Теплообменник для ТН, использующего тепло замерзающей воды

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Учитывая киловаттные потребности кисло получается. Т. е. лед будет по любому.
Тогда вопрос Александр_Серг: сколько нужно тепла для отрыва от дна квадратного метра льда и где его взять?
Для конкретики. Пусть нам надо 8 киловатт. Пусть работаем в режиме полчаса морозим полчаса оттаиваем.
Натопили хату сожрав 8 киловатт-часов. Огребли 133 килограмма льда на дне. (я нигде не ошибся?) Как его отодрать в следующие полчаса?
Ну и развивая мысль дальше лично мой дом в небольшие морозы лопает 300 кубов газа в месяц или примерно 3000 киловатт часов. При замораживании 1 кг воды выделяется 0.06 киловаттчаса энергии
50 тонн льда в месяц. На вскидку 200 кубометров воды в отопительный сезон. Не кислый бассейн ниже глубины промерзания.
Ну может кому-то оно и проще...

 

У Вас очень плохо утепленный дом.
Для таких домов бесполезно что-либо делать, так как Вы просто топите улицу.
Что бы "не разбегаться" с прудом нужно иметь очень хорошо утепленный дом, например с R=10.
В этом случае для отопления дома с небольшой площадью будет достаточно емкости около 70 куб. м. воды.
А 50 тонн льда в месяц - это просто жесть!
Даже обсуждать здесь нечего...

 

А какая разница? У меня дом маленький и плохо утепленный, у кого-то дом хорошо утепленный, но большой.
300 кубов газа совсем не запредельная величина. Это по нашим деньгам 1050 рублей денег за 3000 киловатт. Пересчитываем на тепловой насос с СОР 4, получаем почти 700 рублей на электричество еще примерно 250 рублей сожрет циркуляционный насос. Тож на тож
В принципе достойно для теплового насоса

 

Ваш вариант имеет право быть! Только охото выясьнить его плюсы и минусы. Появились некоторые вопросы:
Как ТН будет себя вести когда агент (фреон) пойдёт через мембрану в импульсном режиме и с изменяющимся объёмом испарителя?
Как вы думаете какая площадь испарителя (мембраны) нужна для работы среднего ТН и на сколько будет изменяться его объём?

 

За отопительный сезон? 4 200 киловаттчасов тепла... Ну если человек электричеством отапливается (по нашим ценам) тогда имеет смысл связываться с ТН. А так...
Если СОР 4 получаем 1050 киловаттчасов. Копейки короче. Неудивительно что у вас проблемы с инвесторами. По сути вы предлагаете заменить проблему рытья контура на проблему куда деть 70 кубов льда.

 

Дарю ноу-хау. Не мое правда. ТА надо делать из отдельных емкостей наполненных водой. В моем случае предполагаю использовать ПЭТ бутылки по 3 литра. На 30 кубов всего-то каких-то 10000 бутылок расставленных по вертикальным стеллажам в термоизолированном помещении.

 

В одном литре (килограме) воды при замораживании выделяется 330 кДж или 0,091666кВт/ч если точнее, при 8кВт это 90 кг льда в час или 0,8 куб газа в час

300 кубов газа = 34 тоны льда = 7,5 кубов дров

 

Ага, я неправильно посчитал. Теплоту за 230 взял.
90 килограммов это не 133 конечно, но все равно до фига, вы не находите?
Дык сколько надо тепла чтобы он оторвался от дна и всплыл. И где его взять?

 

Врать не буду сколько надо тепла что бы оторвался лёд, но теоретически испраритель (а он у нас плоский и во всё дно надо на пару градусов нагреть что бы лёд отслоился и всплыл.

 

Ни сколько. Лет 15 назад встречал описание теплообменника в виде множества призм. Намораживающийся лед сам себя выталкивает из призмы (перевернутой пирамидки) расширяясь и всплывает. Как-то даже рассчитывалась критическая точка отрыва в зависимости от угла призмы по времени от начала заморозки.

Виноват. В виде не просто пирамидки а усеченной пирамидки.

 

Ну да, ну да.
Это скорее всего есть моё ноу-хау, высказанное на другом форуме несколько лет назад.
Пробовал я и бутылки, и банки, и канистры и т. п.
Замерзающий лед постепенно сломает всё, поэтому самое надежное это не дать ему такую возможность в принципе, а для этого нужно сломать его кристаллическую структуру.
Что собственно говоря мы и сделали.

БОЛЬШАЯ.
Разница в деньгах которые Вы заплатите за отопление.
А так, конечно, разницы никакой.

Мне это тоже интересно.
1) Думаю что это для ТН не проблема, это штатная работа насоса (компрессора). Так как давление в системе теплообменника не превысит 0,2 атм, то пока никаких особых проблем не вижу.
2) С площадью поверхности сложнее и пока точно сказать не могу, так как многое зависит от применяемого материала и его толщины.
Если получится достать и проверить на надежность нужный материал, то мы должны получить около 10- 20 Квт на 1 кв. м. поверхности.

 

Это сомнительно Первый раз ее высказал мне инженер с забавной фамилией Дудочкин в одном очень закрытом НИИ в 1996 году. Тогда с форумами напряженка была. Как и с Интернетом вообще. А ПЭТ бутылка без последствий выдерживает 80 циклов заморозка-разморозка. Далее не проверяли.

Хотел потом сказать, ну да ладно

Есть правда маленький нюанс. Загружать в бутылки надо не воду а ледяную крошку. Тогда при повторном размораживании будет куда льду течь. При повторном замораживании изменение объема даже если будет в плюс от первоначального замороженного к фатальным последствиям не приведет. Материал ПЭТ очень податливый.

 

Да, конечно правильнее всего будет наличие теплообменника между хладагентом ТН и хладагентом теплообменника.
Тогда никаких заморочек с изменением давления в испарителе ТН не будет.
Собственно говоря сейчас так и сделано, думаю что и в дальнейшем будем делать нечто подобное.

Это конечно важный момент, но можно делать и проще- просто недоливать воды на 10% от объема емкости.
Кстати, несколько лет назад я рассматривал и глауберову соль в качестве теплоаккумулятора, но после ряда экспериментов от неё пришлось отказаться.
Вариант ТА с бутылками с водой я внимательно изучал несколько лет назад и конечно он тоже имеет право быть.

Однако у него есть несколько существенных недостатков:
1) Так как теплосъем будет вестись воздухом, то нужна большая площадь поверхности теплосъема (десятки кв. метров)
2) большой ТА не так просто весь продуть равномерно
3) из-за наличия пространства между бутылями + подставка+теплоизоляция, общий объем ТА будет больше просто воды налитой в емкость (бассейн)
4) наличие толстой стенки (около 1мм) у пластиковой бутыли, из-за чего уменьшается мощность теплового потока через поверхность.
5) замерзание воды в бутыли будет идти "снаружи-внутрь" и увеличивающийся слой льда будет значительно уменьшать тепловой поток изнутри наружу.
То есть слой льда будет являться теплоизолятором для оствашейся воды внутри бутыли и чем толще будет этот слой, тем медленнее будет идти замораживание.
Именно поэтому необходимо использовать бутыли как можно меньшей емкости (0,33л).
6) Количество бутылей будет весьма большое и сборка всего ТА будет весьма непростое дело.

Из изложенного выше видно, что воздушный ТА имеет значительно больше проблем чем
"водяной" ТА, хотя в принципе все эти проблемы тоже решаемы.

 

5 пункт ошибочный, теплопроводность льда больше теплопроводности воды в 3,8 раза.
Вода имеет преимущество перед льдом из-за наличия конвективного теплообмена в привычных нам системах тепломассообмена, но в этом случае нет, из-за небольшого объема бутылки, где конвективные потоки не играют сколь либо значительную роль.

 

Можно. Но результат будет немного другой. Лучше иметь изначально замкнутый объем с отрицательным давлением после размораживания крошки. Меньше нагрузки на стенки сосуда при циклическом замораживании. Дьявол в деталях.

В случае с трехлитровыми бутылками и 30 кубами заключенными в них площадь поверхности для теплосъема будет далеко за 1000 квадратных метров. Уже совсем не десятки

Муторное да, что сложного расставить 10000 бутылок по стеллажам?