Sliši se kot čarovnija, vendar deluje: led postane toplota. Ne le malo, ampak toliko, da lahko grelnik ledu ogreva celotno hišo. Rezervoar za vodo je pokopan v tleh, toplotna črpalka slanica in voda črpa iz vode toliko energije, da ledi. Tako nastaja toplotna energija. Preberite več o funkciji grelnika ledu, ali se splača in kaj stane.
Ustvarjate energijo iz mraza? Deluje z grelnikom ledu!
Kako deluje grelec za led?
Grelec za shranjevanje ledu je sestavljen iz dveh glavnih komponent: sistema za shranjevanje ledu in toplotne črpalke za slanico. Toplotna črpalka za slanico in vodo je običajno znana v povezavi z vrtanjem zemlje ali površinskimi kolektorji. Pri vrtanju v zemljo slanica absorbira energijo iz tal in jo prenese v vodo iz vira energije v toplotni črpalki. Podoben princip se uporablja v kombinaciji z ledenim bregom. To temelji na principu kristalizacije ali strjevanja: ko voda zamrzne, se sprosti energija.
Na vrtu - popolnoma neopaženo - je ledena banka za ogrevanje ledene banke in ustvarja energijo za Your-Best-Home.net.
Najpomembnejši predpogoj za ogrevanje shrambe ledu je shramba ledu, ki ji daje ime. To je neizolirana betonska cisterna, ki je zakopana v tla - pod mejo zmrzali. Znotraj cisterne sta dve spiralni cevi, skozi katero se dovaja tekoča slanica, odporna proti zmrzali. Ena od tuljav je ekstrakcijski izmenjevalnik toplote, druga regeneracijski toplotni izmenjevalnik. Poleg tega je celotna ledena banka napolnjena z vodo v tekočem stanju.
Proizvodnja energije
Iz tekoče vode se energija odvzema prek ekstrakcijskega izmenjevalnika toplote, dokler ta ne zamrzne (princip kristalizacije). Ker se voda ob zamrzovanju razširi (najbolj znan primer: eksplodiranje steklenic z vodo v zamrzovalnem predelu), so spirale položene tako, da voda zamrzne od znotraj in cisterna ni poškodovana. Med tako imenovano fazno spremembo, torej spremembo agregatnega stanja vode iz tekočine v led, se sprosti ravno toliko energije, kolikor je potrebno za ogrevanje vode od 0 do 80 stopinj. Torej, da si ga lahko bolje predstavljate: Rezervoar za led s prostornino 10 kubičnih metrov ustvarja enako količino energije kot približno 110 litrov kurilnega olja.
Učinkovito ogrevanje
Zdaj pridobljena energija iz vode se skozi slanico dovaja v toplotno črpalko, kjer se uporablja za pripravo tople vode in ogrevanje prostorov. Toplotne črpalke slanica in voda so zelo učinkovite z letnim koeficientom učinkovitosti približno 4,5. V hiši iz 1 kilovatne ure iz slanice ustvarite 4,5 kilovatne ure energije.
Odtajanje ledu
Zunaj se zmrznjena voda v cisterni spet otopi in je pripravljena spet oddajati energijo. Odtajanje poteka bodisi povsem samostojno, pri čemer okoliška tla oddajajo toploto ledu skozi steno cisterne ali pa s podporo regeneracijskega toplotnega izmenjevalnika. S pomočjo tega lahko na primer energijo iz toplega zunanjega zraka dovajamo v skladišče ledu, kar pospešuje odtaljevanje ledu. Sončni absorberji zraka so alternativa toplemu zunanjemu zraku. To so sončni kolektorji, ki poleg zunanjega zraka zajemajo tudi sončno energijo in jo usmerjajo v regeneracijski toplotni izmenjevalnik. Hitreje ko se led otopi, prej se lahko proces pridobivanja energije začne znova.
1 = toplotna črpalka slanica-voda, 2 = shramba ledu, 3 = absorber sončnega zraka. Vse tri komponente skupaj ustvarijo učinkovit sistem za ogrevanje hiše.
Grelec za shranjevanje ledu: različne različice
Kot je opisano zgoraj, se večina energije prenese v slanico in s tem toplotno črpalko, ko voda v zalogovniku spremeni faze. To predpostavlja, da je vsebina pomnilnika napolnjena z nečim, kar lahko spremeni njegovo agregatno stanje. Tu je voda najpogostejši medij, obstajajo pa tudi drugi "materiali, ki spreminjajo faze", torej materiali, ki spreminjajo faze. Prednost uporabe drugačnega materiala je, da ima lahko manjši volumen v primerjavi z vodo in s tem manjšo skladiščno zmogljivost z enakim donosom energije.
Glede na vrsto shranjevanja toplote in medija za shranjevanje obstajajo tri različne vrste shranjevanja: občutljivo, latentno in termo-kemično.
- Občutljivo: Če dovajamo toploto, se temperatura medija za shranjevanje poveča.
- latentno: Medij običajno postane tekoč ali trden, ko se dovaja toplota.
- termokemična: voda se doda ali odstrani iz skladiščnega materiala.
| Vrsta skladišča | Zahteva po prostoru | Medij za shranjevanje | Delovna temperatura | Gostota energije |
|
Občutljivo: | visoko |
vode beton |
pod 100 ° C 0 - 500 ° C |
približno 60 kWh / m³ približno 30 kWh / m³ |
|
Latentna: | visoko |
Voda in led Sol hidrat parafin |
0 - 20 ° C 30 - 80 ° C 10 - 60 ° C |
Voda: približno 20 kWh / m³. do približno 120 kWh / m³ do približno 120 kWh / m³ |
|
Termo-kemijska: | nizko |
Kovinski hidrid Silikagel Zeolit |
280-500 ° C 40-100 ° C 100-300 ° C |
do približno 500 kWh / m³ do približno 300 kWh / m³ do približno 500 kWh / m³ |
Prednosti ogrevanja ledu
- Uporaba brezplačne energije: toplota okolja, geotermalna energija in energija kristalizacije
- konstantna temperatura v tleh - to omogoča stalen in stroškovno učinkovit postopek pridobivanja toplote
- okolju prijazna tehnologija z regenerativnimi surovinami (idealna za trajnostno gradnjo)
- nizko vzdrževanje (vzdrževanje zahteva samo toplotna črpalka)
- poleti možno pasivno hlajenje
- Dovoljenje za vrtanje ni potrebno (v primerjavi s toplotno črpalko za slanico in geotermalno sondo)
Pomanjkljivosti grelnika ledu
- visoke zahteve po zunanjem prostoru za zalogovnik
- Visoki stroški nabave
Takole je videti znotraj ledenega brega: slanica, ki črpa toploto iz vode, teče skozi cevi.
Kakšni so stroški grelnika ledu?
Operativni stroški grelnika ledu so zelo obvladljivi - veljajo samo za toplotno črpalko slanice in vode. Tu lahko glede na znižano tarifo toplotne črpalke pričakujete približno 22 centov na kilovatno uro. Stroški nabave pa so veliko višji. Toplotna črpalka za slanico in vodo je na voljo od približno 8.000 evrov, vključno z vgradnjo. Ledena trgovina stane okoli 10.000 evrov. Glede na velikost prostornine bo temu primerno dražja. Tretji glavni dejavnik so zunanja zemeljska dela za skladišče. Odvisno od narave tal se začne pri okoli 5000 evrih, lahko pa so tudi stroški v petmestnem območju.
V našem kompaktnem pregledu ogrevanja primerjajte učinkovitost in stroške ogrevanja z ledom.
Ta grelnik za shranjevanje ledu je oskrbel State Garden Show 2018 v Lahru z energijo.
Posebnosti pri namestitvi grelnika ledu
Grelnik ledu za hišo
Najpomembnejši predpogoj za ogrevanje shrambe ledu: dovolj prostora zunaj za shrambo. Prav tako je treba zagotoviti, da območje nad ledenim bregom ne sme biti pozidano. Zavedati se morate tudi dejstva, da ko se led otopi, se tla okoli zalogovnika ohladijo, ker oddajajo toploto zalogovniku. To lahko povzroči, da različne rastline rastejo bolje ali slabše.
Običajni prostor toplotne črpalke je potreben za toplotno črpalko za slanico v tehnični sobi. Sistemi z vsemi komponentami v hidravličnem stolpu zahtevajo le malo več prostora kot hladilnik. Poleg tega potrebujejo vrtanje jedra na zunanjo stran, tako da se lahko cevi za slanico pripeljejo do skladišča ledu. Ker je ledena banka priporočljiva samo v povezavi z nizko temperaturo ogrevalnega dovoda, ta vrsta ogrevanja ni primerna za radiatorje. Zato je potrebno površinsko ogrevanje, kot je talno ogrevanje.
Toplotna črpalka za slanico s hidravličnim stolpom, pomemben sestavni del grelnika ledu, izjemno prihrani prostor.
Ogrevanje ledenega skladišča za naselje ali novo zgradbo
Ledene banke so primerne tudi za nova razvojna območja ali stanovanjske stavbe. Podobno kot pri lokalnem ali daljinskem ogrevanju tudi pri gradnji nove stavbe velja obveznost uporabe sistema za shranjevanje ledu kot vira energije. Za vse stavbe skupaj je ustvarjen ogromen sistem za shranjevanje ledu, vse povezane hiše pa se oskrbujejo z energijo, ki jo proizvede toplotna črpalka slanice in vode.
