Znie to ako mágia, ale funguje to: Z ľadu sa stáva teplo. Nielen málo, ale toľko, že akumulačný ohrievač ľadu dokáže vykurovať celý dom. V zemi je zakopaná vodná nádrž, tepelné čerpadlo soľanka-voda extrahuje z vody toľko energie, že zamrzne. Takto vzniká tepelná energia. Prečítajte si viac o funkcii ohrievača ľadu, či sa to oplatí a aké sú náklady.
Generovať energiu z mrazu? Funguje s akumulačným ohrievačom ľadu!
Ako funguje akumulačný ohrievač ľadu?
Zásobník ľadu sa skladá z dvoch hlavných komponentov: systém zásobníka ľadu a tepelné čerpadlo soľanka-voda. Tepelné čerpadlo soľanka-voda je obvykle známe v súvislosti so zemným vŕtaním alebo povrchovými kolektormi. Pri vŕtaní do zeme soľanka absorbuje energiu zo zeme a prenáša ju na vodu zdroja energie v tepelnom čerpadle. Podobný princíp sa používa v kombinácii s ľadovou bankou. Je to založené na princípe kryštalizácie alebo tuhnutia: Keď voda zamrzne, energia sa uvoľní.
V záhrade - úplne nebadane - sa nachádza ľadová banka na vykurovanie ľadovej banky a generuje energiu pre doménu Your-Best-Home.net.
Najdôležitejším predpokladom na vykurovanie zásobníka ľadu je pomenovaný zásobník ľadu. Jedná sa o neizolovanú betónovú nádrž, ktorá je zakopaná v zemi - pod hranicou mrazu. Vo vnútri nádrže sú dve špirálovité potrubia, cez ktoré sa privádza mrazuvzdorná kvapalná soľanka. Jednou z cievok je extrakčný výmenník tepla, druhou regeneračný výmenník tepla. Okrem toho je celá banka ľadu naplnená vodou v tekutom stave.
Výroba energie
Energia sa odoberá z kvapalnej vody cez extrakčný výmenník tepla, až kým v dôsledku toho nezamrzne (princíp kryštalizácie). Pretože voda pri zamrznutí expanduje (najznámejší príklad: explodujúce fľaše s vodou v mrazničke), sú špirály uložené tak, aby voda zamrzla zvnútra von a nedošlo k poškodeniu nádrže. Počas takzvanej fázovej zmeny, teda zmeny fyzikálneho stavu vody z kvapaliny na ľad, sa uvoľní presne toľko energie, koľko je potrebné na ohrev vody z 0 na 80 stupňov. Aby ste si to vedeli lepšie predstaviť: Zásobník na ľad s objemom 10 metrov kubických generuje rovnaké množstvo energie ako zhruba 110 litrov vykurovacieho oleja.
Efektívne vykurovanie
Energia, ktorá sa teraz získava z vody, sa privádza do tepelného čerpadla cez soľanku a používa sa tam na prípravu teplej vody a na vykurovanie miestnosti. Tepelné čerpadlá soľanka-voda sú veľmi účinné s ročným koeficientom výkonu okolo 4,5. V domácnosti vygenerujete 4,5 kilowatthodiny energie z 1 kilowatthodiny energie zo soľanky.
Rozmrazovanie ľadu
Vonku sa zamrznutá voda v cisterne opäť topí a je pripravená opäť vydávať energiu. Rozmrazovanie prebieha buď úplne samo, s okolitou pôdou, ktorá vydáva teplo ľadu cez stenu nádrže, alebo s podporou regeneračného výmenníka tepla. Pomocou toho je možné napríklad priviesť energiu z teplého okolitého vzduchu do systému na uchovávanie ľadu, čo urýchľuje rozmrazovanie ľadu. Solárne absorbéry vzduchu sú alternatívou k teplému okolitému vzduchu. Jedná sa o solárne kolektory, ktoré okrem okolitého vzduchu absorbujú slnečnú energiu a smerujú ju do regeneračného výmenníka tepla. Čím rýchlejšie sa ľad topí, tým skôr sa môže proces výroby energie začať odznova.
1 = tepelné čerpadlo soľanka-voda, 2 = zásobník ľadu, 3 = solárny absorbér vzduchu. Výsledkom týchto troch komponentov je spolu efektívny systém vykurovania domu.
Zásobník ľadu: rôzne varianty
Ako je opísané vyššie, väčšina energie sa prenáša do soľanky a teda do tepelného čerpadla, keď voda v zásobníku mení fázy. To predpokladá, že obsah pamäte je naplnený niečím, čo je schopné zmeniť jej súhrnný stav. Voda je tu najbežnejším médiom, existujú však aj ďalšie „materiály meniace fázu“, to znamená materiály meniace fázu. Výhodou použitia iného materiálu je, že môže mať menší objem v porovnaní s vodou a s tým spojenú menšiu akumulačnú kapacitu pri rovnakom energetickom výťažku.
V závislosti od typu akumulácie tepla a akumulačného média sa rozlišujú tri rôzne typy akumulácie: citlivé, latentné a termochemické.
- Citlivé: Ak sa dodáva teplo, teplota pamäťového média sa zvyšuje.
- latentné: Médium sa pri dodaní tepla zvyčajne stáva kvapalným alebo tuhým.
- tepelno-chemická: do skladovacieho materiálu sa pridáva alebo odoberá voda.
| Typ úložiska | Požiadavka na priestor | Pamäťové médium | Pracovná teplota | Hustota energie |
|
Citlivé: | vysoká |
voda betón |
pod 100 ° C 0 - 500 ° C |
približne 60 kWh / m³ približne 30 kWh / m³ |
|
Latentné: | vysoká |
Voda a ľad Soľný hydrát parafín |
0 - 20 ° C 30 - 80 ° C 10 - 60 ° C |
Voda: približne 20 kWh / m³. až do približne 120 kWh / m³ až do približne 120 kWh / m³ |
|
Termochemické: | nízka |
Hydrid kovu Silikagél Zeolit |
280 až 500 ° C 40 až 100 ° C 100 až 300 ° C |
do približne 500 kWh / m³ až do približne 300 kWh / m³ do približne 500 kWh / m³ |
Výhody ohrevu zásobníka ľadu
- Využitie voľnej energie: okolité teplo, geotermálna energia a kryštalizačná energia
- konštantná teplota v zemi - to umožňuje trvalý a nákladovo efektívny proces výroby tepla
- ekologická technológia s regeneratívnymi surovinami (ideálna pre udržateľnú výstavbu)
- nenáročná na údržbu (údržbu vyžaduje iba tepelné čerpadlo)
- v lete možné pasívne chladenie
- Nie je potrebné povolenie na vŕtanie (v porovnaní s tepelným čerpadlom soľanka-voda s geotermálnou sondou).
Nevýhody zásobníka ľadu
- vysoké požiadavky na vonkajší priestor pre akumulačnú nádrž
- Vysoké obstarávacie náklady
Takto to vyzerá vo vnútri ľadovej banky: Soľanka, ktorá čerpá teplo z vody, preteká potrubím.
Aké sú náklady na akumulačný ohrievač ľadu?
Prevádzkové náklady na akumulačný ohrievač ľadu sú veľmi zvládnuteľné - vzťahujú sa iba na tepelné čerpadlo soľanka-voda. Tu môžete očakávať približne 22 centov za kilowatthodinu, na základe zníženej tarify tepelných čerpadiel. Obstarávacie náklady sú však oveľa vyššie. Tepelné čerpadlo soľanka-voda je k dispozícii od približne 8 000 eur vrátane inštalácie. Obchod s ľadom stojí okolo 10 000 eur. V závislosti od veľkosti zväzku bude zodpovedajúcim spôsobom nákladnejší. Tretím veľkým faktorom sú vonkajšie zemné práce pre skladovacie zariadenie. Tá sa podľa povahy pôdy začína na sume okolo 5 000 eur, náklady sa však môžu pohybovať aj v päťcifernom rozmedzí.
Porovnajte účinnosť a náklady na vykurovanie zásobníkom ľadu s inými typmi vykurovania v našom prehľade kompaktného vykurovania.
Tento akumulačný ohrievač ľadu dodával energiu na výstavu State Garden Show 2018 v Lahre.
Špeciálne vlastnosti pri inštalácii ohrievača ľadu
Zásobník na ľad pre dom
Najdôležitejší predpoklad ohrevu zásobníka ľadu: dostatok priestoru vonku na uloženie. Musí sa tiež zabezpečiť, aby oblasť nad ľadovým brehom nebola zastavaná. Musíte si tiež uvedomiť, že keď sa ľad roztopí, pôda v okolí zásobnej nádrže je chladnejšia, pretože dodáva teplo do zásobnej nádrže. To môže spôsobiť, že rôzne rastliny budú rásť lepšie alebo horšie.
V technickej miestnosti pre tepelné čerpadlo soľanka-voda je potrebný normálny priestor tepelného čerpadla. Systémy so všetkými komponentmi v hydraulickej veži vyžadujú len o niečo viac miesta ako chladnička. Okrem toho potrebujú vyvŕtanie jadra smerom von, aby bolo možné potrubia soľného roztoku viesť do skladu ľadu. Pretože ľadová banka sa odporúča iba v súvislosti s nízkou teplotou na výstupe z vykurovania, tento typ vykurovania nie je vhodný pre radiátory. Preto je nevyhnutné povrchové vykurovanie, napríklad podlahové.
Soľanské tepelné čerpadlo s hydraulickou vežou, dôležitou súčasťou zásobníka ľadu, je mimoriadne priestorovo úsporné.
Akumulačné kúrenie na ľad pre sídlisko alebo novú budovu
Ľadové banky sú vhodné aj pre nové developerské oblasti alebo obytné budovy. Podobne ako v prípade miestneho alebo diaľkového vykurovania je s výstavbou novej budovy spojená aj povinnosť používať ako zdroj energie systém skladovania ľadu. Pre všetky budovy je vytvorený obrovský systém skladovania ľadu a všetky pripojené domy sú zásobované energiou generovanou príslušným tepelným čerpadlom soľanka-voda.