Sembra una magia, ma funziona: il ghiaccio diventa calore. Non solo un po ', ma così tanto che il riscaldatore ad accumulo di ghiaccio può riscaldare un'intera casa. Un serbatoio d'acqua è interrato nel terreno, una pompa di calore acqua salata estrae così tanta energia dall'acqua che si congela. È così che viene creata l'energia termica. Maggiori informazioni sulla funzione del riscaldatore di ghiaccio, se vale la pena e quanto costa.
Generare energia dal freddo gelido? Funziona con un riscaldatore ad accumulo di ghiaccio!
Come funziona un riscaldatore ad accumulo di ghiaccio?
Un riscaldatore di accumulo di ghiaccio è costituito da due componenti principali: un sistema di accumulo di ghiaccio e una pompa di calore dell'acqua salata. La pompa di calore acqua salmastra è generalmente nota in relazione a perforazioni di terra o collettori di superficie. Durante la perforazione nel terreno, la salamoia assorbe l'energia dal terreno e la trasferisce all'acqua della fonte di energia nella pompa di calore. Un principio simile viene utilizzato in combinazione con un banco di ghiaccio. Questo si basa sul principio del calore di cristallizzazione o solidificazione: quando l'acqua si congela, viene rilasciata energia.
Nel giardino - completamente inosservato - c'è il banco del ghiaccio per il riscaldamento del banco del ghiaccio e genera energia per Your-Best-Home.net.
Il presupposto più importante per il riscaldamento della conservazione del ghiaccio è la conservazione del ghiaccio che dà il nome. Questa è una cisterna in cemento non isolata che è sepolta nel terreno - sotto la linea del gelo. All'interno della cisterna sono presenti due tubi a spirale attraverso i quali viene convogliata la salamoia liquida antigelo. Una delle batterie è lo scambiatore di calore di estrazione, l'altra lo scambiatore di calore di rigenerazione. Inoltre, l'intero banco di ghiaccio è riempito con acqua allo stato liquido.
Generazione di energia
L'energia viene prelevata dall'acqua liquida tramite lo scambiatore di calore di estrazione fino a quando non si congela di conseguenza (principio di cristallizzazione). Poiché l'acqua si dilata quando gela (esempio più noto: esplosione di bottiglie d'acqua nel congelatore), le spirali sono disposte in modo tale che l'acqua si congeli dall'interno e la cisterna non venga danneggiata. Durante il cosiddetto cambio di fase, ovvero il cambiamento dello stato fisico dell'acqua da liquido a ghiaccio, viene rilasciata tanta energia quanta è necessaria per riscaldare l'acqua da 0 a 80 gradi. In modo che tu possa immaginarlo meglio: un serbatoio di stoccaggio del ghiaccio con un volume di 10 metri cubi genera la stessa quantità di energia di circa 110 litri di gasolio.
Riscaldamento efficiente
L'energia ora ottenuta dall'acqua viene immessa nella pompa di calore tramite la salamoia e utilizzata per la preparazione dell'acqua calda e il riscaldamento degli ambienti. Le pompe di calore acqua salmastra sono molto efficienti con un coefficiente di rendimento annuo di circa 4,5. Generi 4,5 chilowattora di energia in casa da 1 chilowattora di energia dalla salamoia.
Scongelare il ghiaccio
All'esterno, l'acqua gelata della cisterna si scioglie di nuovo ed è pronta a sprigionare nuovamente energia. Lo scongelamento avviene o completamente da solo, con il terreno circostante che cede calore al ghiaccio attraverso la parete della cisterna, o con il supporto dello scambiatore di calore di rigenerazione. Con l'aiuto di questo, ad esempio, l'energia dall'aria ambiente calda può essere condotta nel sistema di stoccaggio del ghiaccio, che accelera lo scongelamento del ghiaccio. Gli assorbitori d'aria solari sono un'alternativa all'aria ambiente calda. Si tratta di collettori solari che assorbono l'energia solare oltre all'aria ambiente e la convogliano nello scambiatore di calore di rigenerazione. Più velocemente il ghiaccio si scioglie, prima può ricominciare il processo di generazione di energia.
1 = pompa di calore acqua salata, 2 = accumulo ghiaccio, 3 = assorbitore aria solare. Insieme, i tre componenti danno vita a un sistema efficiente per il riscaldamento di una casa.
Riscaldatore ad accumulo di ghiaccio: le diverse varianti
Come descritto sopra, la maggior parte dell'energia viene trasferita alla salamoia e quindi alla pompa di calore quando l'acqua nel bollitore cambia fase. Ciò presuppone che il contenuto della memoria sia riempito con qualcosa in grado di cambiare il suo stato aggregato. L'acqua è il mezzo più comune qui, ma ci sono anche altri "materiali a cambiamento di fase", cioè materiali a cambiamento di fase. Il vantaggio di un materiale diverso è il volume possibilmente più piccolo rispetto all'acqua e il minore accumulo associato con la stessa resa energetica.
A seconda del tipo di accumulo di calore e del mezzo di accumulo, esistono tre diversi tipi di accumulo: sensibile, latente e termochimico.
- Sensibile: se viene fornito calore, la temperatura del supporto di accumulo aumenta.
- latente: il mezzo solitamente diventa liquido o solido quando viene fornito calore.
- termochimico: l' acqua viene aggiunta o prelevata dal materiale di stoccaggio.
| Tipo di archiviazione | Fabbisogno di spazio | Supporto di memorizzazione | Temperatura di lavoro | Densita 'energia |
|
Sensibile: | alto |
acqua calcestruzzo |
inferiore a 100 ° C 0 - 500 ° C |
circa 60 kWh / m³ circa 30 kWh / m³ |
|
Latente: | alto |
Acqua e ghiaccio Idrato di sale paraffina |
0-20 C ° 30-80 ° C 10-60 ° C |
Acqua: circa 20 kWh / m³ fino a circa 120 kWh / m³ fino a circa 120 kWh / m³ |
|
Termochimico: | Basso |
Idruro di metallo Gel di silice Zeolite |
280-500 ° C 40-100 ° C 100-300 ° C |
fino a circa 500 kWh / m³ fino a circa 300 kWh / m³ fino a circa 500 kWh / m³ |
Vantaggi del riscaldamento con accumulo di ghiaccio
- Uso dell'energia gratuita: calore ambientale, energia geotermica ed energia di cristallizzazione
- temperatura costante nel terreno: ciò consente un processo di generazione di calore permanente ed economico
- tecnologia rispettosa dell'ambiente con materie prime rigenerative (ideale per l'edilizia sostenibile)
- manutenzione ridotta (solo la pompa di calore necessita di manutenzione)
- raffreddamento passivo possibile in estate
- Nessun permesso di perforazione richiesto (rispetto a una pompa di calore acqua salmastra con sonda geotermica)
Svantaggi del riscaldatore ad accumulo di ghiaccio
- elevati requisiti di spazio nell'area esterna per lo stoccaggio
- Elevati costi di acquisizione
Ecco come appare all'interno di un banco di ghiaccio: la salamoia scorre attraverso i tubi, attingendo il calore dall'acqua.
Quali sono i costi di un riscaldatore ad accumulo di ghiaccio?
I costi di esercizio di un riscaldatore ad accumulo di ghiaccio sono molto gestibili: sono sostenuti solo per la pompa di calore dell'acqua salata. Qui puoi aspettarti circa 22 centesimi per chilowattora, in base alla tariffa ridotta della pompa di calore. I costi di acquisizione, tuttavia, sono molto più alti. Una pompa di calore acqua salata è disponibile a partire da circa 8.000 euro inclusa l'installazione. La gelateria costa circa 10.000 euro. A seconda delle dimensioni del volume, sarà corrispondentemente più costoso. Un terzo fattore importante sono i lavori di sterro esterni per l'impianto di stoccaggio. A seconda della natura del suolo, parte da circa 5.000 euro, ma i costi possono anche essere dell'ordine delle cinque cifre.
Confronta l'efficienza e i costi del riscaldamento con accumulo di ghiaccio con altri tipi di riscaldamento nella nostra panoramica del riscaldamento compatto.
Questo riscaldatore ad accumulo di ghiaccio ha fornito energia allo State Garden Show 2018 a Lahr.
Caratteristiche speciali durante l'installazione del riscaldatore di ghiaccio
Riscaldatore ad accumulo di ghiaccio per una casa
Il prerequisito più importante per il riscaldamento della conservazione del ghiaccio: spazio sufficiente all'esterno per la conservazione. È inoltre necessario garantire che l'area sopra il banco di ghiaccio non venga edificata. Devi anche essere consapevole del fatto che quando il ghiaccio si scioglie, il terreno attorno al serbatoio di stoccaggio diventa più freddo perché cede il suo calore al serbatoio di stoccaggio. Ciò può far crescere meglio o peggio piante diverse.
Il normale spazio della pompa di calore è richiesto nel locale tecnico per la pompa di calore acqua salata. I sistemi con tutti i componenti in una torre idraulica richiedono solo un po 'più di spazio di un frigorifero. Hanno anche bisogno di carotaggi verso l'esterno in modo che i tubi della salamoia possano essere condotti al deposito del ghiaccio. Poiché il banco di ghiaccio è consigliato solo in combinazione con una bassa temperatura di mandata del riscaldamento, questo tipo di riscaldamento non è adatto per i radiatori. È quindi necessario il riscaldamento superficiale, come il riscaldamento a pavimento.
Una pompa di calore salamoia con torre idraulica, un componente importante del riscaldatore ad accumulo di ghiaccio, è estremamente salvaspazio.
Riscaldamento ad accumulo di ghiaccio per un insediamento o un'area di nuova costruzione
I banchi di ghiaccio sono adatti anche per nuove aree di sviluppo o un edificio residenziale. Analogamente al riscaldamento locale o teleriscaldamento, la costruzione di un nuovo edificio è accompagnata dall'obbligo di utilizzare il sistema di accumulo del ghiaccio come fonte energetica. Viene creato un enorme sistema di accumulo di ghiaccio per tutti gli edifici insieme e tutte le case collegate vengono fornite con l'energia generata dalla rispettiva pompa di calore acqua salata.
