Topení ledem. Extrakce energie přechodu fází voda-led

Jakékoli vytápění je výroba energie (hlavně chemickou metodou oxidace paliva) nebo přenos energie tepelným nosičem pomocí tepelných čerpadel. Toto téma se týká modifikace tepelného čerpadla země. Tyto informace budou zajímat ty, kteří jsou obeznámeni s principem jejich práce.

Název článku zní paradoxně, ale tuto metodu lze stručně popsat právě takto. Používá se fyzikální jev uvolňování energie během fázového přechodu voda-led:

Je známo, že když voda zamrzne, uvolní hodně tepelné energie (330 kJ / kg), což je téměř 80krát více, než kolik se uvolní při jejím ochlazení o 1 g. V tomto procesu zmrazování voda nemění svoji teplotu (-1C), dokud nezmrzne celý její objem.

Systém není zemním výměníkem tepla jako v tepelném čerpadle země - voda, ale tepelným čerpadlem voda-voda: samotný výměník tepla je instalován v betonové nebo jiné spolehlivé nádobě, zakopaný do hloubky 4 ma, a nalít vodu. Tepelné čerpadlo odebírá teplo z vody a když zamrzne, voda vydává ještě více tepla.

Zmrazená voda v extrémním cyklu procesu. Co bude dál? Již nebude možné odčerpat teplo z ledu. Zastaví se systém? Ano, a tepelné čerpadlo musí přepnout na druhou jednotku, druhou nádrž. A první přejde do režimu odmrazování. Ale teplo ze země roztaje tento led po celé měsíce. To je hlavní nevýhoda systému. Potřebujete také spolehlivou kapacitu. Led zmrzne, když zmrzne a může deformovat betonové prstence.

Pro urychlení procesu rozmrazování se používají solární kolektory:

V sibiřských mrazech, za oblačného počasí nefungují, ale za jasného slunečného počasí mohou vydat určité množství tepelné energie k rozmrazení podzemní nádrže vodou. Po zamrznutí vody ve druhém okruhu se kolektory přepnou na něj a systém přepne na odběr tepla z prvního. Jak je zřejmé, potřebujeme automatizaci, regulátory, které monitorují teplotu vody.

Hlavní čísla, která říkají, kolik tepla (energie) obsahuje určitá nádoba:

Podle mých výpočtů bude toto teplo v zimě stačit na 10 dní k vytápění domu o rozloze 120 m2 (pokud není správné, opravte to).

Existují informace, že takový topný systém z energie fázového přechodu voda-led byl uveden do provozu poblíž Hamburku a funguje od roku 2015. Kapacita 1,5 milionu litrů vody ohřívá 500 domů. V Evropě je takový systém využívající solární kolektory docela použitelný. A jeho plusem bude, že není třeba vrtat studny pro tepelné výměníky tradičních tepelných čerpadel země - voda. Nižší náklady na tyto práce.

Najednou narazilo na video, kde vynálezce v důchodu nalil vodu na zeď svého domu, zamrzlo a tvrdil, že když zamrzne, uvolní se teplo, které kompenzuje tepelné ztráty doma.

***

Fotografie jsou převzaty z otevřených zdrojů, z Yandexu. Obrázky

předplatit do kanálu, přidejte jej do záložek prohlížeče (Ctrl + D). Před námi je spousta zajímavých informací.