Låter som magi, men det fungerar: Is blir värme. Inte bara lite, utan så mycket att isförvaringsvärmaren kan värma ett helt hus. En vattentank är begravd i marken, en saltvattenvärmepump extraherar så mycket energi från vattnet att den fryser. Så här skapas termisk energi. Läs mer om isvärmarens funktion, om det är lönsamt och vad det kostar.
Generera energi från isande kyla? Det fungerar med en isförvarare!
Hur fungerar en isförvaringsvärmare?
En isförvaringsvärmare består av två huvudkomponenter: ett islagringssystem och en saltvattenvärmepump. Saltvattenvärmepumpen är vanligtvis känd i samband med jordborrning eller ytuppsamlare. Vid borrning i marken absorberar köldbäraren energin från marken och överför den till energibärarvattnet i värmepumpen. En liknande princip används i kombination med en isbank. Detta är baserat på kristalliserings- eller stelningsvärmeprincipen: När vatten fryser frigörs energi.
I trädgården - helt obemärkt - finns isbanken för isbankens uppvärmning och genererar energi till Your-Best-Home.net.
Den viktigaste förutsättningen för uppvärmning av is är det namngivande islagret. Detta är en icke-isolerad betongcistern som är begravd i marken - under frostlinjen. Inuti cisternen finns två spiralrör genom vilka den frostsäkra flytande saltlösningen matas. En av spolarna är extraktionsvärmeväxlaren, den andra regenereringsvärmeväxlaren. Dessutom är hela isbanken fylld med vatten i flytande tillstånd.
Energiproduktion
Energi tas ut från det flytande vattnet via extraktionsvärmeväxlaren tills det fryser som ett resultat (kristalliseringsprincip). Eftersom vatten expanderar när det fryser (mest kända exempel: exploderande vattenflaskor i frysen) läggs spiralerna på ett sådant sätt att vattnet fryser inifrån och ut och cisternen inte skadas. Under den så kallade fasförändringen, dvs. förändringen i vattnets fysiska tillstånd från vätska till is, frigörs lika mycket energi som krävs för att värma vatten från 0 till 80 grader. För att göra det lättare att föreställa sig: en isbank med en volym på 10 kubikmeter genererar samma mängd energi som cirka 110 liter eldningsolja.
Effektiv uppvärmning
Den energi som nu erhålls från vattnet matas in i värmepumpen via saltlake, där den används för varmvattenberedning och rumsuppvärmning. Saltvattenvärmepumparna är mycket effektiva med en årlig prestationskoefficient på cirka 4,5. Du genererar 4,5 kilowattimmar energi i huset från 1 kilowattimmar energi från saltlaken.
Tina isen
Utanför tiner det frysta vattnet i cisternen igen och är redo att ge bort energi igen. Tining sker antingen helt av sig själv, med den omgivande jorden som avger värme till isen genom cisternväggen eller med stöd från regenereringsvärmeväxlaren. Med hjälp av detta kan till exempel energi från den varma omgivande luften matas in i ismagasinet, vilket påskyndar upptining av isen. Solluftsabsorbenter är ett alternativ till varm luft. Dessa är solfångare som tar upp solenergi utöver den omgivande luften och leder den in i regenereringsvärmeväxlaren. Ju snabbare isen tinas, desto snabbare kan processen med att generera energi börja om.
1 = saltvattenvärmepump, 2 = islagring, 3 = sol-luftabsorbent. Tillsammans resulterar de tre komponenterna i ett effektivt system för uppvärmning av ett hus.
Värmare för isförvaring: de olika varianterna
Som beskrivits ovan överförs det mesta av energin till koksaltlösning och därmed värmepumpen under fasbytet av vattnet i lagringstanken. Detta förutsätter att innehållet i minnet är fyllt med något som kan ändra dess aggregerade tillstånd. Vatten är det vanligaste mediet här, men det finns också andra "fasförändrande material", dvs fasförändrande material. Fördelen med att använda ett annat material är att det kan ha en mindre volym jämfört med vatten och tillhörande mindre lagringskapacitet med samma energiutbyte.
Beroende på typ av värmelagring och lagringsmedium görs en skillnad mellan tre olika typer av lagring: känslig, latent och termokemisk.
- Känslig: Om värme tillförs ökar lagringsmediets temperatur.
- latent: Mediet blir vanligtvis flytande eller fast när värme tillförs.
- termokemisk: vatten tillsätts till eller dras ut från lagringsmaterialet.
| Lagringstyp | Platsbehov | Förvaringsmedium | arbetstemperatur | Energi densitet |
|
Känslig: | hög |
vatten betong- |
under 100 ° C 0 - 500 ° C |
ca 60 kWh / m³ ca 30 kWh / m³ |
|
Latent: | hög |
Vatten is Salthydrat paraffin |
0 - 20 ° C 30-80 ° C 10 - 60 ° C |
Vatten: cirka 20 kWh / m³. upp till cirka 120 kWh / m³ upp till cirka 120 kWh / m³ |
|
Termokemisk: | låg |
Metallhydrid Silikagel Zeolit |
280 - 500 ° C 40-100 ° C 100-300 ° C |
upp till cirka 500 kWh / m³ upp till cirka 300 kWh / m³ upp till cirka 500 kWh / m³ |
Fördelar med uppvärmning av is
- Användning av fri energi: omgivande värme, geotermisk energi och kristallisationsenergi
- konstant temperatur i marken - detta möjliggör en permanent och kostnadseffektiv värmeproduktion
- miljövänlig teknik med regenerativa råvaror (perfekt för hållbar konstruktion)
- lågt underhåll (endast värmepumpen kräver underhåll)
- passiv kylning möjlig på sommaren
- Inget borrningstillstånd krävs (jämfört med en saltvattenvärmepump med en geotermisk sond)
Nackdelar med isförvararen
- höga externa utrymme krav för lagringstanken
- Höga anskaffningskostnader
Så här ser det ut i en isbank: Saltlösningen, som hämtar värmen från vattnet, rinner genom rören.
Vad kostar en isförvaringsvärmare?
Driftskostnaderna för en isförvarare är mycket hanterbara - det finns bara några för saltvattenvärmepumpen. Här kan du förvänta dig cirka 22 cent per kilowattimme, baserat på den reducerade värmepumpstariffen. Förvärvskostnaderna är dock mycket högre. En saltvattenvärmepump finns tillgänglig från cirka 8 000 euro inklusive installation. Isbutiken kostar cirka 10 000 euro. Beroende på volymens storlek blir det motsvarande dyrare. En tredje viktig faktor är lagringsanläggningens externa jordarbeten. Beroende på jordens natur börjar den på cirka 5 000 euro, men kostnaderna kan också ligga inom det femsiffriga intervallet.
Jämför effektiviteten och kostnaderna för uppvärmning av is med andra typer av uppvärmning i vår kompakta värmeöversikt.
Denna isförvaringsvärmare försörjade State Garden Show 2018 i Lahr med energi.
Specialfunktioner vid installation av isvärmaren
Isförvaringsvärmare för ett hus
Den viktigaste förutsättningen för uppvärmning av is: tillräckligt med utrymme ute för förvaring. Det måste också säkerställas att området ovanför isbanken inte ska byggas över. Du måste också vara medveten om att när isen tinas blir jorden runt lagringstanken kallare eftersom den avger värmen till lagringstanken. Detta kan få olika växter att växa bättre eller sämre.
Det normala utrymmet för värmepump krävs i det tekniska rummet för saltvattenvärmepumpen. System med alla komponenter i ett hydrauliskt torn kräver lite mer utrymme än ett kylskåp. De behöver också kärnborrningar på utsidan så att saltrören kan ledas till isbutiken. Eftersom isbanken endast rekommenderas i kombination med låg uppvärmningstemperatur är denna typ av uppvärmning inte lämplig för radiatorer. Ytvärme, såsom golvvärme, är därför nödvändig.
En saltvärmepump med hydrauliskt torn, en viktig del av isförvaringsvärmaren, är extremt platsbesparande.
Uppvärmning av islagring för en bosättning eller ett nytt byggnadsområde
Isbanker är också lämpliga för nya utvecklingsområden eller ett bostadshus. I likhet med lokal eller fjärrvärme åtföljs byggandet av en ny byggnad av skyldigheten att använda islagringssystemet som energikälla. Ett stort islagringssystem skapas för alla byggnader tillsammans och alla anslutna hus får den energi som genereras av respektive saltvattenvärmepump.
