Отопление с помощью льда. Извлечение энергии фазового перехода вода-лёд
Любое отопление – это получение энергии (в основном химическим способом окисления топлива), либо перенос энергии теплоносителем тепловыми насосами. Эта тема относится к модификации грунтового теплового насоса. Информация будет интересна для тех, кто знаком с принципом его работы.
Заголовок статьи звучит парадоксально, но этот способ можно кратко описать именно так. Используется физическое явление выделения энергии при фазовом переходе вода-лед:
Известно, что вода при замерзании выделяет много тепловой энергии (330 кДж/кг), это почти в 80 раз больше, чем выделяется при её остывании на 1 гр. При этом процессе замерзания вода не меняет свою температуру (-1С) пока не замерзнет весь ее объем.
Система представляет из себя не грунтовый теплообменник как в тепловом насосе грунт-вода, а тепловой насос вода-вода: в бетонную или иную надежную емкость, закопанную на глубину 4 м, устанавливают сам теплообменник и заливают воду. Тепловой насос извлекает тепло из воды, а в момент ее замерзания – вода отдает еще больше тепла.
Замершая вода в крайнем цикле процесса. А что дальше? Выкачивать тепло из льда уже не получится. Система останавливается? Да, и тепловой насос должен переключиться на вторую установку, вторую емкость. А первая переходит в режим оттаивания. Но тепло от грунта будет растапливать этот лед месяцами. Это и есть основной минус системы. Также нужна надежная емкость. Лед расширяется при замерзании воды и может деформировать бетонные кольца.
Для ускорения процесса оттаивания используют солнечные коллекторы:
В сибирские морозы в пасмурную погоду они не работают, но в ясную солнечную могут выдавать определенный объем тепловой энергии для оттаивания подземной емкости с водой. После замерзания воды во втором контуре – коллекторы переключаются на него, а система переходит на извлечение тепла из первой. Как становится понятным, нужна автоматика, контроллеры, следящие за температурой воды.
Основные цифры, говорящие, сколько содержится тепла (энергии) в определенной емкости:
По моим подсчетам, этого тепла в зимний период хватит на 10 дней для отопления дома площадью 120 м2 (если не прав — поправьте).
Есть информация, что под Гамбургом введена в эксплуатацию такая система отопления от энергии фазового перехода вода-лед и работает с 2015г. Емкость 1,5 млн. литров воды отапливает 500 домов. В Европе такая система с использование солнечных коллекторов вполне применима. И там ее плюс будет в том, что не нужно бурить скважины для теплообменников традиционных тепловых насосов грунт-вода. Меньше затрат на эти работы.
В свое время попадалось видео, где пенсионер-изобретатель поливал стену своего дома водой, та замерзала и он доказывал, что при замерзании выделяется тепло, которое компенсирует теплопотери дома.
Фотографии взяты из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайтесь на канал, заносите его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.
Отопление льдом для дома
Отопление льдом — использование энергии кристаллизации.
Следующая тема | Предыдущая тема Дополнительные настройки темы
Список форумов forum.anastasia.ru » Новые технологии
Автор
Сообщение
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
976395 Добавлено: Сб 22 Мар 2014, 1:53 |
При замерзании вода выделяет тепло. 350 Ватт на литр воды, если я правильно понял. Теоретически энергии тепла накопленной за лето в пруде поместья хватит на отопление как минимум деревни.
Изобрели отопление использующее выделяющееся при замерзании воды тепло. В Германии его уже серийно производят, стоит 20000€, а умельцы уже мастерят упрощённые варианты.
Умелец из Украины утверждает, что можно отапливаться поливая нагревательный элемент такого отопления водой. То-есть то что реально сделать в поместье. . и судя по всему он говорит правду.
Последний раз редактировалось: yunsan (Сб 22 Мар 2014, 15:08), всего редактировалось 1 раз
Светлана К . Хранитель форума
Зарегистрирован: 23.03.2002 Сообщения: 8738 Благодарили 2448 раз/а Населённый пункт: Долгопрудный МО/Ясногорский район Тульской области
976398 Добавлено: Сб 22 Мар 2014, 2:33 |
_________________ Идея Родового поместья и Финансовый вопрос
Светлана.
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
976400 Добавлено: Сб 22 Мар 2014, 2:56 |
Нет, наоборот, о том что холод можно использовать для отопления. Вот на русском я нашёл. В России тоже продаётся.
Последний раз редактировалось: yunsan (Сб 22 Мар 2014, 3:24), всего редактировалось 1 раз
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
976402 Добавлено: Сб 22 Мар 2014, 14:56 |
Светлана К. писал(а):
yunsan , подскажите, вы немецкий понимаете? Насколько я понимаю, немецкие ролики скорее о сезонной аккумуляции тепла.
Отопление льдом – использование энергии кристаллизации для отопления дома.
Я не понял про объём замерзающей воды, который имеется ввиду и пересчитал по объёму стакана — 250 миллилитров выделяющуюся энергию из Джоулей в Ватты. По немецки я понимаю в том числе и технический язык, в отличие от русского.
Добавлено после 28 минут:
Вот на техническом русском об этом написано. Возможно даже что это в России и изобрели.
Ввиду компактности и бесшумной работы возможна установка теплового насоса, использующего тепло фазового перехода вода-лед, для отопления жилого помещения за счет тепла сточных вод. Норма потребления воды для семьи из трех человек составляет 1 кубический метр в сутки. При замораживании такого количества воды выделится 334 000 кДж тепла. Этого количества тепла вполне достаточно для отопления стандартной трехкомнатной квартиры. Образующийся жидкий лед можно сбрасывать непосредственно в канализацию
Добавлено после 9 минут:
Возможно что если использовать стирлинг, чтобы качать воду из пруда, можно обойтись и без электричества.
При использовании схемы теплоснабжения «электростанция – линия электропередачи – тепловой насос» с учетом коэффициента полезного действия тепловой электростанции КПД(ТЭС) = 0.4, коэффициента полезного действия линии электропередачи КПД(ЛЭП) = 0.9 и коэффициента конверсии теплового насоса К(ТН) = 5 получаем, что на 1 Вт энергии , выделившейся при сжигании топлива на ТЭС, в квартире выделиться 1.8 Вт тепла .
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
976420 Добавлено: Сб 22 Мар 2014, 14:56 |
Посчитал сколько теоретически тепла в пруде 15 на 15 на 3 метра.
Температуру возьмём 10 Градусов. Чтобы охладить литр воды на 1 градус требуется 42000 Джоуля. 1 kWh = 3600000 J
283500000000/3600000= 78750 kWh
Для дома площадью 100 м2 на отопление необходимо 6000 кВтчас тепловой энергии в год.
78750/6000=13,125 . на 13 домов хватит.
Конечно поместье это святое место и пруд для отопления использовать не стоит. Непонятно что будет происходить с водой, пропущенной по трубам, . хорошего точно ничего. Но ничто ведь не мешает зимой запасаться льдом, а летом горячей водой. Для этого можно просто сделать в под землёй 2 резервуара скажем по 20 кубических метров и с помощью техники извлекать тепло или холод из воды них.
Николай 1
Зарегистрирован: 08.04.2014 Сообщения: 7 Благодарили 2 раз/а Населённый пункт: Москва
Дыханием согрею Руками обниму К груди прижму Матушка — кормилица Землюшка родная Красавица м
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
977248 Добавлено: Сб 12 Апр 2014, 1:48 |
Николай1 писал(а):
Я являюсь одним из российских разработчиков этого способа отопления. Мы сейчас начинаем монтаж установки небольшой мощности для проверки некоторых теоретических предположений. Если есть вопросы- спрашивайте.
Возможно ли минимизировать или полностью исключить необходимость в электроэнергии для насоса, используя, например, стирлинг? (объём воды не ограничен)
Николай 1
Зарегистрирован: 08.04.2014 Сообщения: 7 Благодарили 2 раз/а Населённый пункт: Москва
977253 Добавлено: Сб 12 Апр 2014, 9:25 |
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
977281 Добавлено: Сб 12 Апр 2014, 22:04 |
Николай1 писал(а):
На счет насоса не совсем понял, Вы имеете ввиду обойтись БЕЗ электричества для теплового насоса? Если вопрос именно в этом, то такую конструкцию мы не рассматривали, так как пока нет хороших, недорогих и надежных решений.
Да, для теплового насоса. Возможно ли хотя-бы теоретически подобное решение? Может ли существовать тепловой насос, работающий без электричества от извлечённого им же тепла? Стоит ли вкладывать деньги в разработку подобной конструкци
Николай 1
Зарегистрирован: 08.04.2014 Сообщения: 7 Благодарили 2 раз/а Населённый пункт: Москва
977283 Добавлено: Сб 12 Апр 2014, 22:29 |
yunsan
Зарегистрирован: 18.02.2013 Сообщения: 227 Благодарили 72 раз/а Населённый пункт: Germany
977293 Добавлено: Вс 13 Апр 2014, 4:30 |
Николай1 писал(а):
Насос не может вначале извлечь энергию, а потом от неё работать.
Я знаю, у меня техническое образование, я разбираюсь в теме. Чтобы запустить нужна будет энергия.
При использовании схемы теплоснабжения «электростанция – линия электропередачи – тепловой насос» с учетом коэффициента полезного действия тепловой электростанции КПД(ТЭС) = 0.4, коэффициента полезного действия линии электропередачи КПД(ЛЭП) = 0.9 и коэффициента конверсии теплового насоса К(ТН) = 5 получаем, что на 1 Вт энергии, выделившейся при сжигании топлива на ТЭС, в квартире выделиться 1.8 Вт тепла .
Возьмём средненький стирлинг с КПД 20%, примерно такой-же КПД у цепи: Топливо ТЭЦ — Электродвигатель. Если вместо электродвигателя использовать стирлинг, на 1 Вт использованный стирлингом, теоретически остаётся 0,8 Вт дарового тепла. При неограниченом количестве воды зимой, используя описаный выше насос с изменяемой геометрией, теоретически мы будем иметь неограниченое количество тепла. . разве не так?
Цитата:
Стирлинг слишком непростая конструкция чтобы ею серьезно заниматься.
Которую, между тем, не нужно снова изобретать. Его можно сделать на любом ЧПУ.
Цитата:
Питание компрессора для ТН можно взять например от солнечных батарей (СБ).
Какой мощьности солнечные батареи понадобятся для отопления 100 квадратных метров жилья? И может подскажете сколько они будут стоить в России?
Николай 1
Зарегистрирован: 08.04.2014 Сообщения: 7 Благодарили 2 раз/а Населённый пункт: Москва
977298 Добавлено: Вс 13 Апр 2014, 10:13 |
Стирлингом мы заниматься не будем, это слишком затратно по средствам. В нашей системе не используется насос с изменяемой геометрией, а используется ТЕПЛООБМЕННИК С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ, на него уже получен патент. Как и на способ генерирования льда с его помощью.
Тема получения электроэнергии от источника тепла (разницы температур) интересна давно, у моего друга есть патент и на такое устройство, но пока до реализации руки не дошли, слишком много дел по замораживанию воды.
СБ в Москве стоят примерно 50 руб за 1 вт, их количество нужно подбирать исходя из инсоляции в регионе и потребностей в отоплении Но в любом случае цена на такое оборудования будет весьма НЕ малой, это нужно понимать.
Никак не пойму как вставлять цитирование и почему смайлики получаются в конце сообщения, а не там где мне нужно?
