Отопление с лед. Извличане на енергия от фаза на преход вода-лед

Всяко отопление е производство на енергия (главно чрез химичен метод за окисляване на гориво) или пренос на енергия от топлоносител чрез термопомпи. Тази тема е свързана с модификацията на термопомпа с наземен източник. Информацията ще представлява интерес за тези, които са запознати с принципа на нейната работа.

Заглавието на статията звучи парадоксално, но този метод може да бъде описан накратко просто така. Използва се физическото явление на освобождаване на енергия по време на фазовия преход вода-лед:

Известно е, че когато водата замръзва, тя отделя много топлинна енергия (330 kJ / kg), това е почти 80 пъти повече, отколкото се отделя по време на охлаждането й с 1 g. В този процес на замразяване водата не променя температурата си (-1C), докато целият й обем не замръзне.

Системата не е наземен топлообменник, както в термопомпата подземна вода, а термопомпа вода-вода: самият топлообменник е монтиран в бетон или друг надежден контейнер, заровен на дълбочина 4 м, и налейте вода. Термопомпата извлича топлина от водата и когато замръзне, водата отделя още повече топлина.

Замразена вода в екстремния цикъл на процеса. Какво следва? Вече няма да е възможно да се изпомпва топлина от леда. Спира ли системата? Да, и термопомпата трябва да премине към втория блок, втория резервоар. И първият преминава в режим на размразяване. Но топлината от земята ще стопи този лед с месеци. Това е основният недостатък на системата. Също така се нуждаете от надежден капацитет. Ледът се разширява, когато водата замръзва и може да деформира бетонни пръстени.

За ускоряване на процеса на размразяване се използват слънчеви колектори:

При сибирски студове, при облачно време те не работят, но при ясно слънчево време те могат да отделят определено количество топлинна енергия за размразяване на подземен резервоар с вода. След като водата във втората верига замръзне, колекторите превключват към нея и системата преминава към извличане на топлина от първата. Както става ясно, имаме нужда от автоматизация, контролери, които следят температурата на водата.

Основните числа, които казват колко топлина (енергия) се съдържа в определен контейнер:

Според моите изчисления тази топлина през зимата ще бъде достатъчна за 10 дни за отопление на къща с площ от 120 м2 (ако не е правилно, коригирайте я).

Има информация, че подобна отоплителна система от енергията на фазовия преход вода-лед е пусната в експлоатация близо до Хамбург и работи от 2015 г. Капацитет 1,5 милиона литри вода загрява 500 къщи. В Европа такава система, използваща слънчеви колектори, е напълно приложима. И там неговият плюс ще бъде, че няма нужда да се пробиват кладенци за топлообменници на традиционните термопомпи за подпочвена вода. По-малко разходи за тези произведения.

По едно време се натъкна на видео, където пенсиониран изобретател излива вода върху стената на къщата си, тя замръзва и той твърди, че когато замръзне, се отделя топлина, която компенсира топлинните загуби на къщата.

***

Снимките са взети от отворени източници, от Яндекс. Снимки

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на браузъра (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.