Brzmi jak magia, ale działa: lód staje się gorącem. Nie tylko trochę, ale tak bardzo, że zasobnik lodu może ogrzać cały dom. Zbiornik na wodę jest zakopany w ziemi, pompa ciepła solanka-woda pobiera z wody tyle energii, że zamarza. Tak powstaje energia cieplna. Przeczytaj więcej o funkcji podgrzewacza lodu, czy warto i ile kosztuje.
Generować energię z mrozu? Działa z podgrzewaczem lodu!
Jak działa zasobnik lodu?
Podgrzewacz lodu składa się z dwóch głównych elementów: systemu przechowywania lodu i pompy ciepła z solanką. Pompa ciepła typu solanka-woda jest zwykle znana z wiercenia w ziemi lub kolektorów powierzchniowych. Podczas wiercenia w ziemi solanka pochłania energię z gruntu i przekazuje ją do źródła energii - wody w pompie ciepła. Podobną zasadę stosuje się w połączeniu z lodową ławicą. Opiera się to na zasadzie ciepła krystalizacji lub krzepnięcia: gdy woda zamarza, uwalniana jest energia.
W ogrodzie - zupełnie niezauważalnie - znajduje się lodowisko do ogrzewania lodowiska i generuje energię dla Your-Best-Home.net.
Najważniejszym warunkiem wstępnym ogrzewania magazynu lodu jest nadający mu nazwę magazyn lodu. Jest to nieizolowana cysterna betonowa zakopana w ziemi - poniżej linii mrozu. Wewnątrz cysterny znajdują się dwie spiralne rury, którymi podawana jest mrozoodporna płynna solanka. Jedna z wężownic jest ekstrakcyjnym wymiennikiem ciepła, druga regeneracyjnym wymiennikiem ciepła. Dodatkowo cały brzeg lodu jest wypełniony wodą w stanie ciekłym.
Generacja energii
Energia jest pobierana z wody w stanie ciekłym przez ekstrakcyjny wymiennik ciepła, aż do jej zamarznięcia (zasada krystalizacji). Ponieważ woda rozszerza się, gdy zamarznie (najbardziej znany przykład: eksplodujące butelki z wodą w zamrażarce), spirale układane są w taki sposób, że woda zamarza od wewnątrz, a cysterna nie jest uszkodzona. Podczas tzw. Przemiany fazowej, czyli zmiany stanu skupienia wody z ciekłej na lodową, uwalnia się tyle energii, ile potrzeba do podgrzania wody od 0 do 80 stopni. Abyś mógł to sobie lepiej wyobrazić: zbiornik na lód o pojemności 10 metrów sześciennych generuje taką samą ilość energii, jak około 110 litrów oleju opałowego.
Wydajne ogrzewanie
Energia uzyskana teraz z wody jest przekazywana do pompy ciepła za pośrednictwem solanki, gdzie jest wykorzystywana do przygotowania ciepłej wody i ogrzewania pomieszczeń. Pompy ciepła typu solanka-woda są bardzo wydajne, a roczny współczynnik wydajności wynosi około 4,5. Z 1 kilowatogodziny energii z solanki generujesz w domu 4,5 kilowatogodziny.
Rozmrażanie lodu
Na zewnątrz zamarznięta woda w cysternie ponownie topi się i jest gotowa ponownie oddać energię. Rozmrażanie odbywa się całkowicie samodzielnie, przy czym otaczająca gleba oddaje ciepło do lodu przez ścianę zbiornika lub przy wsparciu regeneracyjnego wymiennika ciepła. Dzięki temu do magazynu lodu można na przykład wprowadzić energię z ciepłego powietrza z otoczenia, co przyspiesza rozmrażanie lodu. Absorbery powietrza słonecznego są alternatywą dla ciepłego powietrza z otoczenia. Są to kolektory słoneczne, które oprócz powietrza otoczenia pobierają energię słoneczną i przekazują ją do regeneracyjnego wymiennika ciepła. Im szybciej lód topnieje, tym szybciej może rozpocząć się proces wytwarzania energii.
1 = pompa ciepła z solanką, 2 = zasobnik lodu, 3 = kolektor słoneczny. Te trzy komponenty razem tworzą efektywny system ogrzewania domu.
Podgrzewacz do lodu: różne warianty
Jak opisano powyżej, większość energii jest przenoszona do solanki, a tym samym do pompy ciepła, gdy woda w zasobniku zmienia fazy. Zakłada to, że zawartość pamięci jest wypełniona czymś, co może zmienić jej stan skupiony. Woda jest tutaj najpowszechniejszym medium, ale są też inne „materiały zmieniające fazę”, tj. Materiały zmieniające fazę. Zaletą stosowania innego materiału jest to, że może on mieć mniejszą objętość w porównaniu z wodą i związaną z tym mniejszą pojemność magazynowania przy takim samym uzysku energii.
W zależności od rodzaju zasobnika ciepła i nośnika ciepła istnieją trzy różne rodzaje magazynowania: wrażliwe, utajone i termochemiczne.
- Wrażliwe: Jeśli dostarczane jest ciepło, temperatura medium akumulacyjnego wzrasta.
- utajony: medium zwykle staje się płynne lub stałe po dostarczeniu ciepła.
- termochemiczna: woda jest dodawana do lub usuwana z materiału magazynującego.
| Typ składowania | Wymagane miejsce | Nośnik danych | Temperatura pracy | Gęstość energii |
|
Wrażliwe: | wysoki |
woda beton |
poniżej 100 ° C 0 - 500 ° C |
ok. 60 kWh / m³ ok. 30 kWh / m³ |
|
Utajone: | wysoki |
Woda i lód Wodzian soli parafina |
0 - 20 C ° 30 - 80 ° C 10 - 60 ° C |
Woda: ok. 20 kWh / m³ do ok. 120 kWh / m³ do ok. 120 kWh / m³ |
|
Termochemiczne: | Niska |
Wodorek metalu Żel krzemionkowy Zeolit |
280-500 ° C 40-100 ° C 100-300 ° C |
do ok. 500 kWh / m³ do ok. 300 kWh / m³ do ok. 500 kWh / m³ |
Zalety ogrzewania magazynowego lodu
- Wykorzystanie darmowej energii: ciepło otoczenia, energia geotermalna i energia krystalizacji
- stała temperatura gruntu - umożliwia to trwały i ekonomiczny proces wytwarzania ciepła
- technologia przyjazna środowisku z odnawialnymi surowcami (idealna do zrównoważonego budownictwa)
- niskie koszty utrzymania (tylko pompa ciepła wymaga konserwacji)
- możliwe chłodzenie pasywne latem
- Pozwolenie na wiercenie nie jest wymagane (w porównaniu do pompy ciepła solanka z sondą gruntową)
Wady zasobnika lodu
- wysokie wymagania dotyczące przestrzeni zewnętrznej dla zbiornika magazynowego
- Wysokie koszty nabycia
Oto jak wygląda wnętrze lodowca: solanka, która pobiera ciepło z wody, przepływa przez rury.
Jakie są koszty podgrzewacza do lodu?
Koszty eksploatacji zasobnika lodu są bardzo łatwe do opanowania - naliczane są tylko za pompę ciepła z solanką. Tutaj możesz spodziewać się około 22 centów za kilowatogodzinę, w oparciu o obniżoną taryfę pompy ciepła. Koszty akwizycji są jednak znacznie wyższe. Pompa ciepła z solanką jest dostępna od około 8 000 euro wraz z instalacją. Lodziarnia kosztuje około 10 000 euro. W zależności od wielkości objętości będzie odpowiednio droższy. Trzecim ważnym czynnikiem są zewnętrzne prace ziemne w magazynie. W zależności od rodzaju gleby zaczyna się od około 5000 euro, ale koszty mogą również mieścić się w przedziale pięciocyfrowym.
Porównaj wydajność i koszty ogrzewania zasobnikiem lodu z innymi rodzajami ogrzewania w naszym kompaktowym przeglądzie ogrzewania.
Ten podgrzewacz do przechowywania lodu dostarczył energii na State Garden Show 2018 w Lahr.
Cechy szczególne podczas instalacji podgrzewacza lodu
Ogrzewacz lodu do domu
Najważniejszy warunek wstępny dla zasobnika lodu: wystarczająca przestrzeń na zewnątrz dla zasobnika. Należy również zadbać o to, aby obszar nad brzegiem lodu nie był zabudowany. Trzeba też mieć świadomość, że podczas topnienia lodu gleba wokół zbiornika staje się zimniejsza, ponieważ oddaje ciepło do zbiornika. Może to spowodować, że różne rośliny będą rosły lepiej lub gorzej.
W pomieszczeniu technicznym dla pompy ciepła typu solanka / woda wymagana jest normalna przestrzeń pompy ciepła. Systemy ze wszystkimi komponentami w wieży hydraulicznej wymagają nieco więcej miejsca niż lodówka. Potrzebują również wierceń rdzeniowych na zewnątrz, aby można było poprowadzić rury solanki do magazynu lodu. Ponieważ zbiornik lodu jest zalecany tylko w połączeniu z niską temperaturą zasilania ogrzewania, ten rodzaj ogrzewania nie jest odpowiedni dla grzejników. Dlatego konieczne jest ogrzewanie płaszczyznowe, takie jak ogrzewanie podłogowe.
Pompa ciepła z solanką z wieżą hydrauliczną, ważnym elementem zasobnika lodu, zajmuje wyjątkowo mało miejsca.
Ogrzewanie zasobnika lodu dla osiedla lub nowej powierzchni zabudowy
Brzegi lodu nadają się również na nowe tereny zabudowy lub budynki mieszkalne. Podobnie jak w ciepłownictwie lokalnym czy miejskim, budowie nowego budynku towarzyszy obowiązek wykorzystania systemu magazynowania lodu jako źródła energii. Powstaje ogromny system magazynowania lodu dla wszystkich budynków razem, a wszystkie połączone domy są zasilane energią generowaną przez odpowiednią pompę ciepła typu solanka-woda.
