О возможности отопления дома бытовым кондиционером в морозные дни

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Думаю, что ДЛЯ СЕБЯ я решил этот вопрос. Сброс в скважину (УГВ должен позволить, а насосная станция своими 6-7 очками подстрахует), все трубы- в теплом помещении.
Про обмерзание так и думал- подобрать режимы работы опытным путем в переходной период, а в холода хуже не будет, влажность ниже.
Убегаю...

 

Немного ошибся. Непосредственно на СОР делить нельзя.
При СОР=3 потребление из розетки будет 1/3 ну а остальные 2/3 получаем от испарителя.
Следовательно, чтобы отнять испарителем от замерзающей воды 55 кВт*час, надо из розетки потребить
не 18 кВт*час, а 27,5 кВт*час.
В конденсаторе для отопления при этом выделится 27,5 + 55 = 82,5 кВт*час.
Это при СОР=3

В общем виде это будет выглядеть так:

теплота от испарителя = СОР * потребление из розетки - потребление из розетки

следовательно
потребление из розетки = теплоте от испарителя / (СОР - 1)

 

https://www.forumhouse.ru/threads/134251/page-13#post-4094091. Ответил тут. Копировать бессмысленно.

 

Утеплять однозначно придется. Про кристаллизацию при температурах отличных от 0, думаю в этом случае переохлажденную воду не получим - так случае только в покое, любой толчок провоцирует кристаллизацию намного раньше. Электросчетчик более менее поможет (придется принять СОР постоянным), но мне оптический метод всё равно кажется интереснее. Заливать воду строго до определенного уровня и дачтик уровня (можно конечно не оптический, но мне кажежтся что он надежнее всего будет в этом случа) например, поставить на 4,5%выше по высоте, при смеси 50% льда 50% воды дачтик должен перекрыться и дать команду нна откачивание смеси. Но как откачивать строго 50 на 50% смесь? Это уже тяжелее, получится в какой то момент льда может стать 90% а воды 10% и тут опять есть риск заморозить в процессе транспортировки по трубам. Придется утеплять с запасом, что опять деньги не малые. Мне кажется что транспортировать замороженную чушку (100% льда) правильнее, причем если ее переохладим до -15 град ничего страшного, просто кондиционер менее эффективно будет работать.
А вообще, проще ждать весны и лета, замораживать все 100% и увеличить объем ТА, сделать. например 5 ТА такой же емкости - по крайней мере абсолютно надежно и нет необходимости тратить недостающую в морозы электроэнергию на насосы и шнеки. Да и цена ТА невысокая, дешевле объем нарастить чем в какую-то ненадежную автоматику вкладываться

 

Кстати, нефтянники говорят, что воду со льдом их насосы прокачивают без проблем. Чтобы не заморозить весь объем, удалять надо чуть больше шуги, чем ее может образоваться даже чисто теоретически. Т. е если максимум получается 80кг/час, менять 100кг/час. При объеме теплообменника в 1-2-3куба это не смертельно. Весь объем не заморозить ни за час, ни за два. В случае чего есть время предпринять меры.

 

Ага, их насосы много чего прокачивают. Много чего есть и много чего можно сделать. Вопрос цены - зачем замораживать воду, если можно проложить просто контур в земле, если горизонтально, то и недрами не пользуемся, всё давно проверено.

 

где идеи? Ведь расчеты верны - осталось осчастливить человечество

такое ощещение, что тут собрались одни писатели, а читать мало кто хочет

обратите внимание, что я раньше писал, что термометр не поможет, но на следующий день опять об этом

и тут обратите внимание на даты двух постов, а ведь к тому моменту было всего 1,5 страницы! Неужели так трудно осилить 1,5 страницы перед тем как задавть повторно вопрос, на который уже был ответ, и первый задавший уже признал, что он ошибся? Я понимаю, если бы было уже 100 страниц, то сложно в зафлуженной теме найти полезную информацию. Такое ощущение, что некоторым хочется ЛЮБУЮ тему зафлудить собщениями " всё неправильно, не будет работать, иначе бы давно так сделали". Как же любят оценки ставить те, кто сам арифметику толком не выучил
Господа, давайте читать тему перед тем как в ней писать ОДНО И ТО ЖЕ! А то буду опять ругаться

 

Прочитал тему, идея нравится, уже давно думаю в этом направлении. Даже появилось желание провести практический эксперимент. Единственное, что могу поставить под сомнение - так это эффективное отопление в -30 только лишь за счет нагрева воздуха внутренним блоком кондиционера.
Суть сомнений - тёплый воздух от блока кондиционера естественным образом будет подниматься вверх, т. е. греть потолок, тем самым сам кондиционер и потолок, возможно, будут иметь температуру +30, тогда как пол может иметь температуру, близкую к 0 (при традиционном варианте размещения). Даже если поставить внутренний блок сплит системы на пол, вероятно, поднять холодный воздух с пола со всего дома (если дом, конечно состоит не из одной небольшой комнаты) он окажется не в состоянии.
Сразу скажу, ничего не считал, да и вообще сомневаюсь в своих способностях провести такой расчет, котоый учел бы все нюансы, но этой зимой проводил подобный эксперимент. Т. к. кондиционера нет, использовал подопытное помещение неотапливаемого дома площадью менее 3м2 и обычный электрический конвектор мощностью 2кВт, закрепленый на стене на уровне 50см от пола. Вода в баклажке на полу замёрзла при -25 на улице. При этом настенный градусник на уровне 50см от пола исправно показывал заданные на конвекторе +15. Вот такая занимательная физика...

 

Мы проводили такие опыты и как я уже написал в своей теме - теплообменник воздушного кондишина обмерзает очень быстро.
Нужно использовать периодическую оттайку.
Ну и конечно, нужна большая площадь теплообмена, бочки не имеют такой поверхности.
А вот использование фазового перехода "вода-лед" - это совершенно правильная мысль, собственно говоря исследованиями в этой области я занимаюсь уже несколько лет.

 

в замкнутом объеме понадобится всего один раз удалить влагу.
"Бочки не имеют такой поверхности"? - а сколько же квадратов надо иметь? И площадь теплопередачи бочек легко меняется за счет измения объема. Теплопередающая поверхность 200 литровых бочек и 50 литровых бочек на 1 тонну воды ойй как сильно может отличаться.

 

Предпочтительной будет площадь не менее 100 кв. м.
Большая площадь для воздушного теплообмена так же связана и с таким явлением, как замерзание воды в емкостях.
Дело в том, что при образовании льда и увеличении его толщины (а это неизбежно произойдет если не принимать спец. мер) начнет уменьшаться тепловой поток и соответственно мощность установки.
Поэтому ни бочки на 200 л, ни бочки на 50 л здесь не подходят.
Конечно в крайнем случае можно использовать и их, но нужно четко понимать, что объем ТА вырастет при этом в несколько раз.
Довольно хорошие результаты я получил при использовании пивных банок (0.5л), собрав из них микро ТА.
Вот примерно такого диаметра и должны быть емкости для воды.

 

Вполне возможно что и так, правда, я думал что намного меньшей площади достаточно будет.
Буду благодарен, если свое мнение подкрепите расчетами

 

Теплоотдачу примерную тут уже приводили - максимум 300 Вт с м2. А вот с конвекцией воды при низких температурах не все так просто. Максимальная плотность воды при температуре около 3 градусов, с понижением температуры вода становится легче и всплывает вверх. Собственно, именно поэтому водоемы не промерзают зимой до дна...
Замораживать воду в бочке не пробовал, а вот в эмалированной миске эксперименты ставил... Вначале образуются тоненькие ледяные пластинки в толще воды (говорят, это замерзает тяжелая (дейтериевая) вода, чем и обусловлен "перегиб" плотности на 3-х градусах). Потом лед нарастает на "полу" (контакт с поверхностью морозильной камеры) и стенках миски, на поверхности слой льда образуется в последнюю очередь и гораздо тоньше. По мере замерзания воды внутри ледяного "блина" вода проламывает верхнюю корку и вытекает понемногу, попутно замерзая с образованием "горки" посреди емкости...

А вот в вышерасположенной цитате утверждается, что теплопроводность льда выше теплопроводности воды... "Превысит" ли разница добавку от естественной конвекции воды - вот вопрос...

 

В чем вопрос-то?
Смотрим справочники:
теплопроводность льда при околонулевой (чуть ниже нуля) температуре по Цельсию 2,22 Вт/(м*К)
теплопроводность воды, неподвижной, при похожей температуре (но чуть выше нуля) 0,561 Вт/(м*К)
Почти в четыре раза разница.
При неподвижной воде (гипотетически неподвижной) теплоотдача от погруженного в неё металлического теплообменника, с заведомо большей теплопроводность (200 алюминий, 400 медь) и незначительной толщиной (1 мм) и по окончании переходных процессов, связанных с высокой теплоемкостью воды, будет определяться толщиной водяной прослойки, контактирующей с теплообменником.
При толщине воды 1 метр тепловой поток будет ограничен величиной 0,561 Вт/(м2*К)
При толщине 1 см 56,1 Вт/(м2*К)
При толщине 1 мм 561 Вт/(м2*К)
Но вода не является неподвижной субстанцией и в зависимости от изменения плотности, на которую в свою очередь влияет температура отдельно взятых слоев возникает естественная конвекция.
Замечено, что при естественной конвекции при атмосферном давлении, в зависимости от общего температурного расслоения не превышающего 100 градусов (от замерзания до кипения), теплоотдача от неподвижной теплообменной поверхности в большом объеме воды может достигать 200-300 Вт/(м2*К)
Большего не получается из-за перемешивания воды при конвекции, с естественным ограничением скорости конвективных потоков, минимальный уровень ограничен минимально возможными температурными перепадами, приводящими к конвекции, ну а при неподвижной воде - размерами водной прослойки.
При толщине водной прослойки 1-2 мм можно достичь больших величин, но уже при принудительной конвекции (циркуляции), так как для естественной конвекции не тот простор.

В случае со льдом все намного проще, 1 см толщины на поверхности теплообменника ограничит теплообмен с водой на уровне 222 Вт/(м2*К), как бы вода там не циркулировала.
При толщине 0,5 см теплоотдача через лед будет составлять 444 Вт/(м2*К) и превысит в сравнении возможности окружающей воды при естественной конвекции.
Подчеркну, везде расчеты для теплового напора 1 градус
В теплообменниках с принудительной циркуляцией, где теплоотдача достигает
1000 Вт/(м2*К) и более, уже 0,2 мм льда будет заметным ограничением, в ПТО и 0,05 могут серьезно снизить теплоотдачу, но лед для них и без этого губителен.

Еще раз подчеркну, все вышесказанное не означает, что лед на поверхности не даст пройти бОльшему количеству теплоты. Расчеты приведены для температурного напора 1 градус.
При попытках передать необходимый (расчетный) тепловой поток через обледенелый теплообменник будет расти бесполезный тепловой напор, то есть разность температур с одной и другой стороны льда, а увеличение этого напора на ту же величину будет уменьшать полезный напор. А он не безграничен и ограничивается в свою очередь рабочими температурными диапазонами.

Если рассмотреть воздушные теплообменники, например воздухохладители-испарители, то при естественной конвекции окружающего воздуха (до 1-2 м/с) лед на теплообменной поверхности практически не мешает, даже помогает, несколько увеличивая теплообменную поверхность, которой кстати надо немало, до 100 м2 на каждый кВт и один градус напора.
Но бонусом идет усвоение теплоты фазового перехода водяных паров в лед.
Узкое место в этом случае теплообмен между воздухом и теплообменной поверхностью, неважно чисто алюминиевой или обледенелой и который не превышает 5-10 Вт/(м2*К)
Это не относится к инею на теплообменных поверхностях, который ввиду своей структуры намного хуже проводит тепло, чем лед (0,4 - иней, 2,2 - лед).
Стоит начать использовать принудительный обдув вентилятором, как во внешних блоках кондиционеров, картина кардинально меняется.
Площадь теплообмена требуется уже намного меньше, так как теплоотдача возрастает до
30-40 Вт/(м2*К), но и лед на поверхности становится уже ощутимой преградой для доступа воздуха к металлическому теплообменнику.
Узким местом становится лед на поверхности, а тем более иней.
Разница между теплопроводностью льда и алюминия 100 раз.

 

Просю пардону, что сразу вопрос не прояснил. Я имел в виду, что при увеличении толщины льда на стенке бочки будет уменьшаться площадь теплообмена вода\лед, что может еще снизить допустимую для нормальной эффективности теплообмена толщину льда...