Telekommunikációs és adatközpontok hűtésére dolgozott ki forradalmi megoldást és alkotott hozzá tartozó berendezést egy fiatal műegyetemi mérnökpáros.

„A halmazállapot-változáson alapuló hőtermelő és -tárolóegységünkkel akár 30-40%-os energiacsökkenés érhető el, a használattal pedig a költségek 2,4-4 év alatt térülhetnek meg. Eszközünk mérete mindössze tizede a hagyományos víztárolóknak, így jelentős helymegtakarítást is eredményezhetünk” – osztották meg HeatTank nevű korszakalkotó találmányukról Andrássy Zoltán épületenergetikai mérnök, a BME Gépészmérnöki Kar (GPK) Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszékének PhD-hallgatója, valamint felesége Farkas Rita vegyipari gépészmérnök. A fiatalok startup vállalkozást alapítottak ötletükre, amelyet immáron hét éve csiszolnak. A HeatVentors nevet adták duójuknak a „heat” és az „inventors” szavak játékának eredményeként, kifejezve elképzelésük újszerűségét, amelyet most egy speciális területen vetnek be az adatközpontok, szerverparkok és a telekommunikációs központok hűtésére.

„A hatékony hőenergia-tárolás módszerének alkalmazásával évente 20 milliárd eurót és körülbelül 250 millió tonna szén-dioxid kibocsátását lehetne megspórolni Európában. A villamosenergia-felhasználás mértéke a legjelentősebb, a digitális technológiák fejlődésével egyre nagyobb fogyasztók lettek a telekommunikációs szektor cégei és az adatközpontok, ahol folyamatos hűtésre van szükség: a hatékony információközlés állandóan klimatizált levegőt kíván, az ideális hőmérséklet 24-28 Celsius-fok közötti, ettől melegebb helyiségben a számítógépek könnyen meghibásodhatnak” – vázolták fel egy alapvető mérnöki probléma részleteit a műegyetemi fiatalok. Számításaik szerint egy hagyományos hűtőberendezés pont akkor működik a legkisebb hatékonysággal, amikor a legnagyobb szükség van rá: magas külső hőmérséklet esetén, ezért úgy vélik, hogy a megfelelő hőenergia-tárolási módszer orvosolhatja ezt a problémát.

A HeatVentors csapata a halmazállapot-változáson, azaz a fázisváltozáson alapuló szabadalmaztatott eljárásukat javasolja megoldásként. A fiatalok az eszközükben található fázisváltó anyag megolvadása, majd megfagyása során érik el a lehető legnagyobb energiatárolást. A rendszer alacsony külső hőmérséklet esetén (például éjszaka) működik a leghatékonyabban, így az ilyenkor megtermelt energiát elraktározza olyan időszakokra, amikor a külső hőmérséklet magas, ezért intenzívebb hűtésre van szükség. A mérnökpáros eljárásuk kiegészítéseként a szabadhűtés (angolul free-cooling) módszerét is igyekszik kiaknázni: ennek lényege, hogy melegebb időjárás esetén a hűtőrendszer helyett a rendelkezésre álló hideg külső levegőt használják hőmérsékletcsökkentésre.

A műegyetemi ötletgazdák tervezték a hőtároló eszközük koncepcióját és ők felügyelik a gyártást egyaránt. Rita és Zoltán készítette az eszközön futó számítógépes szoftvert és algoritmusát is, amellyel a berendezés az energiafogyasztás kiértékelésére alkalmas adatokat szolgáltat. „Partnereinknek egyéni igényeikre szabott eszközöket biztosítunk. A HeatTankot modulárisan bővíthető egységekben kínáljuk, a klimatizálni kívánt helyiség adottságainak felmérését követően és a vevő igényeinek figyelembevételével egy teljes tervet nyújtunk át a felhasználóknak” – részletezték találmányukról. A fiatalok jelenleg 4 standard méretű tárolót forgalmaznak 10-500 kWh tartományban, amelyhez 6-8 fázisváltó anyagot használnak. Rita és Zoltán a berendezések beüzemelésén és értékesítésén túl igény esetén szakmai tanácsokkal és a helyiség energetikai helyzetének elemzésével is ellátják az érdeklődőket: többek között energiariportokat készítenek, monitorozvaaz energetikai rendszer működését és a megtakarított energia mértékét.

„Magyarországon az első között vagyunk, akik az ipari hőtároló eljárásokat újragondolják. Hét évvel ezelőtt még gyerekcipőben járt ez a téma, többek között ezért is vágtunk bele a kutatásba. Több esztendő telt el az első prototípus megépítéséig, ám megérte a befektetett munka” – idézték fel a kezdeteket a műegyetemi mérnökök. Több tanulmányi, tudományos diákköri, fiatal kutatóknak és startupoknak kiírt hazai és nemzetközi versenyen ismertették meg a közönséggel berendezésüket, amely valamennyi megmérettetésen helyezést ért el és számos befektető érdeklődését felkeltette. Többek között elnyerték a KIC InnoEnergy támogatását, amely szervezettől jelenleg is anyagi tőkét és szakmai támogatást kapnak. Rita egyebek mellett részt vett a Women Startup Competition Europe nemzetközi döntőjén, ahol díjazottként lehetőséget kaptak találmányuk bemutatására négy kínai gyárban is, számos jövőbeli potenciális üzlet reményében.

A fiatal mérnökök a közelmúltban fejeztek be egy kísérleti projektet: prototípusukat az MVM NET alapinfrstruktúra-szolgáltató társaság bázisállomásán tesztelték nagy kereskedelmi ügyfelek számára. Rita és Zoltán egy fél köbméteres hőtárolót épített be a létesítmény hűtési rendszerébe. A berendezést télen és tavasszal működtették, a nyári üzemidőt pedig a 98%-os pontosságú modellező algoritmusukkal és szimulációkkal imitálták, így egy teljes év adatainak birtokában elemezték a HeatTank üzemelését. A készülék 8-10 órán át klimatizálta a helyiséget, szükség esetén biztosította a vészhűtést. A fiatalok a hagyományos hűtőberendezésekhez képest egy jóval környezetkímélőbb megoldást kínálnak: a HeatTank alacsonyabb szén-dioxid kibocsátás mellett működik, a mérnökök pedig mellőzték a gyúlékony és az emberi egészségre káros anyagok felhasználását a gyártási folyamatban. A műegyetemi páros nagy reményeket fűz ahhoz, hogy prototípusuk sikeres teszteredményeinek ismeretében hőtárolójukat irodaházak, erőművek, vegyipari és élelmiszeripari cégek, gyárcsarnokok telephelyein is használhatják a jövőben.

A páros fontosnak tartja, hogy következtetéseikről beszámoljanak akadémiai közegben is. Andrássy Zoltán e témában folytat PhD-tanulmányokat a BME Gépészmérnöki Karán, eddig 17 nemzetközi tudományos publikációt közöltek a kutatásukról. A mérnöki kihívások mellett javaslataik szellemi tulajdonvédelme jelentette a legnagyobb feladatot: 2017-ben végzett újdonságkutatásuk után megállapították, hogy még nem létezik a piacon olyan technológia, amely teljes mértékben megegyezik a HeatVentors módszerével. 2018-ban levédették egyedi hőtárolójukat, ezt az oltalmat most nemzetközileg is kiterjesztik. Szabadalmaztatták rendszerük szabályozási algoritmusát és adatközpontokra való alkalmazhatóságát is. Terveik szerint 2019-ben egy újabb szabadalmi kérelmet nyújtanak be: további gyakorlati hasznosítási lehetőségeket és új fázisváltó anyagok viselkedését elemzik.

„Csak akkor érhetsz el sikereket, ha kilépsz a komfortzónádból. A HeatVentors-ra tettük fel a közös életünket, hiszünk a sikerben” – vallotta a páros, akik mamár minden szabadidejüket felfedezésük tökéletesítésére és a vállalkozás fejlesztésére fordítják. „A házasság mellett összeköt minket a találmányunk, ami még szorosabbá fűzi a köztünk lévő kapcsolatot. Szerencsések vagyunk, amiért a munkánk a szenvedélyünk, és egymásra támaszkodhatunk a nehéz percekben, vagy ha technikai nehézségekbe ütközünk.” A fiatalok felosztották egymás között a startupnál felmerülő feladatokat: Farkas Rita korábban egy multinacionális vállalat gazdasági és mérnöki területein dolgozott, az ott szerzett tapasztalatait saját cégüknél igyekszik kamatoztatni, míg Zoltán inkább a kutatásra és a mérnöki feladatokra koncentrál technikai igazgatóként. Mindketten nagy tisztelettel és hálával gondolnak vissza egykori oktatóikra, akik hét évvel ezelőtt javasolták ezt a kutatási témát és elindították őket a tudományos életpályán. „Mentoraink tanácsai és az iskolapadban megszerzett tudás segített minket abban, hogy valóra váltsuk álmainkat. Nincs felemelőbb érzés egy mérnök számára annál, mint amikor saját elgondolása megvalósításán dolgozhat. Hét évvel ezelőtt született az ötlet, ám akkor még nem gondoltuk, hogy egy tudományos diákköri dolgozat témája lesz életünk hivatása”– összegezték, végül elmondták: jelenleg a vállalkozás bővítését tűzték ki célul, és néhány héten belül új munkatársakkal vágnak neki a piac és az ügyfélkör bővítésének.

TZS-GI
Fotó: Andrássy Zoltán, Farkas Rita