsit más a helyzet, mert ott a "veszteséghõ" nem veszteség. Példákkal:

• Q=3 kompresszoros hõszivattyúval fûtünk. 1MJ elektromos energia (~12 Ft) +3MJ hûtés = 4 MJ fûtés (azaz 3Ft / MJ)
• Q=0.8 abszorpciós hõszivattyú (ez kialakítástól, bemeneti hõmérséklettõl és fokozatok számától függõen 0.6 és 1.7 közé esik) 1MJ hõenergia (~2 Ft) + 0.8 MJ hûtés = 1.8 MJ fûtés (azaz 1.1 Ft / MJ)

Vagyis:

• az abszorpciós olcsóbb hõenergiát használ, végül akár 3-szor kisebb is lehet a fûtési energiaköltség
• az abszorpciósban a mozgó alkatrész egy 15W-os kis folyadékszivattyú, míg a kompresszorosban egy jóval drágább 5kW-os tengelyteljesítményû kompresszor (az autóklíma teljesítményének kb. 5-szöröse, de a nagyobb split klímáknál is 4-5-ször nagyobb)

Persze az energiafelhasználást CHP-val optimalizálhatjuk is:

• 100 MJ égéshõbõl (~200 Ft) gázturbinával elõállítunk 30 MJ elektromos energiát vagy tengelyteljesítményt
• ezzel a 30MJ tengelyteljesítménnyel Q=3 esetén 30+90=120 MJ "meleget" tudunk varázsolni
• a 70MJ hulladékhõvel Q=0.8 abszorpciós hõszivattyúval 70*1.8=126 MJ "meleget" tud adni
• vagyis összesen 120+126=226 MJ hõt kaptunk (0.88 Ft / MJ)

 

Ez viszont már komolyabb gépészet. Ha ezen ("amortizációs") költséget is figyelembe vesszük, családi házhoz az abszorpciós hõszivattyú a nyerõ. Társasházhoz, lakótelephez vagy üzletközponthoz már megfontolandó az összetettebb megoldás is (érdemes rajta dolgozni, mert a jelenleg polcon levõ termékek vagy végtelenül gagyik - mint a legtöbb fûtéskazán - vagy nagyon drágák).

---

http://www.kekenergia.com/archiv/abszorb.html

 

A Metró-ban épp most néztem autós abszorpciós hûtõládát (a nevét elfelejtettem, valami demotric ? Az adatokat is emlékezetbõl írom, halvány eltérések lehetnek), 40eFt+AFA (=br.48 eFt), ill. 53eFt + AFA, nem tudom, mi a lényeges különbség a színen kívül. Ugyanannak a gyártmánynak nézett ki. Az olcsóbból is és a drágábból is volt 12V-os és 24V-os verzió

• 12V / 230V / Pb-gáz
• vagy 24V / 230V / Pb-gáz
• a gáz-része olyan, mint egy konvektornak az õrlángja. Biztonsági szelep, amit hõelem tart behúzva. Begyújtáskor benyomva kell tartani egy gombot, és piezo-gombbal lehet begyújtni.
• kiemelik, hogy csak 30mBar-os regulátorral, Pb-gázról szabad járatni. Földgázról vagy FaGázosító-ról sem lehet nagy nehézség üzemeltetni, vagy akár NapKollektor -ról.
• 10.5 g/óra gáz (ami 0.252 kg/nap) vagy 1.4kWh (=5MJ) / nap (=58W), vagyis akár elektromosan akár Pb-gázzal kb 1700-1800 Ft/hónap, nyilván elektromos üzemre nem optimális energiagazdaságosság szempontjából, ha feltétlen elektromos kell, akkor általában kompresszorosat használunk).
• szupercsendes, 17dB-t ír. Nincs benne szivattyú, hanem H2 segédgázas, egyébként ammóniás (emlékeim szerint töltete 160g víz, és 59g NH3)

Nem vettem, mert még a kísérletekhez is inkább kicsivel nagyobb készülék lenne jó, aminek mélyhûtõ rekesze is használható. Több szempontból a külön gázgenerátoros, ammóniatartályos, szivattyús megoldás lenne jó, ahol több elpárologtató (klíma, hûtõgép, stb...) is üzemeltethetõ ugyanarról az ammóniaforrásról.

---

Ammónia-expanziós motor (nem Kalina-ciklus)

A körfolyamatban a (folyadék-gáz) expanzió munkavégzésre is használható. 1kg NH3 1.068m3 * 600kPa => ~600kJ/kg (de a hazaszállításhoz használt vízzel csak 150kJ/kg energiasűrűség, ami elég alacsony). Az ammónia szállítható (nem túl nagy nyomáson folyadék), az expanzió járművön is elvégezhető.

A nitrogénhez képest több előnye is van:

• az N2 előállításához sok munkát használunk (Stirling hőszivattyús levegő cseppfolyósítás mellett mindenképpen).
  • ezzel szemben az ammónia a vízből olcsó hulladékhővel kihajtható
• az N2-t hőszigetelt tartályban kell tárolni
• nem túl nagy befektetéssel az ammónia kiforralása helyben, a járművön is elvégezhető (rövid utakhoz persze nem kell begyújtani a kályhát).
• a CO2 viszont alkalmasabb lehet: 7MPa körüli expanziós nyomás miatt kevesebb kell.

Hátrány (az N2-höz képest), hogy munkavégzés után az ammóniát vízben kell elnyeletni, és ezt (ha járművön történik) cipelni kell a következő üzemanyagtöltő állomásig.

Ez lenne a legegyszerűbb/leggazdaságosabb módja, hogy a nap hőjét jármű üzemanyagra konvertáljuk ? (télen pedig a fűtés melléktermékeként üzemanyagot gyártsunk). Ha komolyan vesszük, hogy 60-80 percenként egyébként is meg kell állni pihenésre, a technológia alkalmas lehet teherautóra. Fagázmotor hulladékhője szuperül alkalmas a kiforralásra (ez már IGCC - integrated gasification combined cycle).

 

---