A zeolit energiatartalma nulla- és képes 0.2-0.42Kwh/kg energiát tárolni, a fának 4kwh/kg az energiatartalma.
Ha összehasonlítjuk az 1 köbös vizes puffertatályt, az 1 köbös zeolit tartállyal, akkor a vizes 80Kwh-át a zeolit meg 200-330KWH-át képes tárolni, ha légmentesen le van zárva nincs hővesztesége.
Volt, hogy hoztak vizes aprítékot. Azt nagy munkával bepakoltam a pincébe. Elkezdett bemelegdni, szinte forró volt. A hőségtől mindenütt nyomta ki magából a gőzt. Ez addig ment (kb 2 hét) amiíg ki nem száradt, Nem volt megnyugtató látvány. Azttán rendbe jött a dolog. Reggel megraktam egy köbös tartályt. Elment vele egész nap. Szóval nagy a logisztika.
Amit láttam valahol, akinek van elég helye,(nagy telek) hogy lepakolja egy kinti rakásba és becsövezi valami műanyag csővel letakarja és locsolja néha. Hőt fejleszt kint is. Eszik a gombák.
Nem tudom a fához képest mekkora a fajlagos energia tartalma a zeolitnak.
Anno csináltam olyan adagoló berendezést ami egy kb köbös tartályból aprítékot adagolt egy kis futószalagon egy normál vegyes tüzelésű kazánba. Egy fazék méretű ventillátorral megfújt erős vas edénybe potyogott. Egy kis PLC vezérelte. Hatalmas mennyiségű apríték kellett. Sok vele a munka, ezért nem érte meg. Olcsó volt.
De ezt minden háznál ki kell számolni, mert a határoló felületek nem ugyanazok.
Legyen átlagban 45KWh- egy jól szigetelt modern háznál (amire nem terveztek hatalmas üvegfelületeket), egy 150nm-es háznál kijön kb. 7000KWh, de valóságban a 9000KWh a reális, ebből a téli fútés legyen 8000KWH.
Olyan 40köbméter kéne....
Amit szilvatövis kapott a netten, egy érdekes megoldás, nem használ vizet, hanem egy elég komplex rendszer ami, kb. a következőkből áll: zárt reaktor + belső hőcserélő + víz/gőz kör + puffer + vezérlés. Néhány egységet egyedi, le kell gyártatni: ki kell számolni, meg kell tervezni, gyártási rajzot késziteni. Keresni egy kivitezőt, aki megcsinálja jól.
Ez így drága lesz.
Pl. rozsadamentes belső kigyócső léteznek karimázott inox csövek és idomok (ezeket présekkel össze lehet szerelni), de lehet, hogy nem férneknek be: akkor azt le kell gyártatni.
A tartály acél köpeny, göztérrel, kigyőcsővel, rajta egy vastag közetgyapott szigetelés (min. 15cm ), külső burkolat.
Valahol a világon lehet, hogy létezik egy ilyen egység nagy sorozatba gyártva, de ki tudja mennyibe kerül...
Ez csak egy részlet, de : min. 12 darab szelep -hőmérő-áralamérő egységet kell beépíteni és kell késziteni egy logikai vezérlést.. .
1. Klinoptilolit (Természetes zeolit) – A "gazdaságos" megoldásEz az, amit bányásznak (Magyarországon a Tokaj-hegyalján hatalmas készletek vannak).
Előnye: Nagyon olcsó (kb. 80–150 Ft/kg nagy tételben). Könnyen beszerezhető mezőgazdasági boltokban vagy szűrőanyagként.Hátránya: Kisebb az energiatároló képessége (kb. 100–150 kWh/m³). Ahhoz, hogy teljesen "feltöltsd" (kiszárítsd), magasabb hőmérséklet kell (akár 150–200 °C).Kinek ajánlott? Ha van sok helyed (pl. egy egész melléképület vagy pince), és olcsón akarsz nagy tömeget beépíteni.
Nagyon drága, rideg- nem bírja a feszültséget nagy méretben (hőtágulás-nyomáskülönbségek), el fog reped-törni.
Lehetelen légmentes ajtót késziteni rá.
Belinkeltem a Batsan cég által forgalmazott homok akkus rendszert.
Ez talán az egyetlen cég, aki lakóházaknak készit kis rendszereket. Szerintük 90% a hatékonysága.
A technológiát eladja hozzá, de a tartályt oldja meg a megrendelő a tervei alapján.
Ezek szerint ez műszakilag nehéz dió, lehet, hogy túl drága is.
Meg lehet oldani előregyártott tartállyal, de mindenképpen nagy autódaru kell a beemeléséhez, plusz a tréler is, ami kiszállítja. Ehhez hely kell.
Meg lehet oldani monolit betonból, helyszíni zsaluzással-vasalással-öntéssel, de a hőszigelési köpenye nagyon körölményes a föld alatt. Azt csak egy függőleges henger alakúra lehet kivitelezni, ehhez mély gödröt kell ásni.
A felszínre felszerelni kell egy nagy alap és sokkal hatékonyabb hőszigetelés is. Beemeléshez is kell egy nagy autó daru (amit le kell talpalni), márcsak tartály a mérete miatt is.
Mindenképpen szétverik az egész udvart. Új ház építése esetén, ha jól megközelíthető a telek, akkor lehetne alkalmazni.
Létezik technológia szondákat lefúrni, akár 200 méterre is. Csak kell egy próbafúrás (ebből ki lehet számítani, hogy méterenként mennyi hőt lehet kivonni a talajból) és egy talajmechnikai tanulmány. De már néhány fúrás is eltüntetheti a talajvízet 1-2 hektárról.
Jó ötlet kihasználni egy anyag adszorpciós kapacitását.
Csakhogy ehhez több problémát is meg kell oldani.
Szükség van egy tartályra, amely szárazon tartja az anyagot, miközben a környezetében a nedvesség változik.
Nagy mennyiségben beszerezhető 13X zeolitkavics, 10 köbméter - vagy 6 millió forint, ami kb. 8–9 tonna.
Ki kell számolni a zeolit felmelegítéséhez szükséges hőt, majd a nedvesség eltávolításához szükséges látens hőt is.
Ezután a tartályt légmentesen le kell zárni. A zeolit közben lassan le fog hűlni.
Ezután el kell árasztani vízzel a tartályt, és ki kell számolni, hogy mennyi hőt lehet belőle kinyerni.
Becslések:
a 10 köbméter zeolit 20 °C-ról 180 °C-ra történő felmelegítéséhez kb. 340 kWh hő szükséges;
15% víztartalommal számolva ez kb. 1200 kg víz, amelynek eltávolításához nagyságrendileg 3000 kWh hő szükséges, de ehhez a befújt levegőnek száraznak kell lennie;
a zeolit vízfelvétele kb. 0,19–0,23 kg/kg, így 10 köbméter kb. 1,8 tonna vizet tud megkötni; a felszabaduló hő nagyságrendileg 2000 kWh.
Innen a kérdések a következők:
Milyen módszerrel lehet 180–200 °C-os levegőt befújni a tartályba? A 9–12 kW elektromos fűtés elég lenne, kiszárítja-e 6–7 nap alatt.
A 200C fokot bíró fűtőszál drága. Egy nagy teljesítményű hőlégbefújót kell használni és légcsatornákat kialakítani a tartályba. De a itt fellép a ventillációs rendszern hővesztessége is.
Miből legyen a tartály, hogy 200 °C-ot alakváltozás nélkül kibírjon?
Hogyan lehet a tartályt légmentesen lezárni?
Hogyan lehet vízzel elárasztani, és hogyan lehet belőle lassan kivonni a hőt úgy, hogy közben a tartály hűl, és a felszabaduló hőt a ház fűtésére lehessen használni?
Végül az is kérdés, hogyan lehet a folyamat ciklikus működését megoldani.
Ezzel is oda jutunk, hogy a tartály szénacélból kell legyen és jól leszigetelve, olyan ajtóval ellátva, ami tökéletesen zár és be kell építeni néhány szezort is, csöveket a száraz levegőnek, stb.
Mészoltás. Kalcium-hidroxidból és légköri szén-dioxidból kalcium-karbonát és hő. Nátrium-kloridból és kalcium-karbonátból van sok, azokat kell hasznosítani. A szén-dioxidot pedig turbinákban.
Ment a +, de nem csak Zeolit kell, hanem egy komplett rendszer, aminek vannak problémái. Töredezés, fluxushomogenitás elvesztése, de határeset a szárítási hőmérséklet is házilagosan. Ezt kell pariba állítani egy víz-víz, vagy levegő-víz hőszivattyú + túlméretezett napelem kombóval, amit említettem.
1. Zeolit-alapú adszorpciós tárolás (A "száraz" akkumulátor)Ez a legkompaktabb megoldás. A zeolit egy porózus ásvány, amely rengeteg vizet tud megkötni.
Töltés (Nyáron): A napkollektorok forró levegőjével (kb. 100-150 °C) átfújják a zeolitot, ami "kiszárad" (kilépteti a vizet). Ez az endoterm folyamat tárolja el az energiát.Tárolás: A kiszárított zeolit szobahőmérsékleten, akár hónapokig állhat. Nincs hőveszteség, amíg nem éri víz.Kisütés (Télen): Nedves levegőt vezetnek át rajta, a zeolit megköti a párát, és közben intenzív hőt termel (exoterm reakció), amivel fűthető a ház.Helyigény: Egy jól szigetelt, modern családi ház éves fűtéséhez kb. 6–10 m³ zeolit szükséges (ez egy kisebb kamra vagy egy fél garázs mérete).
35 kWp napelem azért elég sok. 140m2-180m2 tetőfelület kell hozzá. A 65 kWp lenne a teljes napelem kapacitás? Az még nagyobb, kb 300m2 felület.
Viszont valóban lehet valami kombinált megoldást alkalmazni. Kisebb felületű napelem, 2 - 2,5 m méter mélyre lehelyezett csövek a talajban, és hőszivattyú..
Rengeteg lehetőség van.
Én a hőtárolást sem írnám még le. Ha földbe ásott dologról van szó, ott van egy hosszabb idejű hatás, amikor is évek alatt a környező talaj felmelegszik, és a hatásfok így fokozatosan nő.
Azt mindenképpen érdemes megjegyezni, hogy egy ilyen hőtároló minél nagyobb, annál jobb. Közösségi hőtároló.. :)
Vagy akkor mi van, ha valaki ezt üzletileg nézi, és fűtéshez meleg vizet szolgáltat a környéken. Fel tudja vásárolni az egyébként kihasználatlan nyári napelem többlet termelést (a környékről, a villamos energia hálózat fejlesztése nélkül), lehet hozzá építeni komolyabb hőgyűjtési rendszert - akár lehet parabola vályús rendszer. A méretezése miatt a szigetelése relatíve kis probléma, relatíve olcsó lesz. És a cég hőmennyiség mérővel mért adatok alapján adja el a begyűjtött hőt. Ki lehetne számolni, hogy mik lennének a megtérülési mutatók.
És persze ott van még a Bence60, azóta sajnos elhunyt :( fórumtársunk, rendszere, amiben egy 40m3(?)-es víztartályban tárolt hőt. Ő is arra a következtetésre jutott, hogy a használható hőintervallum kitágítása érdekében a 30-40C alatti vízhez már hőszivattyút használt.
Ahogy mondod, nem térülne meg semmiképp családi házas méretekben. 35 kWp napelemmel kombinált hőszivattyúval ha levegő-vizes akkor is dupla energiát nyersz ki csak a téli napsütésben is, energiatárolás nélkül is, tizede költséggel.
Ha nagy a kert lehet csőkígyós talajszondát lerakni 1.5-2 m mélységben, lehet esetleg nyáron ráfűteni ha nem tudod elhasználni a 65 kWp napelemes termelést, és akkor egy jobb COP értékű víz-víz hőszivattyúval 3-4-szer annyi hőt nyerhetsz ki csak a téli termeléssel tárolás nélkül, esetleg egy-két napi akkus tárolással, ami még mindig lényegesen olcsóbb lehet a homokakkunál és a nyári hűtést is megoldja.
A kertet ugyan föl kéne ásni de maga a csőkígyó relatíve olcsó 500-1000 m műanyag cső.
Megnéztem a blogokat és a hozzászólásokat a Batsand oldalán, a tartály erőregyártott beton és a szigetelés perlit, val. fújva.
10% alatt van a vesztesség. Költségekről nincs szó.
A Batsan cég nem gyártja le, csak készit egy tervet. Ezt egy szakcég legyártja és beszerereli, val. a szerelések is be vannak építve, kell legyen rajta egy akna, hogy a homkot utólagosan betöltsék.
Az biztos, hogy egy munkás is be kell menjen a tartályba, hogy elterítse a homokot.
A fólia azért szükséges, hogy a homok száraz maradjon. Tehát sajnos azzal is be kell figyelmezen csomagolni a rétegrendet. A nedves homok fajhője 40% nagyobb mind a szárazé.
Nem fog tömkremenni a fólia, mert az Ytong külső fele max. 100fokot érhet el és ott a föld, ami gyorsan elvonja a hőt.
Ugyanezért kell lefedni az egész rendszert a föld felszínén, egy pergolával (ha van rá keret ), vagy egy beton sapkával.
Kiszámoltam egy modellet, aminél Ytongra cseréltem a 20cm XPS polisztirólt és a rétegendbe beszereltem még egy 12 Aquapanel lapot.
Kőzetgyapottból a 200kg/köbös a legsűrűbb, a maximális terhetősége 20kPa, 1.5 méter homok súlya 23KPa. Határeset. Tegyünk rá egy 12 Aquapanelt, az segítene és megvédni a gyapotott a homoktól és a súly is ossza.
A napelemrendszer 35KW-os.
A 200kg/köbös közetgyapott jobban szigetel, mind az Ytong, de jóval drágább is. Ez még mindig optimális költségen tartja a homoktömb kiviteletelezését.
A probléma a következő.
Az Ytonngal.
A hőszigetelési rétegrend hőellenállása R= 2.867 m2K/m.
Noha kb. 5.300KWh energiát tárolhatunk a homok akkuba, a hővesztesség 45 nap alatt elviszi az egészet- ennyi a teljes kisülési idő. Ahhoz, hogy szintern tartsuk a hőmérsékletet napi 50KWh kell kompenzáljuk a hővesztességet.
A közetgyapottal.
A hőszigetelési rétegrend hőellenállása R= 5.47 m2K/m.
Ebben az esetben 60 nap a teljes kisülési idő.
Ahhoz, hogy szintern tartsuk a hőmérsékletet napi 30KWH kell kompenzáljuk a hővesztességet.
A lényeg a következő: ha azt akarjuk, hogy napi 50KWh fűtsünk el a téli hónapokban, 6KW x 5 órát kell termeljünk a napelemmel, ez 30KWh.
Ehhez még hozzájön 700m spéci hőálló kábel, ami 50W/m-es és az ára 2.5euró/méter- ami össz 1750 euró, plusz 450 méter 20-as Inox cső, aminek az ára olyan 4100 euró.
Hőcserélő, egy komplikált villanyszerelés a kábeleknek, mert korokre kell osztani, hőmérős és időrelés vezézérlés kell neki, stb.
Azt a 30KWh ha benyhomjuk egy hőcserélőbe, ugyanott vagyunk. Lehet, hogy egy 35KW-os napelemegység termelés télen is lehet 30KWh naponta.
Szóval csak akkor érné meg, ha valami olyan rétegrendet használnánák a szigetelést, aminek a R-je min. 10.
De ezt a földbe ezt nagyon nehéz megoldani.
Ezt probáltam lemásolni, optimizálva a költségeket. Úgy hogy a létező technológiákkal és anyagokkal meg tudjuk oldani.
