Отопление с помощью льда

[einstitut.livejournal.com]

Оригинал взят у einstitut в Отопление с помощью льда

Да, вы не ослышались. «Ледяное отопление» возможно, и применяется на практике. Некоторые производители отопительного оборудования предлагают соответствующие готовые системы для такого вида отопления.

Как это работает?
Существует такое понятие или явление как энергия кристаллизации.
Речь идет о том, что вода при замерзании выделяет очень много тепловой энергии (330 кДж/кг), что почти в 80 раз больше, чем выделяется при её остывании на 1 градус. При этом она фактически не меняет свою температуру (около -1С) пока не замерзнет вся. Это тепло фазового перехода воды из жидкого в твердое агрегатное состояние заманчиво использовать. И инженеры уже достаточно давно нашли соответствующие технологические решения для его использования.


В ледяной системе отопления нет ничего сверхъестественного. Она состоит из теплового насоса, емкости с чистой водой и солнечных коллекторов (или, желательно, воздушных абсорберов - композитных солнечных воздушных коллекторов).



Емкость производится из бетона, и может закапываться на участке рядом с домом. В отличие от традиционного грунтового теплового насоса для установки емкости не нужна ни большая площадь земли (как в случае грунтового коллектора), ни глубокое бурение (как в случае зондов теплового насоса). В емкости находится теплообменник – полимерные трубы по которым циркулирует теплоноситель.


Принцип работы системы отопления с помощью льда схож с принципом работы теплового насоса грунт-вода или вода-вода. Тепловой насос «вытягивает» низкотемпературное тепло воды, которой заполнена емкость. В результате вода в емкости замерзает. При этом для производства тепла используется также энергия кристаллизации. Для регенерации – оттаивания воды – используется тепло, поставляемое солнечными коллекторами (абсорберами). В процесс вовлечено также низкотемпературное тепло грунта и грунтовых вод, окружающих емкость.


Система, разумеется, может использоваться также для охлаждения помещений в летнее время года – когда низкая температура воды в емкости используется для производства холода.



Какое количество энергии может производить система ледяного отопления? Проведем расчет. Энергия кристаллизации воды составляет при температуре ноль градусов примерно 333 кДж на килограмм. Один литр льда (примерно равный 916 граммам льда) даст примерно 306 кДж энергии. Это соответствует примерно 0,085 кВтч: 306 кДж = 306 кВтс =306/3600кВтч= 0,085 кВтч. Энергия сгорания одного литра дизельного топлива составляет 10 кВтч. Таким образом 120 литров льда «соответствуют» приблизительно одном литру дизельного топлива. Бак на 10000 литров, а такова минимальная емкость, применяемая для индивидуальных жилых домов, «содержит» приблизительно 850 кВтч энергии, выделяемой при каждом цикле замерзания.

В европейских странах, в особенности Германии, ледяное отопление находит достаточно широкое применение – существует обширный портфель соответствующих объектов – как индивидуальных жилых домов, так и многоквартирных, офисных, торговых и производственных зданий. В 2014 году под Гамбургом заканчивается строительство целого микрорайона на почти 500 квартир (крупнейшая система ледяного отопления в мире), центральное отопление которых организуется с помощью льда в емкости на 1,5 миллиона литров воды.



Тем не менее, данный вид отопления пока ещё остается достаточно экзотичным.
Система отопления с помощью льда сравнима по стоимости с традиционным способом организации отопления на основе обычного теплового насоса. Её использование может быть оправдано в случаях, когда место на участке ограничено и/или существуют ограничения по устройству глубоких скважин для зондов теплового насоса.
Кроме того, ограниченный объем энергии, обусловленный размерами емкости, а также подходящее «по природе» для тепловых насосов низкотемпературное отопление (теплые полы) предполагает использование ледяного отопления только в зданиях высокой степени энергоэффективности, очень качественно спроектированных и хорошо утепленных домах.

Источник

Comments

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Само понятие - насос - предполагает что он сосёт энергию извне. В данном случае - он сосёт тепло из земного шарика. Вы по ссылке сходили бы, тогда поняли бы о чём речь.

[termistcom.livejournal.com]

Вы ссылку на себя любимого считаете авторитетным источником?
Проблема в том, что существует такая штука, как Второе начало термодинамики. Качать тепло от более холодного тела к более теплому, это вечный двигатель.

[aterentiev.livejournal.com]

Поздравляю, у вас на кухне вечный двигатель.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Не смущайте человека. Его кондрашка хватит, если узнает что его любимый холодильник - это тепловой насос, который греет комнату.

[termistcom.livejournal.com]

Блин!!!
А я как последний лох электроэнергию оплачиваю.
Может просветите темного, какое устройство из розетки следует вынуть?

[ed-jan-lt.livejournal.com]

1) Ссылку я считаю ссылкой. Или я должен по 15 раз в каждом комменте заново писать тоже самое?!

2) Вы пропустили самую важную фразу, являющуюся сутью этого закона - "без потери энергии".
Качать тепло можно, но при этом нужен насос, который будет компенсировать потери.
(как и с колесом - оно будет крутиться вечно, если будет двигатель, компенсирующий силу трения).

[termistcom.livejournal.com]

Колесо, которое вращается вечно не есть вечный двигатель, поскольку не даёт никакой энергии. А вот, если мы приложим к колесу нагрузку, то оно остановится независимо от того, сможем мы компенсировать силу трения, или не сможем.
Второе начало термодинамики разрешает передавать тепло от более горячего тела более холодному. При этом часть передаваемой энергии можно преобразовать в другой вид. Например- в электрическую, механическую и пр. А вот передать тепло от более холодного тела более тёплому без совершения дополнительной работы нельзя. Нельзя поставить чайник в воду, и, не подведя энергии извне, сделать так, чтобы вода в чайнике закипела, а вода вокруг чайника превратилась в лед.
Вода может течь самостоятельно со второго этажа на первый. Но с первого на второй она может быть подана только насосом. И этот насос должен быть подсоединен к розетке. Тепловой насос точно так же должен потреблять энергию извне.

[aterentiev.livejournal.com]

Само собой, энергия нужна. Но ее при тепловом насосе нужно в несколько раз меньше, чем если бы этой мощностью грели помещение нагревателями. Мощность охлаждения намного больше потребляемой мощности при удачных внешних условиях.

[termistcom.livejournal.com]

Дык, я это и хочу от чувака услышать. Я всего лишь спросил- нужен ли источник внешней энергии для подобной системы? Вместо четкого ответа "да" или "нет", он второй день мастырит умняка и рассказывает кто у кого чего сосет.
Кстати, "в несколько раз", это очень круто сказано. Самые идеальные тепловые насосы дают экономию максимум раза в три.
А я всю эту бодягу затеял только потому, что читаешь пост, и приходишь к выводу, что чудо-система сосет себе тепло изо льда, и делает Африку среди зимы без каких-нибудь проводов извне. Вы увидели хотя бы один провод на картинках и схемах?

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Это ваше бла-бла-бла имеет какое-то отношению к факту, что тепловой насос "сосёт" тепло из холодной земли и отдаёт тёплому воздуху в помещении (или - горячему бойлеру)?
...Или например - к тому что ваш холодильник сосёт тепло из морозилки, где -15С, и этим теплом греет комнату, где + 25С? )))

[termistcom.livejournal.com]

Ну вот тупой я такой. Очень уж Вы умно для меня все рассказываете. А я так и не пойму ответа на первоначальный вопрос- будел ли эта система работать, если ее не питать энергией извне? Не той, которая халявная из матушки-земли, а той, за которую конкретной монетой платить нужно.
Не знаете, так так и скажите. Другие объяснят.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Хоть и не понимаю какое отношение к делу имеет этот вопрос повторю: в любой системе есть потери и необходимо некоторое количество энергии извне, чтобы эти потери компенсировать.
Но это не отменяет того факта, что система качает тепло от холодного тела к тёплому, затрачивая энергию насоса лишь на преодоление трения при движении хладагента по трубам.

[termistcom.livejournal.com]

Похоже, что простых слов типа "да" и "нет" Вы не знаете. Да и с физикой Вы не дружите. Вернее- она с Вами. Внешняя энергия в тепловых машинах используется не для компенсации потерь, а для совершения работы. Энергия, безусловно, экономится. Но именно экономится, а не получается на халяву. Все. Это закон физики.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Тяжёлый случай.