NAPENERGIA

1
NAPENERGIA
2
A probléma az energia tárolási nehézségeiben
rejlik az egyik megoldás a minél több energia
minél hosszabb távú eltárolása. A másik pedig az,
hogy a felesleges energiát a villamos hálózatra
kell irányítani, és amikor hiányunk támad az
energiából, onnan kell visszapótolni. Ez utóbbi
megoldás a hazai villamos szolgáltatók
érdektelenségén rögtön elbukik. Hazánk idojárási
jellemzoi
3
Az éghajlat kialakításánál alapveto az a sugárzó
energia, amely a Napból a földfelszínre jut.
Jellemzésére a globális sugárzás szolgál, értékét
MJ / m2 egységben fejezzük ki.
4
A besugárzás évi összege hazánk túlnyomó részén a
4100-4700 MJ / m2 értékek közé esik. A legtöbb
besugárzást júliusban kapjuk, annak ellenére,
hogy a nappalok már valamivel rövidebbek, a Nap
delelési magassága kisebb, viszont a felhozet
mennyisége csekélyebb, mint nyár elején.
Legcsekélyebb a besugárzás decemberben, a nagy
borultság és a rövid nappalok miatt. A besugárzás
energiahozama mellett fontos tudnunk, hogy milyen
hosszú idon át érkezik ez az energia a
földfelszínre. Errol a napsütéses órák száma ad
tájékoztatást. A napsütés tartamát csillagászati
és éghajlati tényezok befolyásolják.
a Magyarországra érkezo homennyiség éves eloszlása
5
Látható, hogy egy felhotlenebb nyári napon akár
21 kJ energia is érheti a felszínt (/m2/nap),
ebbol kb. 400 - 500 W (ho) energiát jelent
négyzetméterenként. Ez az energia persze teljes
egészében nem hasznosítható, így a különbözo
veszteségekkel együtt kb. 150 W forgatható be a
háztartásba négyzetméterenként.
A magyarországi napfénytartam éves megoszlása
6
Az éves napfénymegoszlásból következik a
napenergia egyik - s talán legkomolyabb -
hátulütoje a napsugárzás a téli hónapokban a
legcsekélyebb, pont amikor a futésre a legnagyobb
szükségünk szokott lenni. Éppen ezért a
napenergia futéscélú hasznosítása hazánkban
mindenképpen csak egy futésrendszer
kiegészítéseként használható. Házi melegvíz
hasznosítás esetén pedig vagy a nyári hónapokhoz
képest jelentosen túl kell méretezni a rendszert,
vagy szintén kiegészíto futést kell alkalmazni a
téli hónapokban. Tálcán kínálja magát a
legkézenfekvobb megoldás a napkollektor és a
hoszivattyú kombinációja.
vagy fekete rézcso hullámlemez-tükör
fókuszpontjaiban, üvegházban
7
(No Transcript)
8
sörösdobozokból is lehet
9
Stirling-motor, Rankine- ciklus
10
Robert Stirling, 1816 elotte a gozgépek
felrobbantak ? balesetek stirling-motor
levegomotor ? kevésbé veszélyes
A robbanómotorok rohamos elterjedése a gozgéppel
együtt a helyigényes Stirling-motorokat is a
hátétbe szorította, és csak napjainkban kezd
ismét terer hódítani a techológia, egyrészt a jól
alkalmazható anyagoknak köszönhetoen, másrészt
pedig mert a megújuló energiákkal és a CHP (
Combinated Heat and Power - kombinált ho- és
villamosenergia eloállítás kombinált ciklus)
rendszerekkel jól összekötheto. A mai
Stirling-motorok hatékonyságukban lassan
felülmúlják a dízel- és benzinmotorokat
teljesítmény-súly arányukban. Csendes üzemelésük
és környezetbarát (emissziómentes) muködésük
egyre szélesebb teret szorít nekik
mindennapjainkban.
A Stirling-motor muködési elve A
Stirling-motoroknak több változata létezik, ld.
Koici Hirata (www.bekkoame.ne.jp/khirata/english
) animációit. A Stirling-motorokban többnyire két
dugattyú mozog, egymással 90-os szöget bezárva.
Az egyik nem illeszkedik teljesen a henger
falához, feladata a levego mozgatása, "terelése"
(kiszorító-dugattyú). A másik illeszkedik a
henger falához, ennek feladata a hengerben
található gáz nyomásának változtatása
(teljesítmény-dugattyú). A Stirling-motorban
teljesítmény dugattyú végzi az effektív munkát,
és a kiszorító-dugattyút is ez mozgatja. A
Stirling-motort voltaképpen ez a
nyomás-homérséklet változás hajtja. A mozgást
szintén majdnem minden motornál négy fázisra
lehet osztani (Rankine-ciklus).
A Stirling-motor változatai alfa
Stirling-motor Az alfa Stirling változat két
külön dugattyúval rendelkezik, egyik a meleg
hocseréloben, a másik a hideg hocseréloben. Ennek
a típusnak a az egységnyi térfogatra eso
teljesítménye nagy, de nehézségek merülnek fel a
tömítéssel, mivel az egyik dugattyú állandó magas
homérsékleten üzemel.
11

• tágulás
• a legtöbb gázmolekula az alsó, futött hengerben
  van
• itt felmelegszik ? kitágul ? mindkét dugattyút
  befelé nyomja

2. gáz áramlása a gáz kitágult, de jelentos
része még a forró hengerben van
3. összehúzódás a gáz nagyrésze a hideg hengerbe
áramlott ? lehül ? összehúzódik ? kifelé mozgatja
mindkét dugattyút
4. gáz áramlása az összehúzódott gáz még a hideg
hengerben van, a lendkerék visszaforgatja a
fotengelyt a kiindulási állapotba ? a gázt
visszanyomja a meleg hengerbe ? a ciklus
befejezodött
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
béta Stirling-motor egyetlen hengerben egy
teljesítmény-dugattyúja és ezt körülvevo második
dugattyúja van, mely az elso dugattyúval egy
tengely mentén mozog. A második dugattyú hézaggal
illeszkedik a hengerbe, nem szolgáltat hasznos
munkát, csupán arra szolgál, hogy a gázt a forró
kamrából a hideg kamrába tolja. Amikor eléri a
hideg hengervéget, a lendítokerék átsegíti a
holtponton és megkezdi a hideg gáz átnyomását és
komprimálását a meleg hengerbe. Ez a konstrukció
elkerüli az alfa változatnál felmerülo
problémákat.
15
gamma Stirling-motor
16
Stirling-motorok CHP-alkalmazása
17
Egy új fejlesztésu 35 kWe Biomassza üzemu
Stirling motoros berendezés
18
CHP alkalmazás energiamegoszlása
egy biomassza tüzelésu Stirling-motorral
kibovített kazán energiamegoszlási diagrammja
A biomassza a kazánban kerül elégetésre, a távozó
füstgáz eloször a belépo égési levegot
elomelegíti, majd az ECO-n leadja a hojének egy
részét a futési víznek. Az eltávozó füstgáz
maradék hoje veszteségnek számít. Az égési levego
hojébol dolgozik a Stirling-motor is, a beérkezo
140 kW-ból 35 kW villamos áramot termel, a
maradék ho pedig szintén az ECO-ra kerül (CHP
elv). A berendezés sugárzott hovesztesége 5kW az
ábra szerint. A berendezés teljese hatásfoka (254
kW / 300 kW) 85, villamos hatásfoka 12,
termikus hatásfoka 73.
19
másik alkalmazás
Elgázosító kazánnal muködtetett CHP rendszer,
Stirling-motorral
20
Stirling-hutogép (kriogenikus hutés)
A Stirling-motor muködése megfordítható ha a
tengelyt forgatjuk, a kamrákon hofok különbség
mérheto. Az elso Stirling hutogépeket a Philips
fejlesztette ki az 1950-es években és többek
között folyékony nitrogén gyártáshoz használták.
1990-ig több típust készítettek, ekkor
feloszlatták a vállalatot, helyébe a Stirling
Cryogenics Refrigeration BV-ot alapították,
mely ma is termel. Érzékelok hutésére sokféle kis
Stirling hutogépet használnak. Az ábrán látható
kriogenikus huto két fokozatban végzi a hutést,
az elso fokozat 80 K-ig, a második fokozat pedig
20-40 K-ig.
21
A Stirling-motor elonyei Az égés kivül zajlik le,
ezért a levego-tüzeloanyag-keveréket sokkal
pontosabban lehet szabályozni. A hoforrás
folytonos égést kíván, ezért az elégetlen
füstgázok mennyisége elenyészo. Sok
Stirling-motor csapágyazása a hideg oldalon
helyezkedik el, ezért a kenést egyszerubb
megoldani és a kenoanyag élettartama két
olajcsere között hosszabb lehet. Az egész motor
sokkal kevésbé bonyolult szerkezet, mint a
belsoégésu motorok. Nincsenek szelepek, a
tüzeloanyag és beömlo rendszer sokkal
egyszerubb. Sokkal kisebb nyomáson üzemelnek,
ezért sokkal biztonságosabbak mint a
konvencionális hoerogépek. A kisebb üzemnyomás
könnyebb szerkezeti elemek beépítését teszi
lehetové. Nagyon nyugodt járású szerkezetet lehet
kivitelezni, muködéséhez nincs szüksége külso
levegore, így tengeralattjárókon ideális erogép
lehet. Igéretesnek tunik alkalmazása
repülogépeken csendesebbek, kevésbé szennyezik a
környezetet, megorzik hatásfokukat a magasságtól
függetlenül, megbízhatóbbak, mert kevesebb
alkatrészbol állnak, elmarad az indítóberendezés,
kisebb rezgésszinten üzemelnek, az üzemanyaguk
kevésbé robbanásveszélyes. A Stirling-motor
hátrányai A Stirling-motor hideg és meleg oldali
hocseréloi költséges szerkezetek, ezek nyomásálló
és korrózióálló kivitelben kell, hogy
készüljenek. Ez megnöveli a költségeket különösen
akkor, ha jó hatásfokú motort kell
készíteni. Különösen kis homérsékletkülönbség
esetén a hideg és meleg oldal között a motor
méretei sokkal nagyobbak az azonos teljesítményu
belsoégésu motorokhoz képest a nagy hocserélok
miatt. A környezet felmelegítésekor keletkezo
hoveszteség a legnagyobb akadálya annak, hogy
Stirling-motorokat alkalmazzanak gépkocsi
hajtására. Ez azonban nem hátrányos házaknál,
ahol a hoveszteséget jól fel lehet használni
melegvíz eloállítására és futésre. A
Stirling-motort nem lehet gyorsan beindítani,
lassú felmelegedésre van szüksége. Ez ugyan a
belsoégésu motorokra is igaz, de a felfutéshez
szükséges ido itt sokkal hosszabb. A leadott
teljesítményt nehéz változtatni, gyors
változtatás nem is lehetséges. A teljesítményt
vagy a dugattyú lökethosszának változtatásával
vagy az áramló gáz mennyiségével lehet
szabályozni. Ez hibrid hajtásokban és
alaperoforrásoknál, ahol állandó teljesítményre
van szükség, kevéssé problematikus. A hidrogént
kis molekulasúlya ideális munkaközeggé teszi, de
a hidrogént kicsi molekulái miatt nagyon nehéz
zárt térben tartani szivárgás nélkül.
22
alkalmazások
A stirling-motor egyik nagy elonye, hogy a gáz
állapotváltozásaira épül a mozgatása. Az urben a
rendkívül alacsony külso homérsékleten egy
viszonylag alacsony homérsékletu futoberendezés
is mozgásba tudja hozni a motort.
A képen látható berendezés (75 kWel
Stirling-motor Dániában) héliummal van feltöltve,
melynek maximális nyomása 4.5 MPa. A nyolc
forróho - cserélo mindegyikéhez egy-egy henger
tartozik. Ezek a hocserélok úgy lettek
kialakítva, hogy két láng érhet 4-4 egységet. A
berendezésben található egy aszinkron generátor,
mely 1000 fordulatszámon csatolható a hálózatra
(50 Hz AC). Naptányérok mozgatásához
Feltételezhetoen oseink sem szerették a slágereik
hallgatását megszakítani kényszerszünetekkel, pl.
a kurblizással. Akkoriban nem volt olyan egyszeru
a lejátszót bedugni a konnektorba, a távirányító
"puhányító" megjelenése is csak talán egy kósza
gondolat volt akkoriban részükrol. De mivel a
kényelem és a találékonyság nem ismer(t)
határokat, így a Paillard Maestrophone üzemében
megvalósították a vevok álmát, az alkohol
tüzelésu -Stirling-motorral hajtott- gramofont.
Elképzelhetjük a képet nézegetve, amint Sir
Francis, viszkijébol egy keveset löttyint a
gramofonba, hogy kedvenc dívájának áriáját még
egyszer mély beleéléssel végighallgathassa .. A
"csodamasinát" 1910 környékén építették, és a bal
oldali kis kiálló kürto nem a zenei élményt
fokozta (stereo?), hanem az elégetett alkohol
gázait szelloztette ki. A gramofont felszerelték
egy ötletes kupplunggal, ami a lemezcsere idejére
leválasztotta az állandóan muködo
Stirling-motorról a lemez tárcsáját.
23
üzemanyagcella
24
A fuel cell is an electrochemical conversion
device. It produces electricity from fuel (on the
anode side) and an oxidant (on the cathode side),
which react in the presence of an electrolyte.
The reactants flow into the cell, and the
reaction products flow out of it, while the
electrolyte remains within it. Fuel cells can
operate virtually continuously as long as the
necessary flows are maintained. Fuel cells are
different from electrochemical cell batteries in
that they consume reactant from an external
source, which must be replenished -- a
thermodynamically open system. By contrast
batteries store electrical energy chemically and
hence represent a thermodynamically closed
system. Many combinations of fuel and oxidant are
possible. A hydrogen cell uses hydrogen as fuel
and oxygen (usually from air) as oxidant. Other
fuels include hydrocarbons and alcohols. Other
oxidants include chlorine and chlorine
dioxide. A fuel cell works by catalysis,
separating the component electrons and protons of
the reactant fuel, and forcing the electrons to
travel though a circuit, hence converting them to
electrical power. The catalyst typically
comprises a platinum group metal or alloy.
Another catalytic process takes the electrons
back in, combining them with the protons and
oxidant to form waste products (typically simple
compounds like water and carbon dioxide). A
typical fuel cell produces a voltage from 0.6 V
to 0.7 V at full rated load. To deliver the
desired amount of energy, the fuel cells can be
combined in series and parallel circuits, where
series yield higher voltage, and parallel allows
a stronger current to be drawn. Such a design is
called a fuel cell stack. Further, the cell
surface area can be increased, to allow stronger
current from each cell.
Proton exchange fuel cells
25
(No Transcript)
26
Fuel cell efficiency The efficiency of a fuel
cell is dependent on the amount of power drawn
from it. Drawing more power means drawing more
current, which increases the losses in the fuel
cell. As a general rule, the more power (current)
drawn, the lower the efficiency. Most losses
manifest themselves as a voltage drop in the
cell, so the efficiency of a cell is almost
proportional to its voltage. For this reason, it
is common to show graphs of voltage versus
current (so-called polarization curves) for fuel
cells. A typical cell running at 0.7 V has an
efficiency of about 50, meaning that 50 of the
energy content of the hydrogen is converted into
electrical energy the remaining 50 will be
converted into heat. (Depending on the fuel cell
system design, some fuel might leave the system
unreacted, constituting an additional loss.)
elektromos energia futés
27
Direct-methanol fuel cell
28
NiMH akku termodinamikailag zárt rendszer (ld.
Nickel-metal-hydride_batterie.doc)
nagyteljesítményu NiMH-akku gépjármube
29
Toyota Prius (ld. Hybrid_vehicle.doc)
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
(No Transcript)
33
(No Transcript)
34
geotermikus energia
35
A geotermikus energia ( földi ho) a Föld
belsejében tárolt hoenergia kinyerésébol származó
energia. A Föld belsejében lefelé haladva
kilométerenként átlag 30 C-kal emelkedik a
homérséklet. Magyarországon a geotermikus
energiafelhasználás 1992-es adat szerint 80-90
ezer tonna koolaj energiájával volt egyenértéku.
A geotermikus energia korlátlan és folytonos
energia nyereséget jelent. Termálvíz formájában
viszont nem kiapadhatatlan forrás. Kitermelése
viszonylag olcsó, a levegot nem szennyezi.
A Nesjavellir geotermikus eromu Izlandon
Geotermikus eromu a Fülöp-szigeteken
36
(No Transcript)
37

• története
• A geotermikus források felfedezése egészen a
  római idokig nyúlik vissza. Legeloször a
  termálvizet alkalmazták, elsosorban gyógyászati,
  háztartási és pihenési célokra. Egykoron a brit
  római fürdovárosok a hévízforrásokat csohálózat
  segítségével közvetlenül hasznosították. A
  rómaiak a hévizet a szem és borbetegségek
  kezelésére, míg Pompeiben az épületek futésére
  használták. Új-Zélandon az elso polinéziai
  betelepülok akik az európai hatástól zavartalanul
  éltek ezer éven keresztül a 18. századig, a
  geotermikus hoforrások gozét a fozésben, a
  termálvizet pedig a fürdésben, mosásban és a
  gyógyításban hasznosították. A hévizek futésben
  és gyógyászatban való alkalmazása a modern
  világban ismét aktuálissá vált.
• A 19. században a technika fejlodésével lehetové
  vált a felszín alatt rejlo termikus eroforrások
  felfedezése és feltárása. Toscanában a
  természetes geotermikus energiát a bór és az
  ammónium vegyületek feldolgozására használták.
  Itt a geotermikus folyadékok voltak a
  legfontosabb bórforrások, míg a hoenergia
  mellékes volt.
• Az elektromos energia termelése 1904-ben indult
  meg Piero Ginori Conti herceg munkássága által és
  1913-ban a larderelloi eromuben 250 kW energiát
  állítottak elo. A larderellói eromu komplex
  jelenlegi teljesítménye meghaladja a 400 MW-ot és
  ezt egy fejlesztési program segítségével 880
  MW-ra szeretnék növelni.
• Másodjára Új-Zélandon, a Wairakei térséget
  fejlesztették az 1950-es évek elején, az
  észak-kaliforniai "Gejzír-mezo" után, ahol
  1960-ban indult meg a termelés. A világon ez
  utóbbi térséget fejlesztik a leginkább
  napjainkban, hiszen teljesítménye 2800 MW.
• Franciaországban 1960 óta több mint 200 000 lakás
  futését oldják meg termálvíz segítségével.
  Olaszország és Izland a vulkanikusan legaktívabb
  két európai ország, a Közép-Atlantikum vulkáni
  hátságán fekszenek, ennek ellenére a legfobb,
  geotermikus energiát hasznosító nemzetek a
  Csendes-óceáni lemezszegély mentén
  csoportosulnak. Japán, a Fülöp-szigetek és Mexikó
  a jelenlegi technológia fejlesztésén dolgoznak.
• Idoközben tervek készültek a geotermikus ho
  közvetlen felhasználásának lehetoségére, a
  távfutésben és a mezogazdaságban. E téren Japán,
  Kína, a volt Szovjetunió utódállamai,
  Magyarország valamint Izland a fontosabb
  termelok. Az új technológiákat Franciaországban
  és más nyugat-európai országokban dolgozták ki.
• Napjainkban a geotermikus energiát számos
  területen alkalmazzák
• A mezogazdaságban az üvegházak futése
• Lakások, lakótelepek futése
• Villamosenergia termelés

38
A geotermikus energia kitermelése

• A geotermikus energia kinyerési tartománya a
  csekély mélységtol egészen a több km mélyen levo
  forróvízig terjedhet (esetleg egészen a magmáig).
  1.5 km-nél mélyebb kutakat is fúrnak, ahonnan
  goz, vagy igen forró víz nyerheto ? többféle
  alkalmazási lehetoség
• 1. hagyományos geotermikus alkalmazások
• hagyományos eromu mérsékelten meleg termálvízzel
  a víznél alacsonyabb forráspontú folyadékot
  elgozölögtetnek, ezzel hajtják a turbinákat
• mély kutakból érkezo forró vízzel melegítik a
  folyadékot.
• száraz goz eromuvek, ahol közvetlenü a gozzel
  hajtják a turbinákat
• mély kutakból feltöro nagynyomású forróvizet
  tartályokba engedve a nyomása csökken ? goz
  keletkezik, ezzel hajtják a turbinákat
• 2. közvetlen futés a felszín alatti meleg vizet
  futésre/melegítésre használják (épület,
  halgazdaság, tej pasztörizálása, járda,
  útburkolat futése, stb)
• 3. hoszivattyú a földfelszín alatti kb. 3 m-es
  réteg mindenhol egyforma homérsékletu, ?10-15 oC,
  állandó. A hoszivattyú a földbe befúrt
  csorendszer és hocserélo a lakásokat télen
  futik, nyáron huteni lehet
• vagy közvetlenül, hocserélo nélkül
• a geotermikus energia elonyei
• nem kell üzemanyag ? gyakorlatilag nincs
  emisszió, független az üzemanyag árától,
  független az energiaforrástól, nem úgy mint pl. a
  szél- vagy napenergia ? majdnem állandó
  kapacitással üzemelhet
• gyakorlatilag fenntartható energiaforrás (mert a
  hokivonás sokkal kisebb, mint a Föld teljes
  rendelkezésre álló homennyisége)
• geotermikus 1-8 hold/MW nukleári eromu 5-10
  hold/MW széneromu 18-20 hold/MW
• kis geotermikus eromu ? kis energiaigény nagy
  eromu ? akár egész városok ellátása is
• hátrányai
• a geoterm. víz sokszor korrozív (gáz- és só), nem
  túl magas homérsékletu ? alacsony hatásfok, a
  hoenergia jelentos része elvész, hacsak nem lehet
  egyedileg hasznosítani (pl. greenhouse,
  furészmalom, távfutés) talajhomérséklet-változás,
  futés hatásfokának csökkenése, kis mértékben van
  CO2 stb kibocsátás

39
terület vulkánok száma teljesítményMWe
USA 133 23 000
Japán 100 20 000
Indonézia 126 16 000
Fülöp-szigetek 53 6 000
Mexikó 35 6 000
Izland 33 5 800
Új-zéland 19 3 650
Olaszország (Toszkána) 3 700
40
lásd még késobb a futési rendszereket is.
41
(No Transcript)
42
Felho-és csapadékképzodés, a víz körforgása és
annak következményei, a levego páratartalma és
annak vizsgálata különféle módokon
43
kút közlekedoedény
44
India
Németország
45
szívókút
nyomókút
Arkhimédeszi csavar Ez a szivattyú igen régi
múltra tekinthet vissza, elso leírását
Arkhimédész adta, de elotte is használták. Az
elso ilyen szerkezetet Mitridátész király
kertjében helyezték üzembe, kr.e. 131-ben. A
szerkezet egy csobol áll, melynek egyik vége a
kiemelendo vízbe merül, a csoben pedig a két
végén csapágyazott tengelyre erosített
csavarfelület alakú lemez helyezkedik el. A
tengelyt megfelelo irányba forgatva a csavar
vizet szállít. Késobb vályúval is építették,
amibe úgy helyezték bele a csavart, hogy a beton
még képlékeny volt. Majd megforgatva a csavart
saját maga vájta ki a megfelelo simaságú árkot.
Kötés után a csavar éleit megtisztították a
betontól, és visszahelyezve a vályúba tökéletesen
tömített. Az 50-es években igen elterjedt volt a
szennyvízkezelésben, mert szilárd részecskékre
(akár még nagyobb gallyakra is) teljesen
érzéketlen volt.
46
Merítomuvek A merítomuvek (merítokerék,
láncoskerék) az emberi erovel való vizmerés
többé-kevésbé gépesített megoldásai.
Térfogatkiszorítási elven muködo szivattyúk Ha
egy tartály térfogatát változtatjuk úgy, hogy egy
nyíláson keresztül csovezetékhez kapcsolódik,
akkor a tartály térfogatának növelésével a csobol
folyadékot vagy gázt lehet áramoltatni a
tartályba, a térfogat csökkentésével a közeg a
tartályból a csovezetékbe áramlik. Ezt az elvet
felhasználva igen változatos szerkezeti
megoldások születtek.
47
háromorsós csavarszivattyú
fogaskerék szivattyú
dugattyús szivattyú
48
Örvényszivattyúk Az örvényszivattyúk lényeges
szerkezeti eleme a járókerék, mely több,
radiálisan elhelyezett lapátot tartalmaz. A
szívócsonkon beszívott folyadék a járókerékbe
belép, végighalad a lapátok között, a forgórész
lapátjai pedig a motor által szolgáltatott
nyomatékot átadják a folyadékáramnak, ezzel megno
a folyadék össznyomása, majd a csigaházon
érintolegesen kialakított nyomócsonkon keresztül
a folyadék távozik a szivattyúból.
centrifugál- szivattyú
49
többlépcsos centrifugál szivattyú nagyobb nyomás
eloállítására (pl. kazánok tápszivattyúja)
Az örvényszivattyúra jellemzo a jelleggörbéje,
amit méréssel szoktak megállapítani a szivattyút
zárt tolózárral elindítják, majd a tolózárat
fokozatosan kinyitják és az egyes pontokban
megmérik a nyomást és a hozzá tartozó
folyadékszállítást (a másodpercenként szállított
folyadékmennyiséget). A szivattyú minden
fordulatszámához más-más jelleggörbe tartozik
(2). Az, hogy a beépített szivattyú mennyi
folyadékot szállít, az a szivattyú és az adott
csovezeték jelleggörbéjétol (1) függ, a két görbe
metszéspontjánál alakul ki a munkapont. Régi
tapasztalat, hogy a szivattyúk 10 m-nél
mélyebbrol nem tudják felszívni a vizet. Ennek az
az oka, hogy a légkör nyomása ilyen magas
vízoszloppal tud egyensúlyt tartani. Ha ennél
mélyebbrol akarjuk kiszívni a vizet, a nyomás a
csoben zérusra csökken és a folyadékoszlop
elszakad. A valóságban ennél kisebb a biztonságos
szívás mélysége, mivel a szivattyú járókerekénél
a felgyorsult folyadék nyomása lecsökken és
kavitáció lép fel.
centrifugálszivattyú jelleggörbéje
50
jet-szivattyú (gázos vizekhez)
51
kútfúrás
52
Vízemelo kos A vízemelo kossal egy tóból vagy
medencébol lehet nagyobb magasságra szivattyúzni
vizet anélkül, hogy bármilyen külso
energiaforrásra volna szükség. A szivattyú
rúgóval terhelt A szelepét kinyitva a víz a
medencébol egyre gyorsuló sebességgel áramlik a
szabadba mindaddig, amíg a rúgó a szelepet be nem
csukja. Ekkor a folyadék hirtelen megállításából
eredo nyomásnövekedés kinyitja a szivattyú
tetején elhelyezett B szelepet és a nyomás a
vizet a felso tartályba nyomja. Addig tart a
folyadékszállítás, amíg a vízszintes csoben lévo
folyadék mozgási energiáját fel nem emészti.
Ekkor a B szelep bezárul, és hirtelen nyomásesés
történik. Ez a folyadékban lengést indít, melynek
során az A szelep ismét kinyit és a folyamat
megismétlodik.
53
Mammut-szivattyú A Mammut-szivattyú, vagy
légnyomásos vízemelo a vizet nagynyomású levego
vagy más gáz segítségével szivattyúzza. A
szerkezet egy nagy átméroju függoleges csobol
áll, mely belemerül a kiszivattyúzandó vízbe.
Ebbe a csobe felülrol nyúlik be a nyomóvezeték
csöve, melybe alulról bevezetik a kompresszor
által szállított levegot. A levego kisebb
fajsúlya révén buborékok formájában felemelkedik
és mozgás közben magával ragadja a vizet is.
Hatásfoka alacsony, 25-45, azonban nem érzékeny
a víz szennyezettségére és arra, ha a szívott
térbol leszívja az összes folyadékot.
Torlónyomás-szivattyú Ha egy derékszögben
meghajlított csövet a vízbe merítve gyorsan
mozgatunk szabad nyílása irányába, akkor a
torlónyomás a folyadékot áthajtja a csövön, így a
szerkezet szivattyúként muködik. Ezt az elvet
hasznosították az Egyesült Államok egyes
gozmozdonyain, melyek úgy tudtak megállás nélkül
pótvizet felszippantani, hogy a két sín között
elhelyezett vízmedencébe nyújtottak le szájával a
menetirányba állított csövet. Hasonló megoldást
használnak tuzoltó repülokön, ahol a repülogép
tuzoltásra szolgáló víztartályait töltik igen
gyorsan ezzel a módszerrel.
54
németországi vízmu, elektromos meghajtású
szivattyú
55
Contamination Shallow pumping wells can often
supply drinking water at a very low cost, but
because impurities from the surface easily reach
shallow sources, a greater risk of contamination
occurs for these wells when they are compared to
deeper wells. In shallow and deep wells, the
water requires pumping to the surface in
artesian wells, conversely, water usually rises
to a greater level than the land surface when
extracted from a deep source. Well water for
personal use is often filtered with reverse
osmosis water processors this process can remove
very small particles. A simple, effective way of
killing micro organisms is to boil the water
(although, unless in contact with surface water
or near areas where treated wastewater is being
recharged, groundwater tends to be free of micro
organisms). Alternately the addition of 1/8
teaspoon (0.625 mL) of bleach to a gallon (3.8 L)
of water will disinfect it after a half
hour. Contamination of groundwater from surface
and subsurface sources can usually be
dramatically reduced by correctly centering the
casing during construction and filling the casing
annulus with an appropriate sealing material. The
sealing material (grout) should be placed from
immediately above the production zone back to
surface, because, in the absence of a correctly
constructed casing seal, contaminated fluid can
travel into the well through the casing annulus.
Centering devices are important (usually 1 per
length of casing or at maximum intervals of 30
feet/9 m) to ensure that the grouted annular
space is of even thickness.
56
Anthropogenic contamination Contamination related
to human activity is a common problem with
groundwater. For example, benzene, toluene,
ethylbenzene, and total xylenes (BTEX), which
come from gasoline refining, and
methyl-tert-butyl-ether (MTBE), which is a fuel
additive, are common contaminants in urbanized
areas, often as the result of leaking underground
storage tanks. Many industrial solvents also are
common groundwater contaminants, which may enter
groundwater through leaks, accidental spills or
intentional dumping. Military facilities also
produce considerable amounts of groundwater
contamination, often in the form of solvents like
trichloroethylene (TCE). Cleanup of contaminated
groundwater tends to be very costly. Effective
remediation of groundwater is generally very
difficult. Natural contaminants Some very common
constituents of well water are natural
contaminants created by subsurface mineral
concentrations. Common examples include iron,
magnesium and calcium. Large quantities of
magnesium and calcium ions cause what is known as
"hard water". Certain contaminants such as
arsenic and radon are considered carcinogenic.
and therefore chronic contaminants. Other natural
constituents of concern are nitrates and Coliform
bacteria, both of which are considered acute
contaminants and may seriously sicken persons
considered to be "at risk", mainly the elderly,
infirm and infants. Also of consequence can be
radionuclides such as radium, uranium and other
elements. Upon the constructon of a new test
well, it is considered best practice to invest in
a complete battery of chemical tests on the well
water in question. Point-of-use treatment is
available for individual properties and treatment
plants are often constructed for municipal water
supplies that suffer from contamination. Most of
these treatment methods involve the filtration of
the contaminants of concern, and additional
protection may be garnered by installing
well-casing screens only at depths where
contamination is not present.
57
(No Transcript)
58
futés
59
(kazán kell)
lemez
öntöttvas
goz futésu
60
vízteres kandalló
61
pl. hutogép (légkondicionáló is) egy tartályt
a környezeténél (T1) alacsonyabb T2 hom.-en tart
munkavégzéssel vonja el a hot a tartályból
pl. hoszivattyú épület (T1) futése a
szomszédos tóból, talajból, (T2) elvont hovel,
munkavégzés
mindketto megfordított Carnot-körfolyamat
62
körfolyamatok
Carnot, 1824 (gozgépek tökéletesítése)
hatásfok
63
példák, alkalmazások A SZOBÁK, LAKÁSOK
KLÍMÁJA 1.Hogyan védekezhetünk a lakásban a
hoség, ill. a hideg ellen? A./ Fényvédot
helyezünk az ablakra B./ Hutjük, ill. melegítjük
a szoba levegojét C./ Hoszigetelo réteget
alkalmazunk ? építkezés

• A.
• Melyik a jobb reluxa, redony, spaletta,
  zsalugáter, függöny?
• Miért jobb a redony a reluxánál?
• MIlyen színu legyen a fényvédo?

hoelnyelés, hosugárzás törvényszeruségei ?
öltözködés, napelemek, kályhák, radiátorok
64
4. Érdemes-e kitárni az ablakot, ha van
fényvédonk és kint hetedmagával süt a Nap? Nem,
mert ha nincs eroteljes légmozgás, csak azt érjük
el vele, hogy bent is ugyanolyan meleg lesz, mint
kint. 5. Hogyan juthatunk friss levegohöz úgy,
hogy mégis huvösben maradjunk? Kísérlet állandó
huzat kis réssel.
6. Hogyan szelloztessünk télen, hogy ne huljön ki
a szoba, de mégis friss levego legyen a
szobában? Rövid ideig teljesen kitárt ablakokkal.
Ekkor a szoba levegoje kicserélodik, de kis
fajhoje miatt gyorsan felmelegszik újra. A
tartósan résnyire nyitva tartott ablak miatt
egyenetlen és kellemetlen a szobában a
homérsékleti eloszlás és így tartósan az utcát is
futjük.
65
B. Hogyan huthetjük, melegíthetjük a szoba
levegojét? 1. Vízzel (nagy fajho) ? tengerpart,
tópart homérsékleti viszonyai szobaszökokút,
engedjük tele a fürdokádat hideg vízzel 2. hideg
levego befúvásával ? légkondicionáló (
hutogép)
3. Huti-e a szoba levegojét a ventillátor? Miért
husít? ? hajszárítás, ruhaszárítás, leves hutése,
? Miért fázunk, ha kiszállunk a vízbol a
strandon?
4. Hogyan és mivel futjük a lakásokat? vaskályha
(fa, szén), cserépkályha (fa, szén),
villanykályha (hosugárzó, ill. hotárolós kályha),
radiátor (víz, goz, olaj), konvektor (gáz),
padlófutés (víz, villany)
66

• 5. Hol legyen a futotest?
• Lehetoleg az ablak alatt (hofüggöny)
• Kísérlet Papírkígyót helyezünk a radiátorra ?
  hoáramlás
• ? Miért tudnak körözni a gólyák szárnycsapás
  nélkül a magasban napsütéses nyári délutánokon?
• Hogyan mozog a vitorlázó repülogép?
• termik

6. Hogyan kell tüzelni a cserépkályhában? Kísérlet
Az égés is kölcsönhatás (égo gyertyát
fozopohárral borítunk le elobb légmentesen, majd
légrést hagyva. Ellenorzés égo gyufával. ? az
alsó légtérben felgyülemlo széndioxid miatt
életveszély (a borospincékben is CO2)
67
7. Miért kell a kályha alsó ajtaját nyitva
tartani? A magas, vagy az alacsony kémény a
jobb?Kísérlet Égo gyertyát hosszabb-rövidebb
üvegcsövekbe teszünk, elobb alul rés nélkül, majd
réssel. ? huzat, kémény ? Miért magas a gyárak
kéménye? 8. Miért kell bezárni a kályha ajtaját a
futés befejeztével? Miért nem szabad nyitogatni
utána?
9. Áramlási viszonyok a futött lakásban - Miért
fázik a lábunk a cserépkályhával futött
szobában? - Hol van a legmelegebb a padlófutésu
lakásban? - Miért jó, ha az ágynak lába van és
nem közvetlenül a padlón van a matrac? A lábas
ágy alatt lehetoség van légáramlásra, de ha a
matrac a padlón van, bennünket ér az áramló
levego.
68
C. Házak, lakások szigetelése ? építkezés
1. Hová tegyük a szigetelo réteget a fal külso
vagy belso felületére? A kívülrol szigetelt ház
nagy hokapacitású fala a belso levegovel és a
berendezési tárgyakkal azonos homérsékleten van.
2. Az üres vagy a zsúfolt szoba futheto be
hamarabb? Melyik hul ki hamarabb? (hokapacitás)
3. Melyik a jobb falazó anyag a lakás
hoviszonyai-nak (hoszigetelés, hotárolás, fajho)
szempontjából? fa, vert fal, vályog, tömör tégla,
lyukas tégla, betontufa, szilikát, betonpanel? ?
építkezés
69
hoszigetelo ablak (de vigyázni, ha gáztüzelés
van, levegobeeresztés kell)
4. Milyen a jó teto? lapos, sátorteto ?
építkezés ? vízhatlan, víztaszító anyagok,
lejtok, a levego mint szigetelo
5. Melyik a jobb tetofedo anyag a lakás
hoviszonyai-nak szempontjából? szalma, nád
(tuzveszélyes!), cserép, pala, hullámpala ?
építkezés
70
hotágulás