Naukowcy z EPFL postanowili przyglądnąć się wymianie ciepła w powietrzu tuneli kolejowych i zaproponowali geotermalny system odzysku ciepła, który mógłby potencjalnie zapewnić ogrzewanie i chłodzenie dla tysięcy pobliskich domów.
Nagrzane powietrze w tunelu
Powietrze w podziemnych tunelach i stacjach kolejowych wznosząc się od powierzchni, pochłania ciepło z wielu różnych źródeł.
Po pierwsze, to pociągi hamujące i przyspieszające podnoszą temperaturę otaczającego ich powietrza.
Uwzględniając ciepło z urządzeń elektronicznych, takich jak światła, sygnalizatory i ciepło od od pasażerów, uzyskać możemy dużo ilość energii potencjalnej. W związku z tym tunele kolejowe wymagają skomplikowanych systemów wentylacji i kontroli temperatury.
Rozwiązanie naukowców z EPFL
Naukowcy z Laboratorium Mechaniki Gleby (LMS) EPFL twierdzą, że udało im się dokładnie obliczyć ilości ciepła w powietrzu w tunelach kolejowych, choć było to trudnym zadaniem. Zespół opracował model, który umożliwia precyzyjne obliczenie współczynnika przenikania ciepła w danym środowisku tunelu. Ta ważna formuła może być zastosowana do opracowania systemów, które wykorzystują dodatkową energię i pompują ją z powrotem na powierzchnię, gdzie mogą być wykorzystywane jako ogrzewanie lub chłodzenie w pobliskich mieszkaniach.
Jak wyglądałby system odzysku ciepła
Koncepcja technologii działa trochę jak gigantyczna lodówka. W ściany tunelu wbudowane są rury z tworzyw sztucznych, które wypełnione są płynem przenoszącym ciepło lub zwykłą wodą. Zimna ciecz jest pompowana przez rury, gdzie jest podgrzewana przez powietrze w tunelu i wypływa na powierzchnię jako gorący płyn. Latem możliwe jest odwrócenie systemu, tak aby działał jako klimatyzacja. Ciepło można odprowadzać z domów i rozpraszać w ziemi, co prowadzi do naturalnej stabilizacji temperatury.
Zespół twierdzi, że system byłby stosunkowo tani i energooszczędny w instalacji jego żywotność mogłaby sięgnąć nawet do 100 lat. Pompy ciepła są najbardziej wrażliwym elementem układu, który należałoby wymieniać co 25 lat.
Analiza na przykładzie linii w Lozannie
Naukowcy dokonali analizy na przykładzie obecnie rozwijanej linii w Lozannie w Szwajcarii i obliczyli potencjalne korzyści dla miasta. Badania pokazały, że ulokowanie systemu odzysku ciepła na obszarze stanowiącym 50-60 procent planowanej trasy lub na powierzchni 60 000 m2 tunelu, pokryłoby potrzeby grzewcze odpowiadające 1500 standardowym apartamentom o powierzchni 80 m2. Jest to alternatywa dla ogrzewania gazowego, co pozwoliłoby na obniżenie emisji CO2 dla Lozanny o dwa miliony ton rocznie.
Inne próby wykorzystania energii z metra
To nie jedyna próba wykorzystania energii odpadowej z metra. Kilka lat temu firma Transport for London przetestowała system hamowania regeneracyjnego dla pociągów w londyńskiej stacji metra, który przekazywał energię z powrotem do sieci.
Wokół nas jest bardzo dużo energii do zagospodarowania! To tylko kwestia znalezienia sposobów na jej wykorzystanie!
Na podstawie: newatlas.com