Jääga kütmine. Vee-jää faasi üleminekuenergia ekstraheerimine
Igasugune küte on energia tootmine (peamiselt kütuse oksüdeerimise keemilise meetodi abil) või soojuskandja poolt energia ülekandmine soojuspumpade abil. See teema käsitleb maasoojuspumba modifitseerimist. Teave pakub huvi neile, kes on selle töö põhimõttega kursis.
Artikli pealkiri kõlab paradoksaalselt, kuid seda meetodit saab lühidalt kirjeldada just nii. Kasutatakse vee-jää faasi ülemineku ajal energia eraldumise füüsikalist nähtust:
On teada, et kui vesi külmub, eraldab see palju soojusenergiat (330 kJ / kg), mis on peaaegu 80 korda rohkem kui selle jahutamisel 1 g võrra. Selles külmumisprotsessis ei muuda vesi oma temperatuuri (-1C) enne, kui kogu maht külmub.
Süsteem ei ole maasoojusvaheti nagu põhjaveesoojuspumbas, vaid soojuspump vesi-vesi: betooni või muusse usaldusväärsesse mahutisse, mis on maetud 4 m sügavusele, on soojusvaheti ise paigaldatud ja vett kallama. Soojuspump ammutab veest soojust ja selle külmumisel annab vesi veelgi rohkem soojust.
Külmunud vesi protsessi äärmises tsüklis. Mis järgmiseks? Jääst pole enam võimalik soojust välja pumbata. Kas süsteem peatub? Jah, ja soojuspump peab lülituma teisele seadmele, teisele paagile. Ja esimene läheb sulatamise režiimi. Kuid maapinna kuumus sulatab selle jää kuude kaupa. See on süsteemi peamine puudus. Samuti vajate usaldusväärset võimsust. Jää paisub vee külmumisel ja võib deformeerida betoonrõngaid.
Sulatamisprotsessi kiirendamiseks kasutatakse päikesekollektoreid:
Pilvise ilmaga Siberi külmades need ei toimi, kuid selge päikesepaistelise ilmaga võivad nad maa-aluse veega mahuti sulatamiseks anda teatud koguse soojusenergiat. Pärast teise vooluringi vee külmumist lülituvad kollektorid sellele üle ja süsteem lülitub esimesest soojuse ammutamisele. Nagu selgub, vajame automatiseerimist, regulaatoreid, mis jälgivad vee temperatuuri.
Peamised numbrid, mis ütlevad, kui palju soojust (energiat) teatud konteineris sisaldub:
Minu arvutuste kohaselt piisab sellest talvisest kuumusest 10 päevaks 120 m2 suuruse maja kütmiseks (kui see pole õige, siis parandage seda).
On andmeid, et selline vee-jää faasi ülemineku energiast pärit küttesüsteem pandi tööle Hamburgi lähistel ja töötab alates 2015. aastast. Mahutavus 1,5 miljonit liitrit vett kütab 500 maja. Euroopas on selline päikesekollektoreid kasutav süsteem üsna rakendatav. Ja selle plussiks on see, et traditsiooniliste põhjavee soojuspumpade soojusvahetite jaoks pole vaja puurkaevu puurida. Nende tööde jaoks on vähem kulusid.
Omal ajal sattus video, kus pensionile jäänud leiutaja valas oma maja seinale vett, see tardus ja ta väitis, et kui see külmub, eraldub soojus, mis kompenseerib maja soojakadusid.
***
Fotod on tehtud avatud lähtekoodidest, Yandexist. Pildid
Telli kanalile lisage see brauseri järjehoidjatesse (Ctrl + D). Ees ootab palju huvitavat teavet.