Θέρμανση με πάγο. Εξόρυξη ενέργειας μετάβασης φάσης νερού-πάγου

Οποιαδήποτε θέρμανση είναι παραγωγή ενέργειας (κυρίως με χημική μέθοδο οξείδωσης καυσίμου) ή μεταφορά ενέργειας από φορέα θερμότητας από αντλίες θερμότητας. Αυτό το θέμα σχετίζεται με την τροποποίηση μιας αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους. Οι πληροφορίες θα είναι ενδιαφέρουσες για όσους είναι εξοικειωμένοι με την αρχή του έργου της.

Ο τίτλος του άρθρου ακούγεται παράδοξος, αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί να περιγραφεί εν συντομία ακριβώς έτσι. Χρησιμοποιείται το φυσικό φαινόμενο της απελευθέρωσης ενέργειας κατά τη μετάβαση φάσης νερού-πάγου:

Είναι γνωστό ότι όταν το νερό παγώνει, απελευθερώνει πολύ θερμική ενέργεια (330 kJ / kg), αυτό είναι σχεδόν 80 φορές περισσότερο από ό, τι απελευθερώνεται κατά την ψύξη του κατά 1 g. Σε αυτή τη διαδικασία κατάψυξης, το νερό δεν αλλάζει τη θερμοκρασία του (-1C) έως ότου παγώσει ολόκληρος ο όγκος του.

Το σύστημα δεν είναι εναλλάκτης θερμότητας εδάφους όπως σε αντλία θερμότητας υπόγειου νερού, αλλά αντλία θερμότητας νερό-νερό: ο ίδιος ο εναλλάκτης θερμότητας είναι εγκατεστημένος σε σκυρόδεμα ή άλλο αξιόπιστο δοχείο, θαμμένο σε βάθος 4 m, και ρίχνω νερό. Η αντλία θερμότητας εξάγει θερμότητα από το νερό, και όταν παγώνει, το νερό εκπέμπει ακόμη περισσότερη θερμότητα.

Παγωμένο νερό στον ακραίο κύκλο της διαδικασίας. Τι έπεται? Δεν θα είναι πλέον δυνατή η άντληση θερμότητας από τον πάγο. Σταματά το σύστημα; Ναι, και η αντλία θερμότητας πρέπει να μεταβεί στη δεύτερη μονάδα, στη δεύτερη δεξαμενή. Και το πρώτο πηγαίνει σε λειτουργία απόψυξης. Αλλά η θερμότητα από το έδαφος θα λιώσει αυτόν τον πάγο για μήνες. Αυτό είναι το κύριο μειονέκτημα του συστήματος. Χρειάζεστε επίσης μια αξιόπιστη χωρητικότητα. Ο πάγος διογκώνεται όταν το νερό παγώνει και μπορεί να παραμορφώσει συγκεκριμένους δακτυλίους.

Για την επιτάχυνση της διαδικασίας απόψυξης, χρησιμοποιούνται ηλιακοί συλλέκτες:

Στους παγετούς της Σιβηρίας, σε συννεφιά, δεν λειτουργούν, αλλά όταν ο καιρός είναι καλός, μπορεί να δώσει μια ορισμένη ποσότητα θερμικής ενέργειας για να ξεπαγώσει μια υπόγεια δεξαμενή με νερό. Αφού παγώσει το νερό στο δεύτερο κύκλωμα, οι συλλέκτες μεταβαίνουν σε αυτό και το σύστημα μεταβαίνει στην εξαγωγή θερμότητας από το πρώτο. Καθώς γίνεται σαφές, χρειαζόμαστε αυτοματοποίηση, ελεγκτές που παρακολουθούν τη θερμοκρασία του νερού.

Οι κύριοι αριθμοί που λένε πόση θερμότητα (ενέργεια) περιέχεται σε ένα συγκεκριμένο δοχείο:

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μου, αυτή η ζέστη το χειμώνα θα είναι αρκετή για 10 ημέρες για να ζεσταθεί ένα σπίτι με εμβαδόν 120 m2 (αν όχι σωστά, διορθώστε το).

Υπάρχουν πληροφορίες ότι ένα τέτοιο σύστημα θέρμανσης από την ενέργεια της μετάβασης φάσης νερού-πάγου τέθηκε σε λειτουργία κοντά στο Αμβούργο και λειτουργεί από το 2015. Χωρητικότητα 1,5 εκατομμύρια λίτρα νερού θερμαίνει 500 σπίτια. Στην Ευρώπη, ένα τέτοιο σύστημα που χρησιμοποιεί ηλιακούς συλλέκτες είναι αρκετά εφαρμόσιμο. Και εκεί το πλεονέκτημα θα είναι ότι δεν χρειάζεται να τρυπάτε πηγάδια για εναλλάκτες θερμότητας παραδοσιακών αντλιών θερμότητας υπόγειου-νερού Λιγότερο κόστος για αυτές τις εργασίες.

Κάποια στιγμή, ένα βίντεο συναντήθηκε όπου ένας συνταξιούχος εφευρέτης έριξε νερό στον τοίχο του σπιτιού του, πάγωσε και υποστήριξε ότι όταν παγώνει, απελευθερώνεται θερμότητα, η οποία αντισταθμίζει την απώλεια θερμότητας του σπιτιού.

***

Οι φωτογραφίες λαμβάνονται από ανοιχτές πηγές, από το Yandex. Εικόνες

Εγγραφείτε στο κανάλι, προσθέστε το στους σελιδοδείκτες του προγράμματος περιήγησης (Ctrl + D). Υπάρχουν πολλές ενδιαφέρουσες πληροφορίες μπροστά.