Aquecimento com gelo. Extração da energia da transição da fase água-gelo

Qualquer aquecimento é a produção de energia (principalmente pelo método químico de oxidação do combustível) ou a transferência de energia por um transportador de calor por bombas de calor. Este tópico está relacionado à modificação de uma bomba de calor de fonte subterrânea. A informação será do interesse de quem está familiarizado com o seu princípio de trabalho.

O título do artigo parece paradoxal, mas esse método pode ser descrito resumidamente assim. O fenômeno físico de liberação de energia durante a transição da fase água-gelo é usado:

Sabe-se que quando a água congela, ela libera muita energia térmica (330 kJ / kg), quase 80 vezes mais do que é liberada durante seu resfriamento em 1 g. Nesse processo de congelamento, a água não muda sua temperatura (-1C) até que todo o seu volume congele.

O sistema não é um trocador de calor do solo como em uma bomba de calor de água subterrânea, mas uma bomba de calor água-água: o próprio trocador de calor é instalado em um recipiente de concreto ou outro recipiente confiável enterrado a uma profundidade de 4 m e despeje água. A bomba de calor extrai calor da água e, quando congela, a água emite ainda mais calor.

Água congelada no ciclo extremo do processo. Qual é o próximo? Não será mais possível extrair calor do gelo. O sistema para? Sim, e a bomba de calor deve mudar para a segunda unidade, o segundo tanque. E o primeiro entra em modo de degelo. Mas o calor do solo vai derreter esse gelo por meses. Esta é a principal desvantagem do sistema. Você também precisa de uma capacidade confiável. O gelo se expande quando a água congela e pode deformar os anéis de concreto.

Para acelerar o processo de descongelamento, são usados ​​coletores solares:

Nas geadas siberianas em tempo nublado, eles não funcionam, mas em tempo claro e ensolarado eles podem fornecer uma certa quantidade de energia térmica para descongelar um recipiente subterrâneo com água. Depois que a água do segundo circuito congela, os coletores mudam para ela e o sistema passa a extrair calor do primeiro. Como fica claro, precisamos de automação, controladores que monitorem a temperatura da água.

Os principais números que dizem quanto calor (energia) está contido em um determinado recipiente:

Pelos meus cálculos, esse calor de inverno será suficiente para 10 dias para aquecer uma casa com área de 120 m2 (se errar, corrija).

Há informações de que esse sistema de aquecimento a partir da energia da transição da fase água-gelo foi colocado em operação perto de Hamburgo e está em operação desde 2015. Capacidade 1,5 milhões litros de água aquecem 500 casas. Na Europa, esse sistema usando coletores solares é bastante aplicável. E a vantagem é que não é necessário perfurar poços para trocadores de calor de bombas de calor de água subterrânea tradicionais. Menor custo para essas obras.

Certa vez, apareceu um vídeo onde um inventor aposentado derramou água na parede de sua casa, ela congelou e ele argumentou que, ao congelar, o calor é liberado, o que compensa a perda de calor da casa.

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As fotos são tiradas de fontes abertas, do Yandex. As fotos

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