Ogrevanje z ledom. Pridobivanje energije faznega prehoda voda-led
Vsako ogrevanje je proizvodnja energije (predvsem s kemično metodo oksidacije goriva) ali prenos energije s toplotnim nosilcem s toplotnimi črpalkami. Ta tema se nanaša na modifikacijo toplotne črpalke za zemeljski vir. Informacije bodo zanimive za tiste, ki poznajo načelo njegovega dela.
Naslov članka se sliši paradoksalno, a to metodo lahko na kratko opišemo kar tako. Uporablja se fizikalni pojav sproščanja energije med faznim prehodom voda-led:
Znano je, da ko voda zamrzne, sprosti veliko toplotne energije (330 kJ / kg), to je skoraj 80-krat več, kot se sprosti med hlajenjem za 1 g. V tem postopku zamrzovanja voda ne spremeni svoje temperature (-1C), dokler celotna količina ne zamrzne.
Sistem ni talni toplotni izmenjevalnik kot v toplotni črpalki podtalnica, temveč toplotna črpalka voda-voda: sam izmenjevalnik toplote je nameščen v betonski ali drugi zanesljivi posodi, pokopan do globine 4 m, in nalijte vodo. Toplotna črpalka črpa toploto iz vode in ko ta zmrzne, voda odda še več toplote.
Zamrznjena voda v ekstremnem ciklu procesa. Kaj je naslednje? Iz ledu ne bo več mogoče črpati toplote. Ali se sistem ustavi? Da, toplotna črpalka pa mora preklopiti na drugo enoto, drugi rezervoar. In prvi gre v način odtaljevanja. Toda toplota iz tal bo ta led topila mesece. To je glavna pomanjkljivost sistema. Potrebujete tudi zanesljivo zmogljivost. Led se razširi, ko voda zmrzne in lahko deformira betonske obroče.
Za pospešitev procesa odmrzovanja se uporabljajo sončni kolektorji:
V sibirskih zmrzalih v oblačnem vremenu ne delujejo, v jasnem sončnem vremenu pa lahko oddajo določeno količino toplotne energije za odmrzovanje podzemnega rezervoarja z vodo. Ko voda v drugem krogu zamrzne, se kolektorji preklopijo nanjo, sistem pa preklopi na odvajanje toplote iz prvega. Kot postane jasno, potrebujemo avtomatizacijo, krmilnike, ki spremljajo temperaturo vode.
Glavne številke, ki povedo, koliko toplote (energije) vsebuje določena posoda:
Po mojih izračunih bo ta toplota v zimskem obdobju zadostovala 10 dni za ogrevanje hiše s površino 120 m2 (če se motite, jo popravite).
Obstajajo informacije, da je bil tak sistem ogrevanja iz energije faznega prehoda voda-led v bližini Hamburga in deluje od leta 2015. Zmogljivost 1,5 milijona litrov vode ogreva 500 hiš. V Evropi je tak sistem z uporabo sončnih kolektorjev povsem uporaben. In njegov plus bo v tem, da ni treba vrtati vodnjakov za izmenjevalnike toplote tradicionalnih toplotnih črpalk podtalnica. Manj stroškov za ta dela.
Nekoč je naletel videoposnetek, kjer je upokojeni izumitelj na steno svoje hiše zlil vodo, ta je zmrznila in trdil je, da se ob zamrznitvi sprosti toplota, ki kompenzira izgubo toplote hiše.
***
Fotografije so vzete iz odprtih virov, Yandex. Slike
Naročite se v kanal, ga dodajte med zaznamke brskalnika (Ctrl + D). Pred nami je veliko zanimivih informacij.