Grijanje ledom. Vađenje energije faznog prijelaza voda-led

Svako zagrijavanje je proizvodnja energije (uglavnom kemijskom metodom oksidacije goriva) ili prijenos energije nosačem topline pomoću dizalica topline. Ova se tema odnosi na modifikaciju dizalice topline s izvorom tla. Informacije će biti zanimljive onima koji su upoznati s načelom njegovog rada.

Naslov članka zvuči paradoksalno, ali ovu metodu možemo ukratko opisati upravo ovako. Koristi se fizički fenomen oslobađanja energije tijekom fazne tranzicije voda-led:

Poznato je da kada se voda zamrzne, ona oslobađa puno toplinske energije (330 kJ / kg), to je gotovo 80 puta više nego što se oslobađa tijekom njenog hlađenja za 1 g. U ovom procesu smrzavanja voda ne mijenja temperaturu (-1C) dok joj se cijeli volumen ne smrzne.

Sustav nije izmjenjivač topline u zemlji kao u dizalici topline podzemne vode, već dizalica topline voda-voda: u betonsku ili drugu pouzdanu posudu, zakopanu do dubine od 4 m, ugrađuje se sam izmjenjivač topline i sipati vodu. Dizalica topline izvlači toplinu iz vode, a kada se smrzne, voda odaje još više topline.

Smrznuta voda u ekstremnom ciklusu postupka. Što je sljedeće? Više neće biti moguće ispumpavati toplinu iz leda. Zaustavlja li se sustav? Da, i dizalica topline mora se prebaciti na drugu jedinicu, drugi spremnik. I prva prelazi u način odmrzavanja. Ali toplina iz tla otopit će ovaj led mjesecima. To je glavni nedostatak sustava. Također vam je potreban pouzdan kapacitet. Led se širi kad se voda smrzne i može deformirati betonske prstenove.

Da bi se ubrzao proces odmrzavanja, koriste se solarni kolektori:

U sibirskim mrazevima, po oblačnom vremenu, oni ne rade, ali po vedrom sunčanom vremenu mogu izdati određenu količinu toplinske energije za odmrzavanje podzemnog spremnika s vodom. Nakon što se voda u drugom krugu zaledi, kolektori se prebacuju na nju, a sustav prebacuje na izvlačenje topline iz prvog. Kako postaje jasno, trebamo automatizaciju, kontrolere koji nadziru temperaturu vode.

Glavni brojevi koji govore koliko topline (energije) sadrži određeni spremnik:

Prema mojim izračunima, ova toplina zimi bit će dovoljna 10 dana za grijanje kuće površine 120 m2 (ako nije u redu, ispravite).

Postoje podaci da je takav sustav grijanja iz energije faznog prijelaza voda-led pušten u rad u blizini Hamburga i da djeluje od 2015. godine. Kapacitet 1,5 milijuna litre vode zagrijava 500 kuća. U Europi je takav sustav koji koristi solarne kolektore sasvim primjenjiv. I tu će mu biti plus što nije potrebno bušiti bušotine za izmjenjivače topline tradicionalnih dizalica topline podzemne vode. Manji trošak za ove radove.

Svojedobno je naišao video zapis gdje je umirovljeni izumitelj izlio vodu na zid svoje kuće, ona se smrznula i ustvrdio je da kada se smrzne, dolazi do topline, koja nadoknađuje gubitak topline kuće.

***

Fotografije su preuzete iz otvorenih izvora, s Yandexa. Slike

Pretplatite se na kanal, dodajte ga u oznake preglednika (Ctrl + D). Puno je zanimljivih informacija.