Теплообменник для ТН, использующего тепло замерзающей воды

Есть известная идея о получении тепла при замерзании воды с помощью ТН.
Однако до сегодняшнего дня подобные аппараты не получили широкого распостранения по ряду причин, одна из которых - это отсутствие простого теплообменника для получения льда.

После проведенных нами исследований в этой области, был разработан и испытан теплообменник который позволяет очень простым способом получить так называемый "жидкий лед".

Продолжаем испытания и других, более совершенных теплообменников.
Ищем организации заинтересованные в создании нового типа ТН основанного на принципе замораживания воды

 

Николай, ну, вот заморозили тонкий слой воды, получили сколько-то энергии, а потом что? Где непрерывность процесса? Куда и как лед выбрасывать и т.д?

 

Процесс естественно будет автоматизирован, вот как раз для этого и важно было получить "жидкий лед", так как только такой лед наиболее просто можно перемещать и утилизировать.
Тонкий слой льда образуется только от одного цикла заморозки, который длится всего несколько секунд.
И таких циклов в процессе работы будут миллионы.
Установки где лед намораживается большим куском весьма сложны и дорогостоящи и утилизировать такой лед - проблема ещё та, да и эффективность процесса заморозки сильно уменьшается из-за теплопроводности льда.

Одна из идей лежащих на поверхности была прокачивать воздух охлажденный до минусовых температур через воду (воздух должен быть в виде пузырьков).
Однако от этой идеи пришлось отказаться, так как теплообменник будет очень быстро обмерзать.


P.S. Вообще же, если будет желание посмотреть на демонстрационный образец и пообщаться на эту тему -приходите на выставку "Архимед" (которая должна быть весной), надеюсь что и мы там будем.
Оставьте мне свои координаты - сообщу когда и где.

 

Сколько граммов льда в минуту образуется в вашей опытной установке?

 

Примерно 33 грама льда в минуту, около 1 кг льда за 30 минут.
Мощность заморозки около 200 вт.

 

Ну не вдаваясь в коэффициенты и погрешности, мне значит для отопления дома нужно от 150 до 300 грамм в минуту. И около 10 ваших холодильников. Каковы габариты всего этого будет? Если работает тонкий слой только в теплообменнике?

 

Мощность теплообменника зависит от площади мембраны и от мощности холодильника.
Пока мощность установки небольшая, так как это демонстрационный образец.
В принципе мощность может быть и значительно бОльшей.

Видео о работе установки можно скачать вот здесь:
https://files.mail.ru/FSUKAB

 

Ну с этим не поспоришь
Вопрос экономической целесообразности. В моем случае если мощность установки перевалит за киловатт, то дешевле топить евродровами, что собственно и делаю сейчас.

 

Вот не согласен.
Например, у меня в деревне есть ночной тариф и этот тариф в 2 раза дешевле дневного.
Так вот, если использовать ТН и ночной тариф (ночью накапливать тепло в ТА), и если ТН имеет СОР =3,
то отопление станет дешевле в 2*3=6 раз!
Это выводит цену за отопление электричеством на уровень дров, а может быть и ниже.

 

Вилка в том, что если использовать только 7 часов (менее 1/3 суток) ночного тарифа, то морозить надо уже от полукилло до килограмма льда в минуту в зависимости от забортной температуры. Что примерно от 2 до 3 киловатт мощности установки и это без запаса, который в подобных системах просто необходим. Ночной тариф 1.35 руб. дневной 4.35 по прошлому году, в этом году еще дороже будет. То на то получаем по затратам. Если и будет экономия в теплую погоду, то незначительная. Не влияющая существенно на период окупаемости установки, которая удорожает с появлением ТА и увеличением мощности.

Выход - додумать процесс без участия внешнего электричества. Подсказка - использовать избыточное давление получаемое при образования льда для компрессии и гравитацию

А так рынок применения теплового насоса сильно сужается. Только для плохо утепленных коттеджей с площадью от 1000 кв.метров и для производственных помещений большой площади.
А наличие газа, если он есть, вообще отобьет желание вкладываться в дорогостоящее оборудование, которое снижает затраты по отоплению на проценты, с периодом окупаемости - десятилетиями.

 

Не понял, из чего следует "то на то"?
Каким образом мощность установки влияет на стоимость отопления?
Тем более, что Вы указали ночной тариф отличающийся более чем в 3 (!) раза от дневного, таким образом удешевление стоимости отопления будет около 9 раз, что будет самым дешевым видом отопления, несмотря на то, что это отопление электрическое!
Начальные вложения конечно большие, спору нет.
Однако за подключение к газу у нас в деревне запросили 0,5 млн.руб, были посланы НАХ и пока в нашей деревне газа нет и непонятно когда будет.
И это стоимость БЕЗ учета тарифа, а ведь это самый главный источник дохода для газовиков.
Они ещё нас "поимеют" и на тарифе.

А вот электричество почти всегда есть, и в ночное время когда нагрузка на электросеть снижается, мощность от электросети можно получить БОЛЬШУЮ, чем в дневное время.
Летом в деревне в дневное время от сети я получал без проблем около 5 квт, а это значит что в ночное время я могу получить ещё большую мощность.

Поэтому и получается, что дешевле заплатить 0,5 млн. за ТН и платить за отопление на уровне дров, чем подключиться к газу.

На счет упрощения конструкции - пока это не актуально.
Если у Вас есть предложения, то давайте подумаем вместе.

 

Из банальной арифметики. Если греем не 24 часа а 7 то запасти надо больше в пропорции, чтобы ночью отдать. А чтобы больше запасти надо больше наморозить. Мощность потребляемая растет более чем в 3 раза. В общем я о том, что ночной тариф конечно удешевляет но не в разы, как хотелось бы. Прикидочная экономия 5000 рублей за отопительный сезон при идеальных условиях. Теперь осталось прикинуть во сколько обойдется вся установка. Что-то мне подсказывает, что никак не менее 50000. При этих прикидочных параметрах окупаемость - 10 лет. Как-то так.

 

Понятно.
Только ночной тариф действует не 7 часов , а 8 часов и конечно, мощность должна быть больше.

Непонял, почему ночной тариф не удешевляет отопление в разы?
Давайте сравним ТН и конвектор и посмотрим, во сколько раз ТН+ТА удешевляет отопление по сравнению с конвектором.

 

У меня 7 часов. С 23 до 6 утра.
Не удешевляет в разы потому, что в сутках 24 часа и надо значительно прирастать мощностью.
Да и у меня всего 25 ампер на дом. Следовательно "снять" ночью больше - автомат выбьет.

Попробуйте прикинуть лучше, себестоимость самой установки при исходных параметрах 3000 Ватт и ТА. Ваши предположения?

 

Нет уж, давайте посчитаем для начала экономию.
Предположим, что для отопления дома мне нужно тратить 72 квт*ч ежедневно (3 квт электроконвектор работает 24 часа).
Так же, для упрощения расчетов предположим, что 1 квт*ч стоит 3 руб.
Тогда за 1 месяц придется заплатить 3*72*30=6480 руб.
При использовании ТН совместно с ТА расходы на оплату электричества сокращаются в 6 раз (минимум) и мы платим около 1000 руб. ежемесячно.
Соответственно экономия около 5000 руб. ежемесячно.
За отопительный сезон (6 месяцев) экономия составит 30 000 руб, за 10 лет более 300 000 руб.
Стоимость хорошего ТН примем около 200 000 руб, тогда ещё 100 000 руб остается на организацию ТА.
И получается, что окупаемость такого проекта около 10 лет.

Нужно учесть ещё и то, что электричество за 10 лет значительно подорожает, поэтому на самом деле окупаемость такого проекта будет меньше 10 лет, думаю что лет 5-7.
Лично меня такая окупаемость вполне устраивает.