Spelen met natuurkrachten

Werking van het ijsreservoir

Het ijsreservoir is het hart van het systeem. Het energiegehalte van water is beperkt en bedraagt ongeveer 1,163 Wh/(kg.K). Als een liter water met 1 Kelvin wordt afgekoeld, komt er 1,163 Wh energie vrij. De warmte wordt stap voor stap via de warmtewisselaar door de warmtepomp aan het reservoir onttrokken en het water wordt afgekoeld tot 0°C. De fasewisseling van water naar ijs levert nog meer energie op. De temperatuur blijft constant op 0°C, maar er komt 93 Wh /(kg.K) kristallisatie-energie vrij, die door de warmtepomp gebruikt kan worden. Dit komt overeen met de energie die vrijkomt als water van 80°C afgekoeld wordt tot 0°C.

IJsvorming

De ijsvorming begint bij de warmtewisselaar door onttrekking van warmte en zet zich door van binnen naar buiten. De ijslaag op de kunststofbuizen biedt een extra weerstand voor de warmtegeleiding van het opslagmedium naar het watercircuit voor de warmtepompen. Door de ijsvorming wordt de oppervlakte van de kunststof buizen voor de warmteoverdracht in het reservoir continu groter. Deze oppervlaktevergroting en de gelijktijdige vergroting van de warmtegeleidingsweerstand zijn ongeveer evenredig. Via het grote oppervlak wordt meer warmte opgenomen, maar die wordt minder goed naar het opslagmedium geleid, zodat de warmtestroom constant blijft. De door de zonne-/luchtabsorber gewonnen energie, wordt via de regeneratiewarmtewisselaar afgegeven aan het opslagmedium en verwarmt het water of, in het andere geval, doet het ijs weer smelten.

Grondwarmte

Naast de warmte uit de zonne-/luchtabsorber, maakt het ijsreservoir ook gebruik van grondwarmte. Zodra de temperatuur van de buffer lager wordt dan de omringende grond, neemt het reservoir aardwarmte op. Ook als het reservoir volledig bevroren is, komt er nog altijd warmte uit de grond die gebruikt wordt als warmtebron. Tijdens de zomer wordt warmte via het oppervlak van het reservoir aan de grond afgegeven. Oververhitting van de inhoud van het reservoir tijdens de zomer zal dan ook niet optreden.