Pompa ciepła zasilana lodem! Nowe rozwiązanie dla budynków mieszkalnych
Grupa naukowców z Uniwersytetu Nottingham w Wielkiej Brytanii opracowała nowatorski system pomp ciepła, który jako źródło energii wykorzystuje wodę lodową lub lód. Do przesyłu energii korzysta z istniejącej infrastruktury gazowej. Ten przełomowy pomysł może przynieść korzyści zwłaszcza nowo powstającym osiedlom mieszkaniowym lub rozwijającym się obszarom.
Redakcja GLOBEnergia
Podziel się
Nowa koncepcja dolnego źródła dla pomp ciepła
Brytyjscy naukowcy stworzyli nową koncepcję pomp ciepła, która według nich może okazać się szczególnie korzystna dla obszarów rozwijających się lub potencjalnych kompleksów mieszkaniowych. System ten wykorzystuje lód lub mieszaninę lodu i wody jako źródło ciepła. Wyniki analiz wskazują, że jego użycie energii jest niższe niż w przypadku innych technologii dostępnych na rynku pomp ciepła.
Podobnie jak geotermalne pompy ciepła, proponowany system może być podłączony do sieci ciepłowniczej, gdzie wiele jednostek mieszkaniowych jest ze sobą połączonych. Taka konfiguracja jest szczególnie korzystna na nowo budowanych osiedlach, gdzie można dokładnie zaplanować wymiary i układ rur dla nowych jednostek.
Jak działa system?
System pomp ciepła oparty na lodzie generuje ciepło z lodu lub mieszaniny lodu powstałej z wody dostarczanej za pomocą podziemnych rurociągów gazowych lub z magazynowanej wody pochodzącej z sezonowych opadów deszczu. Proces ten wykorzystuje wysoką entalpię przemiany fazowej, co pozwala na znaczną absorpcję energii przy minimalnej masie lub objętości. Koncepcja ta jest skuteczna w przypadku wody jako źródła ciepła ze względu na jej wysokie ciepło utajone, co umożliwia znaczną absorpcję energii przy niskiej masie.
Fragment infografiki z publikacji
Źródło: Ice source heat pump system for energy supply via gas pipelines – Part1: Performance analysis in residential units
System wykorzystuje cykl chłodniczy z kompresją, w którym gorący sprężony gaz ze sprężarki jest przesyłany do skraplacza. Skraplacz następnie oddaje ciepło do odbiornika, gdzie następuje zmiana fazy i gaz przekształca się w ciecz, co powoduje spadek temperatury. Ciekły czynnik chłodniczy trafia następnie do parownika, gdzie absorbuje ciepło ze źródła zimna i odparowuje. W kolejnym etapie odparowany czynnik wraca do sprężarki, gdzie ponownie ulega sprężeniu, aby rozpocząć cykl od nowa.
System nie jest idealny
Naukowcy przyznali, że proponowana pompa ciepła ma niższy współczynnik wydajności (COP) w porównaniu do tradycyjnych pomp ciepła. Zaznaczyli jednak, że te systemy charakteryzują się mniejszym obiegiem wody, co prowadzi do niższych kosztów dodatkowych związanych z wyższym zużyciem energii i instalacją rurociągów.
Podkreślili również, że proponowane rozwiązanie sprawdzi się w krajach o dużej ilości opadów, takich jak Wielka Brytania, gdzie można wykorzystać wodę odpadową z produkcji lodu w systemach kanalizacyjnych miast bez znaczącego wpływu na środowisko.
Nowe perspektywy dla rozwoju technologii
Opisywany system pomp ciepła otwiera nowe możliwości dla rozwoju technologii grzewczych w obszarach, gdzie tradycyjne metody mogą okazać się mniej efektywne. Dzięki wykorzystaniu lodu i wody jako źródeł ciepła oraz integracji z istniejącą infrastrukturą gazową, rozwiązanie to może przyczynić się do zwiększenia efektywności energetycznej i obniżenia kosztów eksploatacyjnych w nowo powstających kompleksach mieszkaniowych. To na pewno krok naprzód w dziedzinie ekologicznych i zrównoważonych technologii grzewczych, które mogą przynieść korzyści zarówno środowisku, jak i przyszłym mieszkańcom nowych osiedli.
Źródło: Ice source heat pump system for energy supply via gas pipelines – Part1: Performance analysis in residential units
