Chauffage avec de la glace. Extraction d'énergie de transition de phase eau-glace
Tout chauffage est une production d'énergie (principalement par la méthode chimique d'oxydation du combustible), ou un transfert d'énergie par un caloporteur par des pompes à chaleur. Ce sujet concerne la modification d'une pompe à chaleur géothermique. Les informations intéresseront ceux qui connaissent le principe de son travail.
Le titre de l'article semble paradoxal, mais cette méthode peut être brièvement décrite comme ça. Le phénomène physique de libération d'énergie lors de la transition de phase eau-glace est utilisé:
On sait que lorsque l'eau gèle, elle dégage beaucoup d'énergie thermique (330 kJ / kg), c'est presque 80 fois plus qu'elle n'en est libérée lors de son refroidissement de 1 g. Pendant ce processus de congélation, l'eau ne change pas sa température (-1 ° C) jusqu'à ce que tout son volume gèle.
Le système n'est pas un échangeur de chaleur au sol comme dans une pompe à chaleur à eau souterraine, mais une pompe à chaleur eau-eau: l'échangeur de chaleur lui-même est installé dans un conteneur en béton ou autre conteneur fiable enterré à une profondeur de 4 m et verser de l'eau. La pompe à chaleur extrait la chaleur de l'eau et lorsqu'elle gèle, l'eau dégage encore plus de chaleur.
L'eau gelée dans le cycle extrême du processus. Et après? Il ne sera plus possible de pomper la chaleur de la glace. Le système s'arrête-t-il? Oui, et la pompe à chaleur doit passer à la deuxième unité, la deuxième cuve. Et le premier passe en mode dégivrage. Mais la chaleur du sol fera fondre cette glace pendant des mois. C'est le principal inconvénient du système. Vous avez également besoin d'une capacité fiable. La glace se dilate lorsque l'eau gèle et peut déformer les anneaux de béton.
Pour accélérer le processus de décongélation, des capteurs solaires sont utilisés:
Dans les gelées sibériennes, par temps nuageux, elles ne fonctionnent pas, mais par temps clair et ensoleillé, elles peuvent dégager une certaine quantité d'énergie thermique pour dégeler un réservoir souterrain avec de l'eau. Une fois que l'eau du deuxième circuit gèle, les collecteurs y basculent et le système passe à l'extraction de la chaleur du premier. Comme cela devient clair, nous avons besoin d'automatisation, de contrôleurs qui surveillent la température de l'eau.
Les principaux chiffres qui indiquent la quantité de chaleur (énergie) contenue dans un certain conteneur:
D'après mes calculs, cette chaleur en hiver suffira pendant 10 jours pour chauffer une maison d'une superficie de 120 m2 (sinon corrigez-la).
Il existe des informations selon lesquelles un tel système de chauffage à partir de l'énergie de la transition de phase eau-glace a été mis en service près de Hambourg et fonctionne depuis 2015. Capacité 1,5 million litres d'eau chauffe 500 maisons. En Europe, un tel système utilisant des capteurs solaires est tout à fait applicable. Et là, son avantage sera qu'il n'est pas nécessaire de forer des puits pour les échangeurs de chaleur des pompes à chaleur souterraines traditionnelles. Moins de frais pour ces travaux.
À un moment donné, une vidéo est tombée sur un inventeur à la retraite versant de l'eau sur le mur de sa maison, celle-ci a gelé et il a fait valoir que lorsqu'elle gèle, de la chaleur est libérée, ce qui compense la perte de chaleur de la maison.
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Les photos sont prises à partir de sources ouvertes, de Yandex. Des photos
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