Sună ca magia, dar funcționează: gheața devine căldură. Nu doar puțin, ci atât de mult încât încălzitorul de stocare a gheții poate încălzi o casă întreagă. Un rezervor de apă este îngropat în pământ, o pompă de căldură saramură-apă extrage atât de multă energie din apă încât se îngheață. Așa se creează energia termică. Citiți mai multe despre funcția încălzitorului de gheață, dacă merită și ce costă.
Generați energie din gerul rece? Funcționează cu un încălzitor de stocare a gheții!
Cum funcționează un încălzitor de stocare a gheții?
Un încălzitor de stocare a gheții este format din două componente principale: un sistem de stocare a gheții și o pompă de căldură apă saramură. Pompa de căldură saramură-apă este de obicei cunoscută în legătură cu forajul de pământ sau colectoarele de suprafață. Când găuriți în pământ, saramura absoarbe energia din sol și o transferă în apa purtătoare de energie din pompa de căldură. Un principiu similar este utilizat în combinație cu o bancă de gheață. Aceasta se bazează pe principiul căldurii de cristalizare sau solidificare: Când apa îngheață, se eliberează energie.
În grădină - complet neobservat - există banca de gheață pentru încălzirea băncii de gheață și generează energie pentru Your-Best-Home.net.
Cea mai importantă condiție prealabilă pentru încălzirea cu depozitare a gheții este depozitul de gheață care dă numele. Aceasta este o cisternă din beton neizolat care este îngropată în pământ - sub linia de îngheț. În interiorul cisternei există două țevi în formă de spirală prin care se alimentează saramura lichidă rezistentă la îngheț. Una dintre bobine este schimbătorul de căldură de extracție, celălalt schimbătorul de căldură de regenerare. În plus, întreaga bancă de gheață este umplută cu apă în stare lichidă.
Generarea de energie
Energia este extrasă din apa lichidă prin schimbătorul de căldură de extracție până când aceasta îngheață ca rezultat (principiul cristalizării). Deoarece apa se extinde atunci când îngheață (cel mai cunoscut exemplu: explozia sticlelor de apă în congelator), spiralele sunt așezate în așa fel încât apa să înghete din interior spre exterior și rezervorul să nu fie deteriorat. În timpul așa-numitei schimbări de fază, adică schimbarea stării fizice a apei de la lichid la gheață, se eliberează exact atâta energie cât este necesară pentru încălzirea apei de la 0 la 80 de grade. Pentru a vă putea imagina mai bine: un rezervor de stocare a gheții cu un volum de 10 metri cubi generează aceeași cantitate de energie ca aproximativ 110 litri de ulei de încălzire.
Încălzire eficientă
Energia obținută acum din apă este alimentată în pompa de căldură prin saramură, unde este utilizată pentru prepararea apei calde și încălzirea camerei. Pompele de căldură saramură-apă sunt foarte eficiente, cu un coeficient anual de performanță de aproximativ 4,5. Generați 4,5 kilowatti oră de energie în casă din 1 kilowatt oră de energie din saramură.
Dezghețarea gheții
Afară, apa înghețată din cisternă se dezgheță din nou și este gata să dea din nou energie. Dezghețarea are loc fie complet singură, cu solul înconjurător care degajă căldură gheaței prin peretele cisternei, fie cu sprijinul schimbătorului de căldură de regenerare. Cu ajutorul acestui lucru, de exemplu, energia din aerul cald înconjurător poate fi alimentată în depozitul de gheață, ceea ce accelerează dezghețarea gheții. Absorbatoarele solare de aer reprezintă o alternativă la aerul cald din mediul înconjurător. Acestea sunt colectoare solare care absorb energia solară în plus față de aerul ambiant și o alimentează în schimbătorul de căldură de regenerare. Cu cât gheața se dezgheță mai repede, cu atât procesul de generare a energiei poate începe mai repede.
1 = pompă de căldură apă saramură, 2 = stocare de gheață, 3 = absorbant de aer solar. Împreună, cele trei componente au ca rezultat un sistem eficient de încălzire a unei case.
Încălzitor de stocare a gheții: diferitele variante
Așa cum s-a descris mai sus, cea mai mare parte a energiei este transferată în saramură și astfel pompa de căldură atunci când apa din rezervorul de stocare schimbă fazele. Aceasta presupune că conținutul memoriei este umplut cu ceva capabil să-i schimbe starea agregată. Apa este cel mai frecvent mediu aici, dar există și alte „materiale care schimbă faza”, adică materiale care schimbă faza. Avantajul utilizării unui material diferit este că acesta poate avea un volum mai mic comparativ cu apa și o capacitate de stocare mai mică asociată cu același randament energetic.
În funcție de tipul de stocare a căldurii și de mediul de stocare, se face distincția între trei tipuri diferite de stocare: sensibilă, latentă și termochimică.
- Sensibil: Dacă este furnizată căldură, temperatura mediului de stocare crește.
- latent: Mediul devine de obicei lichid sau solid atunci când este furnizată căldură.
- termochimic: apa este adăugată sau extrasă din materialul de depozitare.
| Tipul de stocare | Necesitate de spațiu | Mediu de stocare | Temperatura de lucru | Densitatea energiei |
|
Sensibil: | înalt |
apă beton |
sub 100 ° C 0 - 500 ° C |
aproximativ 60 kWh / m³ aproximativ 30 kWh / m³ |
|
Latent: | înalt |
Gheata Sare hidratată parafină |
0 - 20 ° C 30 - 80 ° C 10 - 60 ° C |
Apă: aproximativ 20 kWh / m³. până la aproximativ 120 kWh / m³ până la aproximativ 120 kWh / m³ |
|
Termochimic: | scăzut |
Hidrură metalică Gel de silice Zeolit |
280-500 ° C 40-100 ° C 100-300 ° C |
până la aproximativ 500 kWh / m³ până la aproximativ 300 kWh / m³ până la aproximativ 500 kWh / m³ |
Avantajele încălzirii cu depozitare a gheții
- Utilizarea energiei libere: căldură ambientală, energie geotermală și energie de cristalizare
- temperatura constantă în sol - aceasta permite un proces de generare a căldurii permanent și rentabil
- tehnologie ecologică cu materii prime regenerative (ideală pentru construcții durabile)
- întreținere redusă (numai pompa de căldură necesită întreținere)
- răcire pasivă posibilă vara
- Nu este necesară nicio autorizație de foraj (în comparație cu o pompă de căldură saramură-apă cu sondă geotermală)
Dezavantaje ale încălzitorului de stocare a gheții
- cerințe mari de spațiu extern pentru rezervorul de stocare
- Costuri ridicate de achiziție
Așa arată în interiorul unei bănci de gheață: saramura, care atrage căldură din apă, trece prin conducte.
Care sunt costurile unui încălzitor de stocare a gheții?
Costurile de funcționare ale unui încălzitor de stocare a gheții sunt foarte ușor de gestionat - există doar câteva pentru pompa de căldură apă saramură. Aici vă puteți aștepta la aproximativ 22 de cenți pe kilowatt oră, pe baza tarifului redus al pompei de căldură. Cu toate acestea, costurile de achiziție sunt mult mai mari. O pompă de căldură apă saramură este disponibilă de la aproximativ 8.000 de euro, inclusiv instalarea. Magazinul de gheață costă în jur de 10.000 de euro. În funcție de dimensiunea volumului, acesta va fi în mod corespunzător mai scump. Un al treilea factor major îl constituie lucrările de terasament externe pentru depozitul. În funcție de natura solului, acesta începe de la aproximativ 5.000 de euro, dar costurile pot fi și în intervalul de cinci cifre.
Comparați eficiența și costurile încălzirii cu acumulare de gheață cu alte tipuri de încălzire în prezentarea noastră de încălzire compactă.
Acest încălzitor de stocare a gheții a furnizat cu energie energia State Garden Show 2018 din Lahr.
Caracteristici speciale la instalarea încălzitorului de gheață
Încălzitor de depozitare a gheții pentru o casă
Cea mai importantă condiție prealabilă pentru încălzirea depozitării gheții: suficient spațiu exterior pentru depozitare. De asemenea, trebuie să se asigure că zona de deasupra malului de gheață nu trebuie construită. De asemenea, trebuie să fiți conștienți de faptul că atunci când gheața se dezgheță, solul din jurul rezervorului de stocare devine mai rece, deoarece își dă căldura rezervorului de stocare. Acest lucru poate determina diferite plante să crească mai bine sau mai rău.
Spațiul normal al pompei de căldură este necesar pentru pompa de căldură saramură-apă din camera tehnică. Sistemele cu toate componentele dintr-un turn hidraulic necesită doar puțin mai mult spațiu decât un frigider. De asemenea, au nevoie de foraje de miez spre exterior, astfel încât conductele de saramură să poată fi conduse la depozitul de gheață. Deoarece banca de gheață este recomandată numai împreună cu o temperatură scăzută a debitului de încălzire, acest tip de încălzire nu este potrivit pentru radiatoare. Prin urmare, este necesară încălzirea prin suprafață, cum ar fi încălzirea prin pardoseală.
O pompă de căldură cu saramură cu turn hidraulic, o componentă importantă a încălzitorului de stocare a gheții, economisește foarte mult spațiu.
Încălzire pentru depozitarea gheții pentru o așezare sau o zonă nouă de clădire
Băncile de gheață sunt potrivite și pentru zonele de dezvoltare nouă sau pentru o clădire rezidențială. Similar cu încălzirea locală sau urbană, construcția unei clădiri noi este însoțită de obligația de a utiliza sistemul de stocare a gheții ca sursă de energie. Un sistem imens de stocare a gheții este creat pentru toate clădirile împreună și toate casele conectate sunt alimentate cu energia generată de pompa de căldură cu apă sarată respectivă.
