Технологія опалення EISSPEICHER – льодяний бак.

Технологія опалення EISSPEICHER – льодяний бак.

Нова перспективна технологія опалення будинків – опалення з використанням сховища льоду. Звучить дивно, звісно. Насправді опалення відбувається за рахунок енергії, яка виділяється при замерзанні води. Енергія замерзання 10 кубічних метрів води відповідає тепловій енергії, що отримується при спалюванні близько 100 л дизельного палива.

Льодяний бак – новітнє низькотемпературне джерело енергії для теплових насосів. На відміну від геотермальних зондів, система не вимагає дозволу на буріння, будівництво. Льодяний бак забезпечує надзвичайно надійну, економічну та екологічну експлуатацію, як для приватних будинків, так і для великих житлових комплексів, або комерційних будівель. В літній період система може бути використана для природного охолодження.

Сховище льоду – ємність з вмонтованими теплообмінниками. Сховище наповнюється звичайною водопровідною водою і закопується в землю. Спеціальні абсорбери, що розташовані на кришці баку, збирають тепло з навколишнього середовища та накопичують його в сховищі. Також система поглинає тепло землі навколо сховища.

Опалення льодом – використання енергії кристалізації для опалення будинку.

Система одночасно акумулює тепло з навколишнього ґрунту, повітря і сонячної енергії. Льодяний бак являє собою ємність, яка заповнена звичайною водою. Ємність розміщується у ґрунті, нижче глибини промерзання. Всередині ємності змонтовано два теплообмінника. Перший під’єднано до теплового насосу, другий – до системи сонячних колекторів. Під час монтажу системи не має необхідності проводити бурові роботи. Систему заповнено звичайною водою, що безпечно для навколишнього середовища у разі пошкоджень та витікання рідини у ґрунт.

Як це працює?
Існує таке поняття, або явище, як енергія кристалізації. Йдеться про те, що вода при замерзанні виділяє багато теплової енергії (330 кДж/кг), що майже в 80 разів більше, ніж потрібно для її нагріву/охолодження на 1°С. При цьому вона фактично не змінює свою температуру (близько -1°С) до того моменту, поки не замерзне весь об’єм. Це тепло фазового переходу води з рідкого в твердий агрегатний стан доцільно використовувати. На основі цього ефекту було розроблено відповідні технологічні рішення для використання енергії кристалізації води.
У системі опалення, що використовує льодяний бак, немає нічого надприродного. Вона складається з теплового насосу, ємності з чистою водою і сонячних колекторів (або, бажано, повітряних абсорберів – композитних сонячних повітряних колекторів).
Тепловий насос відбирає тепло із ємності до того моменту, коли весь об’єм води не замерзне. Потім відбувається регенерація ємності за рахунок тепла грунту та тепла повітря і сонця (за допомогою сонячних колекторів). Система працює в межах замерзання/розмерзання води, тобто при (-1°С -(+1°С)). В цьому температурному проміжку вода дозволяє акумулювати набагато більше енергії – 330 кДж/кг, аніж при інших температурах. У зв’язку з тим, що площа контакту ємності із ґрунтом невелика, більша кількість теплової енергії надходить до системи із сонячних колекторів.

Яку кількість енергії може виробляти система опалення на льодяному баку? Проведемо розрахунок. Енергія кристалізації води становить при температурі 0°С приблизно 333 кДж/кг. Один літр льоду (приблизно 916 грам) дасть приблизно 306 кДж енергії. Це відповідає приблизно 0,085 кВт⋅год. Енергія згоряння одного літра дизельного палива складає 10 кВт⋅год. Таким чином 120 літрів льоду «відповідають» приблизно одному літру дизельного палива. Бак на 10000 літрів, а така мінімальна ємність, що застосовується для індивідуальних житлових будинків, «містить» приблизно 850 кВт⋅год енергії, що виділяється при кожному циклі замерзання.
У європейських країнах, особливо в Німеччині, льодяне опалення знаходить досить широке застосування – існує великий портфель відповідних об’єктів – як індивідуальних житлових будинків, так і багатоквартирних, офісних, торгових і виробничих будівель. У 2014 році під Гамбургом було побудовано мікрорайон на 500 квартир (найбільша система льодяного опалення в світі), центральне опалення яких організовано за допомогою льоду в ємності на 1,5 мільйона літрів води.

Проте, даний вид опалення ще залишається досить екзотичним.
Систему опалення за допомогою льоду можна порівняти за вартістю з традиційним способом організації опалення на основі звичайного теплового насоса. Її використання може бути виправдане у випадках, коли місце на ділянці обмежено і/або існують обмеження по влаштуванню глибоких свердловин для зондів теплового насоса. Крім того, обмежений обсяг енергії, обумовлений розмірами ємності, а також відповідне «по природі» для теплових насосів низькотемпературне опалення (теплі підлоги) передбачає використання льодяного опалення тільки в будівлях високого ступеня енергоефективності, тобто дуже якісно спроектованих і добре утеплених будинках.

Розкажіть про свої враження або задайте запитання