Erhitzen mit Eis. Extraktion der Wasser-Eis-Phasenübergangsenergie

Jede Erwärmung ist die Energieerzeugung (hauptsächlich durch die chemische Methode der Brennstoffoxidation) oder die Energieübertragung durch einen Wärmeträger durch Wärmepumpen. Dieses Thema bezieht sich auf die Modifikation einer Erdwärmepumpe. Die Informationen sind für diejenigen von Interesse, die mit dem Prinzip ihrer Arbeit vertraut sind.

Der Titel des Artikels klingt paradox, aber diese Methode kann genau so kurz beschrieben werden. Das physikalische Phänomen der Energiefreisetzung während des Wasser-Eis-Phasenübergangs wird verwendet:

Es ist bekannt, dass Wasser beim Gefrieren viel Wärmeenergie (330 kJ / kg) freisetzt. Dies ist fast 80-mal mehr als beim Abkühlen um 1 g. Bei diesem Gefrierprozess ändert Wasser seine Temperatur (-1 ° C) erst, wenn sein gesamtes Volumen gefriert.

Das System ist kein Erdwärmetauscher wie bei einer Grundwasserwärmepumpe, sondern eine Wärmepumpe Wasser-Wasser: In einem Beton oder einem anderen zuverlässigen Behälter, der bis zu einer Tiefe von 4 m vergraben ist, wird der Wärmetauscher selbst installiert und gieße Wasser. Die Wärmepumpe entzieht dem Wasser Wärme, und wenn es gefriert, gibt das Wasser noch mehr Wärme ab.

Gefrorenes Wasser im extremen Zyklus des Prozesses. Was kommt als nächstes? Es ist nicht mehr möglich, Wärme aus dem Eis zu pumpen. Stoppt das System? Ja, und die Wärmepumpe muss auf die zweite Einheit, den zweiten Tank, umschalten. Und der erste geht in den Abtaumodus. Aber die Hitze vom Boden wird dieses Eis monatelang schmelzen. Dies ist der Hauptnachteil des Systems. Sie benötigen auch eine zuverlässige Kapazität. Eis dehnt sich aus, wenn Wasser gefriert und Betonringe verformen kann.

Um den Auftauprozess zu beschleunigen, werden Solarkollektoren verwendet:

Bei sibirischen Frösten bei bewölktem Wetter funktionieren sie nicht, aber bei klarem, sonnigem Wetter können sie eine bestimmte Menge Wärmeenergie abgeben, um einen unterirdischen Behälter mit Wasser aufzutauen. Nachdem das Wasser im zweiten Kreislauf gefroren ist, schalten die Kollektoren darauf um und das System schaltet auf die Wärmeentnahme aus dem ersten. Wie klar wird, brauchen wir Automatisierung, Steuerungen, die die Wassertemperatur überwachen.

Die wichtigsten Zahlen, die angeben, wie viel Wärme (Energie) in einem bestimmten Behälter enthalten ist:

Nach meinen Berechnungen reicht diese Hitze im Winter für 10 Tage aus, um ein Haus mit einer Fläche von 120 m2 zu heizen (wenn Sie sich irren, korrigieren Sie es).

Es gibt Informationen, dass ein solches Heizsystem aus der Energie des Wasser-Eis-Phasenübergangs in der Nähe von Hamburg in Betrieb genommen wurde und seit 2015 in Betrieb ist. Kapazität 1,5 Millionen Liter Wasser heizen 500 Häuser. In Europa ist ein solches System mit Solarkollektoren durchaus anwendbar. Und das Plus wird sein, dass es nicht notwendig ist, Brunnen für Wärmetauscher herkömmlicher Grundwasserwärmepumpen zu bohren. Weniger Kosten für diese Arbeiten.

Einmal kam ein Video auf, in dem ein pensionierter Erfinder Wasser an die Wand seines Hauses goss, es gefror und er argumentierte, dass beim Gefrieren Wärme freigesetzt wird, die den Wärmeverlust des Hauses kompensiert.

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Die Fotos stammen aus offenen Quellen von Yandex. Bilder

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