Verwarmen met ijs. Extractie van water-ijs fase-overgangsenergie

Elke verwarming is energieopwekking (voornamelijk door de chemische methode van brandstofoxidatie), of energieoverdracht door een warmtedrager door warmtepompen. Dit onderwerp heeft betrekking op de aanpassing van een aardwarmtepomp. De informatie is interessant voor degenen die bekend zijn met het principe van zijn werk.

De titel van het artikel klinkt paradoxaal, maar deze methode kan zomaar in het kort worden beschreven. Het fysische fenomeen van het vrijkomen van energie tijdens de overgang van de water-ijsfase wordt gebruikt:

Het is bekend dat wanneer water bevriest, het veel thermische energie afgeeft (330 kJ / kg), dit is bijna 80 keer meer dan het vrijkomt tijdens het afkoelen van 1 g. Tijdens dit invriesproces verandert water niet van temperatuur (-1C) totdat het hele volume bevriest.

Het systeem is geen bodemwarmtewisselaar zoals bij een grondwaterwarmtepomp, maar een warmtepomp water-water: de warmtewisselaar zelf is geïnstalleerd in een betonnen of andere betrouwbare container begraven tot een diepte van 4 m en water schenken. De warmtepomp onttrekt warmte aan het water, en als het vriest, geeft het water nog meer warmte af.

Bevroren water in de extreme cyclus van het proces. Wat is het volgende? Het is niet langer mogelijk om warmte uit ijs te pompen. Stopt het systeem? Ja, en de warmtepomp moet overschakelen naar de tweede unit, de tweede tank. En de eerste gaat in de ontdooimodus. Maar de hitte van de grond zal dit ijs maandenlang doen smelten. Dit is het grootste nadeel van het systeem. Je hebt ook een betrouwbare capaciteit nodig. IJs zet uit als het water bevriest en kan betonnen ringen vervormen.

Om het ontdooiproces te versnellen, worden zonnecollectoren gebruikt:

Bij Siberische vorst, bij bewolkt weer, werken ze niet, maar bij helder zonnig weer kunnen ze een bepaalde hoeveelheid thermische energie afgeven om een ​​ondergrondse tank met water te ontdooien. Nadat het water in het tweede circuit bevriest, schakelen de collectoren ernaar over en schakelt het systeem over op het onttrekken van warmte aan het eerste. Zoals duidelijk wordt, hebben we automatisering nodig, controllers die de temperatuur van het water bewaken.

De belangrijkste cijfers die aangeven hoeveel warmte (energie) er in een bepaalde container zit:

Volgens mijn berekeningen zal deze warmte in de winterperiode voldoende zijn voor 10 dagen om een ​​huis met een oppervlakte van 120 m2 te verwarmen (als je het mis hebt, corrigeer het dan).

Er is informatie dat een dergelijk verwarmingssysteem uit de energie van de water-ijsfaseovergang bij Hamburg in gebruik is genomen en sinds 2015 in bedrijf is. Capaciteit 1,5 miljoen liter water verwarmt 500 huizen. In Europa is zo'n systeem met zonnecollectoren best toepasbaar. Het voordeel is dat het niet nodig is om putten te boren voor warmtewisselaars van traditionele grondwaterwarmtepompen. Minder kosten voor deze werken.

Er kwam een ​​keer een video tegen waarin een gepensioneerde uitvinder water op de muur van zijn huis goot, het bevroor en hij voerde aan dat bij bevriezing warmte vrijkomt, wat het warmteverlies van het huis compenseert.

***

Foto's zijn afkomstig uit open bronnen, van Yandex. Afbeeldingen

Abonneren aan het kanaal, voeg het toe aan de browserbladwijzers (Ctrl + D). Er staat veel interessante informatie te wachten.