Riscaldamento con ghiaccio. Estrazione dell'energia di transizione di fase acqua-ghiaccio

Qualsiasi riscaldamento è la produzione di energia (principalmente mediante un metodo chimico di ossidazione del carburante) o il trasferimento di energia da un vettore di calore mediante pompe di calore. Questo argomento si riferisce alla modifica di una pompa di calore geotermica. Le informazioni saranno di interesse per coloro che hanno familiarità con il principio del suo lavoro.

Il titolo dell'articolo sembra paradossale, ma questo metodo può essere descritto brevemente proprio così. Il fenomeno fisico del rilascio di energia durante la transizione di fase acqua-ghiaccio viene utilizzato:

È noto che quando l'acqua gela rilascia molta energia termica (330 kJ / kg), quasi 80 volte di più di quella rilasciata durante il suo raffreddamento di 1 g. In questo processo di congelamento, l'acqua non cambia la sua temperatura (-1 ° C) fino a quando l'intero volume non si congela.

Il sistema non è uno scambiatore di calore a terra come in una pompa di calore ad acqua di falda, ma una pompa di calore acqua-acqua: in un contenitore di cemento o altro affidabile, interrato a una profondità di 4 m, lo scambiatore di calore stesso è installato e versare acqua. La pompa di calore estrae calore dall'acqua e quando gela l'acqua emette ancora più calore.

Acqua congelata nel ciclo estremo del processo. Qual è il prossimo? Non sarà più possibile pompare calore dal ghiaccio. Il sistema si ferma? Sì, e la pompa di calore deve passare alla seconda unità, il secondo serbatoio. E il primo entra in modalità di scongelamento. Ma il calore del suolo scioglierà questo ghiaccio per mesi. Questo è il principale svantaggio del sistema. Hai anche bisogno di una capacità affidabile. Il ghiaccio si espande quando l'acqua gela e può deformare gli anelli di cemento.

Per accelerare il processo di scongelamento, vengono utilizzati collettori solari:

Nelle gelate siberiane, con tempo nuvoloso, non funzionano, ma con tempo sereno e soleggiato possono emettere una certa quantità di energia termica per scongelare un serbatoio sotterraneo con acqua. Dopo che l'acqua nel secondo circuito si è congelata, i collettori passano ad essa e il sistema passa all'estrazione del calore dal primo. Come diventa chiaro, abbiamo bisogno di automazioni, controllori che monitorino la temperatura dell'acqua.

I numeri principali che dicono quanto calore (energia) è contenuto in un determinato contenitore:

Secondo i miei calcoli, questo caldo nel periodo invernale sarà sufficiente per 10 giorni per riscaldare una casa con una superficie di 120 m2 (se sbagli, correggila).

Ci sono informazioni che un tale sistema di riscaldamento dall'energia della transizione di fase acqua-ghiaccio è stato messo in funzione vicino ad Amburgo ed è operativo dal 2015. Capacità 1,5 milioni litri d'acqua riscaldano 500 case. In Europa, un tale sistema che utilizza collettori solari è abbastanza applicabile. E qui il suo vantaggio sarà che non è necessario perforare pozzi per scambiatori di calore delle tradizionali pompe di calore ad acqua di falda. Meno costi per questi lavori.

Un tempo, un video si è imbattuto in un video in cui un inventore in pensione ha versato dell'acqua sul muro della sua casa, si è congelata e ha sostenuto che quando si gela, viene rilasciato calore, che compensa la perdita di calore della casa.

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Le foto sono prese da fonti aperte, da Yandex. Immagini

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