Uppvärmning med is. Extraktion av energin från övergången mellan vatten och is

All uppvärmning är energiproduktion (huvudsakligen med den kemiska metoden för bränsleoxidation) eller energiöverföring av en värmebärare med värmepumpar. Detta ämne avser modifiering av en markvärmepump. Informationen kommer att vara av intresse för dem som är bekanta med principen för dess arbete.

Artikelns titel låter paradoxalt, men den här metoden kan beskrivas kort så här. Det fysiska fenomenet med energiutsläpp under övergången mellan vatten och is används:

Det är känt att när vatten fryser släpper det ut mycket termisk energi (330 kJ / kg), detta är nästan 80 gånger mer än det frigörs under kylningen med 1 g. Under denna frysningsprocess ändrar inte vattnet sin temperatur (-1C) förrän hela volymen fryser.

Systemet är inte en markvärmeväxlare som i en grundvattenvärmepump, utan en värmepump vatten-vatten: själva värmeväxlaren är installerad i en betong eller annan tillförlitlig behållare nedgrävd till ett djup av 4 m och hälla vatten. Värmepumpen extraherar värme från vattnet och när den fryser avger vattnet ännu mer värme.

Fryst vatten i processens extrema cykel. Vad kommer härnäst? Det kommer inte längre att vara möjligt att pumpa ut värme från isen. Stannar systemet? Ja, och värmepumpen måste växla till den andra enheten, den andra tanken. Och den första går i avfrostningsläge. Men värmen från marken kommer att smälta denna is i flera månader. Detta är den största nackdelen med systemet. Du behöver också en pålitlig kapacitet. Is expanderar när vatten fryser och kan deformera betongringar.

För att påskynda upptiningsprocessen används solfångare:

I sibirisk frost i molnigt väder fungerar de inte, men i klart soligt väder kan de ge ut en viss mängd termisk energi för att tina en underjordisk behållare med vatten. Efter frysning av vatten i den andra kretsen växlar samlarna till det och systemet växlar till att utvinna värme från den första. När det blir klart behöver vi automatisering, kontroller som övervakar vattentemperaturen.

Huvudnumren som säger hur mycket värme (energi) som finns i en viss behållare:

Enligt mina beräkningar kommer denna värme på vintern att räcka i 10 dagar för att värma ett hus med en yta på 120 m2 (om inte rätt, korrigera det).

Det finns information om att ett sådant värmesystem från energin från övergången mellan vatten och is togs i drift nära Hamburg och har varit i drift sedan 2015. Kapacitet 1,5 miljoner liter vatten värmer 500 hus. I Europa är ett sådant system med solfångare ganska användbart. Och där är dess plus att det inte är nödvändigt att borra brunnar för värmeväxlare av traditionella grundvattenvärmepumpar. Mindre kostnad för dessa arbeten.

Vid ett tillfälle kom en video över där en pensionerad uppfinnare hällde vatten på husets vägg, det frös och han hävdade att när det fryser frigörs värme, vilket kompenserar för husets värmeförlust.

***

Foton är tagna från öppna källor, från Yandex. Bilder

Prenumerera till kanalen, lägg till den i webbläsarens bokmärken (Ctrl + D). Det finns mycket intressant information framöver.