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