Теплообменник для ТН, использующего тепло замерзающей воды

Это любопытная тема, поэтому немного отвлекусь.
У меня иногда создается такое ощущение, что где-то существует некий "банк мыслей", откуда люди находящиеся не только в разных городах, но и на разных континентах черпают идеи.
Причем идеи приходят одновременно совершенно разным людям, находящимся в совершенно разных местах.

Заметил и ещё одну особенность - когда долго бьешься на проблемой и не можешь её решить, то нужно вообще её оставить и заняться другим вопросом.
А потом через некоторое время вновь вернуться к нерешенной проблеме и верное решение "всплывает" из подсознания.
По-видимому, работа над проблемой не прекращалась и постоянно велась в подсознании, проторяя дорожку верной мысли.

Вообще же, сознание, равно как и способность мыслить - это удивительнейший дар подаренный нам Создателем всего сущего.

 

Мне кажется, Николай, вы сами пока не понимаете, какую важную задачу решили (ну ,или подошли вплотную к решению), При грамотном подходе реализация цикла "теплообмен-генерация энергии-теплообмен" в нашей стране с ее миллионом рек, речушек, озер, пластов, это ключ к решению энергетического вопроса в принципе, Важно обеспечить только трансформацию тепла в электричество, Тут как-то сразу приходит на ум Стирлинг, недаром Вейдер с сотоварищами уже который год точат и паяют- по сути это система преобразования тепла в электричество и обратно, Причем с нехилым КПД и при смешной дельте,
И все же решение этого вопроса, как мне кажется, лежит не в области механики, а в области поля, Там и КПД другой будет, Но для этого нужны фундаментальные исследования, а это уж точно выходит за рамки не только темы, но и форума в целом,
Кстати, по поводу подсознания- его можно ускорить, Самый простой и надежный способ- в фазе сознательного мышления постоянно искать аналогии с другими процессами, причем, как правило, происходящими далеко за пределами исследуемой области, Расчет прост- все в мире создано по одним законам и управляется одной силой, Поэтому если представить, что ты исследуешь то, что в тени, то, предполагая, что все мире сбалансировано, есть то, что ярко освещено, лежит на поверхности, устроено по тем же принципам, но как бы прямо не связано, Изучив то, что хорошо видно и правильно скореллировав, получишь видение того, что скрыто, Я этой фигней всю жизнь занимаюсь, но мне кажется, что с каждым годом я глупею и вообще становлюсь хуже, Почему- не знаю, видимо, все те же внутренние механизмы уравновешивания, , а может ничего и не меняется, просто себя оцениваешь более адекватно,

 

Немного интересовался этой темой.
Сложно получается и не так надежно как мне хотелось бы.

А вот перепад температур для работы Стирлинга мы можем иметь почти всегда, например между льдом и солнцем (теплом печи- Пельтье) или например использовать перепады температур (день-ночь).
Где-то в интернете видел даже промышленно выпускаемые Стирлинги, правда там мощности были большие, а нам нужно немного, хотя бы сотню ватт.

 

Согласен, Мне кажется, область решений все та же- переход к гибким системам, с изменяемой геометрией,

Опять же соглашусь, Хоть КПД у Пельтье не фонтан, зато не надо специального источника тепла- все на паразитке, Если б цена демократичная была б у них, то можно и фасад ими обложить- между домом и атмосферой всегда есть перепад, хотя и малый,

 

А размораживать чем?

 

А зачем?
Пусь лежит себе до весны.
Место только надо выделить достаточное для этой кучи.

 

Боюсь наврать, забыл, но, вроде - 7 тонн получится в этой куче к весне.
Кстати, Николай, этим мы сколько энергии сэкономим?

 

7 тонн льда - 650 кВтчас выделяется всего при замораживании воды.
За 5000 часов отопительного сезона средняя мощность составит 0,13 кВт - туалет только можно отопить.
Для хорошо утеплённого дома 100-150 метров площади надо 15000-25000 кВтчас минимум.
И то, это при средних теплопотерях дома не более 3-5 кВт, что для 100-150 метров очень немного.
Для получения 15000-25000 кВтчас требуется заморозить 160-270 тонн воды, из расчета 92 кВтчас с тонны.
А если учесть КПД процесса, то наверно и побольше.

Подумаешь, куча льда 8х8 метров и высотой 5 метров.
Сотка участка к весне будет занята всего, если аккуратненько подгребать вверх.
Горку можно сделать и кататься с неё на санках
А если серьёзно, то неплохо было бы где нибудь на склоне или берегу реки дом построить и сбрасывать свой нарабатываемый лёд вниз, на лёд реки.

 

Я против этой идеи. Лишняя влага в стенах не к чему. А вот выбрасывать тёплый влажный воздух из помещения нельзя, это расточительно, для этого должны стоять на вентиляции дома рекуператоры.

Использовать переходный процесс вода - лёд, по моему пустая идея. Это в теории можно считать это теплом, есть процессы с большей энергией и большими температурами. Это конденсация водяных паров в воду.
А как это сделать я уже писал
https://www.forumhouse.ru/threads/121392/.

 

Ну да, конечно.
А то, что мы уже сейчас топимся этим "теоретическим" теплом, это ничего?

 

С этим согласен. Выбросив через вытяжку влажный воздух, приточный сухой необходимо будет увлажнять, тратя на это энергию.
Лучше поставить рекуператор влаги.
Пароизоляция на внутренних поверхностях ограждающих - при этом приветствуется.

Сконденсировать пар несложно.
И полученное при этом тепло пристроить тоже можно легко.
А вот где столько водяного пара найти зимой?
100 кубов воды из скважины с температурой +7 при охлаждении и последующем замораживании
отдадут 10 000 кВтчас теплоты.
Можно всю зиму на этом тепле прожить в небольшом утеплённом домике, площадью метров 50-60, выкачивая из скважины или колодца по 0,5 м3 воды в сутки.
Для получения такого же количества теплоты надо сконденсировать 16 000 кг водяных паров.
Не спорю, 16 тонн пара по массе меньше необходимых 100 тонн воды для замораживания и намного меньше 1500 тонн воды для получения такого же количества тепла от теплового насоса вода-вода с СОР=4.
Но где их взять?
Эти 16 тонн водяного пара?

 

Запасать летом тепло в грунте.
Если будет два коллектора сброса воды, верхний и нижний, извините, опять ссылка на https://www.forumhouse.ru/threads/121392/.
Прокачивая воздух, один коллектор под давлением, другой под разряжением, мы получим воздух довольно высокой влажности, конденсируя влагу мы получим тепло. Конденсат можно опять в коллектор сброса сливать.

 

Легко сказать - запасать летом в грунте.
А просчитывали, будет ли оно запасаться в грунтах локально?
Интересовались у геологов фильтрационной способностью, значениями водопроводимости в горизонтах?
Как расположены горизонты?
Какие глубины залегания надъюрского, межморенного, нижнекарбонового?
Или может другие какие ещё есть.
Напорные они или нет, сообщаются ли между собой?

Одно дело запасать тепло в Скандинавии, в скальных грунтах, или в подземных изолированных водяных линзах, где тепловая сезонная миграция тепла на практике не превышает сотни-другой метров. Там это практикуется с успехом уже давно, но и то, для целых коллективных поселений, так как сотня метров это тоже что-то значит.
Иначе будет греть летом грунт один господин своими солнечными коллекторами, а зимой снимать тепло станет другой товарищ, немного поодаль, ниже по течению.
И государство там поощряет модные сейчас коллективные энергосберегающие проекты.

Про геологию свердловской области ничего не скажу, не знаю, может и найдёте там подходящее место для такого подземного теплоаккумулятора, после соответствующих геоизысканий, но не факт, что в этом месте дадут построить посёлок, а если и дадут, то может оказаться, что туда невозможно будет подвести коммуникации, или дороги, или ещё что поперёк пути встанет.
Газпром например.
Хотя бы электричество иметь нужно, иначе мало кто из единомышленников туда вообще поедет жить.
А на один дом такой проект затевать просто нереально.
И на поселок тоже нереально, потому, что это Россия и всё у нас в землепользовании делается через одно место и очень при этом долго и нудно.

Про московскую область могу сказать точно, что почти нигде это у нас работать не будет исключительно по физическим причинам.
Бюрократические можно и не рассматривать.
Скал у нас нет, только песок и известняк, в котором текут целые подземные реки.
Скорость фильтрации грунтов колеблется в разных местах от 5-10 метров в сутки, до 20-40 метров в час, при такой скорости подземных вод к зиме всё тепло убежит неизвестно в каком направлении и следов его не найдёшь. Под юрским водоупором, ниже 40-100 метров находятся нижнекарбоновые горизонты, которые представляют собой целый океан воды с огромной скоростью фильтрации в трещиноватых известняках.
Да и никто туда официально ничего закачивать не позволит, даже если бы вода там была неподвижна.

Если Вы про эту тему Тепло для дома. Новые идеи

то я её читал ещё в прошлом году, сейчас пробежался по ней снова, никаких новых и при этом работоспособных идей, если даже приблизительно свести энергетический баланс, там пока нет.

Насчет идеи использовать конденсацию водяного пара:

Интересно, вот фраза "мы получим воздух довольно высокой влажности".
Далее следует "Конденсируя влагу мы получим тепло"
Ответьте себе и нам, какой такой высокой влажности?
И сколько "мы получим"?
В цифрах бы неплохо это выразить, чтобы понять, удастся ли извлечь оттуда 16 тонн влаги за отопительный сезон для 50 метрового домика и сколько для этого мы прокачаем воздуха.
После того, как выяснится расход воздуха и какое его при этом влагосодержание, переходим
к "Прокачивая воздух, один коллектор под давлением, другой под разряжением",
Надо ответить хотя бы примерно, какое должно быть давление и какое разряжение, чтобы зная расход воздуха вычислить мощность компрессора или воздуходувки или что там у нас будет прокачивать воздух и создавать давление/разряжение, ну и прикинуть в конце концов общий расход энергии на это мероприятие.
Без этих нескольких простых цифр, которые Вы не указали, эта идея безжизненна, так как закрадывается у меня сомнение, что расходы на прокачку воздуха превысят всю мыслимую экономию в несколько раз.
Ну вот такие у нас КПД компрессоров и воздуходувок.
Это даже при том допущении, что предположительно вся энергия для испарения влаги, которую потом собирались отнимать при конденсации возмётся от грунта.
В этом я тоже очень сомневаюсь.
Чтобы испарить воду и загнать в пар скрытую теплоту, нужны определённые условия.
Кроме подвода самой теплоты, нужно давление поддерживать соответствующее температуре этой теплоты .

Иначе это будет просто смесь влажного воздуха вперемешку с водяными каплями и никакой последующей конденсации с соответствующим теплопереносом тепла от грунта к отопительным приборам в нужном количестве не будет.
Если я ошибаюсь, буду рад этому, но покажите это в цифрах, хотя бы для начала +/- 100%
Потом, если понадобится посчитаем и точнее.

 

Да тут уж схватки боевые, да, посмотрю, еще какие!
Но я о другом, Сегодня чистил снег на даче и, как обычно, заметил, что земля под снегом и не замерзла вовсе, что не удивительно, теплопроводность свежевыпавшего снега сравнима с минватной,
Так вот, если зима выдалась холодной, то будет много жидкого льда, если действительно его через мощный насос, вихревик, например, подавать на форсунку, настроенную на мелкодисперсное распыление, и при подходящем ветре распылять на участок в виде снега, получим к весне совершенно непромерзший грунт и более раннее начало цикла земледелия, а в Сибири это немаловажно,
Пример, Это лето было у нас аномально жарким и ранним, Мы посадили картошку в мае и она выросла, прямо, скажем, не фонтан, А у кого-то ого-го какая, Выясняя различные условия у различных людей, обнаружил только одну очень четкую взаимосвязь- кто посадил картошку в начале июня, как обычно в наших местах, получил хороший и даже отличный урожай, а кто в мае, как мы- маялся, Никаким другим фактором, кроме того, что скорость оттаивания грунта-величина мало зависящая от погоды весной, объяснить это нельзя- ни заморозков, ни какой другой фигни не было, как ни странно, Поэтому, увеличивая за счет утилизации жидкого льда слой снега на участке, мы можем увеличить время таяния снега на неделю и сократить время оттаивания грунта на месяц, например,
Ну, о том, что стаявшая вода сама упадет в тот же пласт, из которого и была взята, можно и не говорить,
На крайняк, можно в начале сезона привалить снегом биогазовую установку или завалинку дома, и т, д и т, п,

 

Классная идея, между прочим. Вот только получится ли? Не будет ли жидкий лед мгновенно замерзать в форсунке, требуя для ее нагрева слишком много энергии? Кстати, если насос расположить в доме, то "1-КПД" останутся в доме, а не пропадут...