Megújuló energiaforrásból nyert hidegenergia gazdaságossági kérdései

1. GreenTech Megújuló Energia Klaszter 1. szakmai, nyilvános konferencia Megújuló energiaforrásból nyert hidegenergia gazdaságossági kérdései Csata Zsolt Okl.energetikai mérnök, CEM Budapest 2012. június 28.

2. Hűtési körfolyamatok A hűtő körfolyamatokat a hűtőközeg minősége szerint két nagyobb csoportba lehet sorolni: • gőznemű hűtőközegű, • és gáznemű hűtőközegű. A folyamat fenntartásához szükséges energia minősége szerint: • mechanikai munkát, • meghatározott hőmérsékletszintű hőenergiát, • villamos energiát (az előadás keretén belül nem kerül bemutatásra), felhasználó hűtőkörfolyamatok.

3. Összehasonlító, Carnot körfolyamat

4. Mechanikai munkával hajtott körfolyamatok

5. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok

6. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok COP=2-4

7. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok • A kompresszort meghajthatjuk megújuló energiaforrásből termelt villamos energiával vagy közvetlenül mechanikai munkával. - fotovoltaikusan megtermelt villamos energiával vagy valamilyen megújuló energiaforrásból (deponiagáz,biogáz) származó gázzal hajtott gázmotorral. - de gázmotorral közvetlen mechanikai hajtással is megvalósítható a kompresszor hajtása.

8. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok

9. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok Biogáz Depóniagáz

10. Mechanikai munkával hajtott hűtőkörfolyamatok Biogáz Depóniagáz

11. Természetes hűtés, passzív hőszivattyúReverzibilis hőszivattyú üzemmód Forrás: www.acrux.hu

12. Meghatározott hőmérsékletszintű hőenergiával hajtott hűtőkörfolyamtok

13. Meghatározott hőmérsékletszintű hőenergiával hajtott hűtőkörfolyamtok • Ab-vagy adszorpciós hűtőkörfolyamatok • Gőzsugár-kompresszoros hűtőkörfolyamatok

14. Abszorpciós hűtőkörfolyamat elvi kapcsolási vázlata Forrás:Bihari P. • Meghajtható >=65°C-os hőforrással, amely származhat napeneriából, biomassza és biógázok eltüzeléséből stb. • Közegpárok: LiBr/H2O, H2O/NH3 • COP=0,6-0,7

15. Egyszeres hűtési hatású abszorpciós hűtőkörfolyamatelvi p-t-x diagramja Forrás: AustrianEnergyAgency

16. Kétszeres fűtésű abszorpciós hűtőkörfolyamat • tbe ~170°C • COP=1,2 Forrás: Kim, D.S.-Ferreira, I. C.A.

17. A fél vagy kétlépcsős hűtési hatású abszorpciós körfolyamat • tbe ~60-70°C • COP=0,4 Forrás: Kim, D.S.-Ferreira, I. C.A.

18. GAX (Generator-AbsorberHeatexchanger) abszorpciós hűtési körfolyamat • tbe ~140-190°C • COP=1,5 Forrás: Kim, D.S.-Ferreira, I. C.A.

19. Diffúziós-abszorpciós hűtőkörfolyamat blokkvázlata • tbe ~70-80°C • COP=0,3 Forrás:Jakob, U.- Eicker,U.

20. Adszorpciós hűtés • tbe ~60-80°C • COP=0,4-0,6 Forrás:Motta, M.

21. Gőzsugár-kompresszoros vagy ejektoros hűtés • tbe >100°C • COP=0,2-0,6 Forrás: Yapici, R. -Yetis, C.C.

22. Összegzés Azt hogy milyen megújuló energiaforrással megvalósítható hűtési rendszert tervezünk az mindig az aktuálisan adott műszaki és gazdasági lehetőségektől függ, ezen szempontoktól eltekintve én mégis a következő alkalmazási rangsort állítanám fel: • Gázmotorral (közvetten vagy közvetlenül meghajtott hőszivattyú, hűtőberendezés) • Ab-vagy adszorpciós hűtés megvalósítása megújuló energiaforrás bevonásával • Napelemmel megvalósított hűtés

23. Napenergiával hajtott hűtés tapasztalatai Magyarországon

24. Napenergia hasznosítása fűtésre, hűtésre és HMV melegítésre

25. Napenergia hasznosítása hűtésre és fűtésre A berendezések elhelyezése: Termelési adatok: 2009.04.20.-2011.03.31 hideg e. - 1162 MWh fűtés - 113 MWh HMV - 277 MWh

26. A rendszer elemei Napkollektorok: 384 pc Climasol T270 síkkollektor(1036 m2) • Abszorpciós hűtő: • Climasol XZR 70/250 • Pn= 250 kW, tsol= 75°C, tw= 7°C, tcw= 32°C Nedves Hűtőtorony: Pn= 670 kW, ta= 35°C, RH= 45% Monitoring rendszer:

27. Az abszorpciós hűtő teljesítménye 2009. augusztus 1- 31.

28. Abszorpciós hűtő névleges teljesítménye a bővítés előtt és után

29. Az abszorpciós és kompresszoros hűtők teljesítménye

30. Az abszorpciós hűtő teljesítménye

31. Abszorpciós hűtőbe be és kilépő hűtött víz hőmérsékletei

32. Kompresszoros hűtőbe be és kilépő hűtött víz hőmérsékletei

33. Hűtőtoronyba be és kilépő hűtővíz hőmérséklet

34. A hűtő névleges teljesítménye a hajtóközeg hőmérsékletének függvényében

35. A légfűtés termikus teljesítménye 2009. november 19.

36. A légfűtés termikus teljesítménye 2010. február 8.

37. Légfűtés teljesítménye

38. A légfűtés és HMV termelés 2010. február 21.

39. Összefoglalás 1. • bizonyította egy alacsony hőmérsékleten (az eddig szokásos alkalmazásoktól eltérően 80-90°C helyett 60 - 70 °C-on) már stabilan és gazdaságosan üzemelő, viszonylag nagy névleges hűtési teljesítményű (250 kW) abszorpciós hűtőgép rendszerbe illeszthetőségét, • a rendszer az igény szerint, nyáron hűtésre a fűtési időszakban a szellőztetéshez szükséges friss levegő melegítésre szolgál. Mindemellett a hűtéssel és fűtéssel párhuzamosan jelentős mértékben hozzájárul a használati víz melegítéséhez

40. Összefoglalás 2. • kiváltja a kompresszoros hűtés villamos-energia, valamint a melegvíz és légmelegítés földgáz igényét, csökkenti a kiváltott villamos-energia előállítása és a földgáz eltüzelése során elkerülhetetlenül keletkező szennyező- és üvegház hatású gázok keletkezését, • bizonyítja, hogy síkkollektorok alkalmazásával is megvalósítható a szolár hűtés, és fűtés, (az újonnan létesített épületek szellőző rendszerét célszerű úgy kialakítani, hogy ezt lehetővé tegye),

41. Összefoglalás 3. • lehetőséget nyújt a továbbfejlesztéshez szükséges K+F és üzemviteli tapasztalatok szerzésére, az oktatásban történő alkalmazásában, • Megállapítható ugyanakkor az is, hogy a napenergiás hűtéshez alkalmazott berendezések és a fosszilis energiahordozók jelenlegi ára mellett, a napenergiával hajtott hűtés támogatás nélkül, csak üzleti alapon nem fog terjedni.

42. XVIII. Magyar Innovációs Nagydíj bírálóbizottsága kiemelt elismerésben részesítette

43. Köszönöm a figyelmet!