هفت راه برای بازیافت گرما و کاهش انتشار کربن

13 آوریل 2023 – تألیف امین الحبیبه، گفتگو-آب رودخانه، دریاچه و دریا منابع گرمایی پایدار برای پمپ های حرارتی هستند. اعتبار: امین الحبیبه

بر اساس گزارش آژانس بین المللی انرژی، گرمایش فضا و آب در ساختمان ها حدود 44 درصد از کل انرژی مصرف شده در سطح جهان را تشکیل می دهد. این گرما هنوز هم به میزان قابل توجهی توسط سوزاندن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، و آن را به منبع عظیمی از انتشار کربن در تغییرات آب و هوایی تبدیل می‌کند. اما شاید تعجب کنید که بدانید روزانه چقدر گرما هدر می رود. یافتن راه هایی برای بازیافت آن می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را به شدت کاهش دهد.

یک خودروی استاندارد بنزینی یا دیزلی را در نظر بگیرید. موتور حرکت را فراهم می کند و گرمای اضافی تولید می کند که رادیاتور حذف می کند. این گرما تا حد زیادی هدر می رود، مگر در زمستان که شیشه جلو و مسافران را گرم می کند. ژنراتورهایی که برق را به شبکه تامین می کنند به روشی مشابه کار می کنند – گرمای اضافی آنها می تواند به جای گرمایش ساختمان ها مصرف شود. در انگلستان، موتورهای گازسوز زیادی در حالت آماده به کار هستند تا در صورت نیاز شبکه برق را تامین کنند. من بخشی از تیمی بودم که گرمای یک ژنراتور برق گازی را به یک سیستم گرمایش مرکزی ساختمان مرتبط کرد.

ایده ترکیب گرما و برق چیز جدیدی نیست. در ناتینگهام، انرژی شبکه گرمایش شهری و مقداری برق از زباله سوز تامین می شود. این امر همچنین میزان زباله های ارسالی به محل دفن زباله را کاهش می دهد. اما زمانی که متوجه شدید چقدر گرما وجود دارد و منتظر استفاده مجدد است، مشکل کربن زدایی گرمایش چندان بزرگ به نظر نمی رسد. در اینجا هفت نمونه آورده شده است.

1. مراکز داده

رایانه‌هایی که داده‌ها را پردازش می‌کنند داغ می‌شوند—فقط کف لپ‌تاپ خود را احساس کنید. مراکز داده اتاق هایی پر از رایانه هستند که ممکن است سرورهای فناوری اطلاعات یک ساختمان اداری را در خود جای دهند. گرمای تولید شده توسط آنها معمولاً توسط دستگاه های تهویه مطبوع تشنه انرژی استخراج و تخلیه می شود.

در جاهای دیگر از مراکز داده به عنوان «دیگ های دیجیتال» برای گرم کردن استخرها استفاده شده است. در بسیاری از موارد، آب سرد از طریق لوله‌های بین دو ساختمان عبور می‌کند و به خنک کردن سرورهای مرکز داده کمک می‌کند. سپس آب گرم شده به عقب پمپ می شود تا استخر گرم شود.

2. پیست یخ

باور کنید یا نه، هر پیست یخی که به طور مصنوعی خنک شود، گرمای زیادی تولید می کند. این به دلیل چرخه تبرید است که آبی را که روی آن اسکیت می‌کنید یخ زده نگه می‌دارد. در مورد این فرآیند مانند فریزر خود در خانه فکر کنید. وقتی چیزی را در دمای اتاق در فریزر قرار می‌دهید، مانند سینی آب برای ساخت تکه‌های یخ، گرما برای یخ زدن آب استخراج می‌شود و به بیرون از یخچال پمپ می‌شود. با این اتفاق می توانید احساس کنید که کناره یا پشت فریزر گرمتر می شود.

مشابه مراکز داده، این گرما را می توان با گردش آب و توزیع آن از طریق لوله ها به سایر قسمت های ساختمان یا ساختمان های مجاور جذب کرد.

3. آشپزخانه و حمام

در بیشتر خانه ها، پنکه ها و پنجره ها بخار را از آشپزخانه و حمام خارج می کنند. انواع خاصی از سیستم های تهویه می توانند گرما را از این هوای مرطوب بازیابی کنند و میزان انرژی مورد نیاز برای گرمایش را کاهش دهند. تخمین زده می شود که این امر می تواند بین 23 تا 56 درصد از هزینه یک قبض انرژی را در صورت ترکیب با سایر اقدامات صرفه جویی در انرژی، مانند عایق کاری دیوارها و سقف، صرفه جویی کند.

4. تصفیه خانه های فاضلاب

تصفیه خانه های فاضلاب و آب گرمای زیادی تولید می کنند که از کمپوست کردن مواد آلی در لجن (دمای هوا می تواند به 70 درجه سانتی گراد برسد) تولید می شود. این گرمای اضافی را می توان به طور مستقیم یا از طریق پمپ های حرارتی مورد استفاده مجدد قرار داد.

5. آب رودخانه و دریا

پمپ حرارتی به روشی مشابه یخچال آشپزخانه عمل می کند که در آن گرما از مواد غذایی و نوشیدنی های داخل خارج و از بیرون آزاد می شود. دمای آب رودخانه و دریا بین روزها و فصول کمتر از هوا تغییر می کند و پمپ های حرارتی می توانند از این دمای پایدار آب به عنوان منبع گرمایش در زمستان و خنک کننده در تابستان استفاده کنند. در مورد بطری آب داخل یخچال به عنوان آب رودخانه و گرمای پمپ شده در خارج از یخچال به عنوان منبع گرمایش خانه فکر کنید.

6. معادن ذغال سنگ غرق شده

آب موجود در معادن زغال سنگ راه حل کارآمدتری را ارائه می دهد. دمای زمین خیلی بیشتر از عمق 1 متر تغییر نمی کند. در اعماق بسیار کمتر، دما در واقع افزایش می یابد. معادن زغال‌سنگ متروکه معمولاً با آب ولرم ناشی از باران و سطح آب پر می‌شوند و بریتانیا معادل 400000 استخر شنای المپیک در این معادن ذخیره می‌شود که همگی در دمای نسبتاً پایداری هستند. در زمستان که هوا بسیار سرد است، این آب گرم منبع مناسبی برای گرما است که می تواند از طریق پمپ های حرارتی به ساختمان ها منتقل شود.

7. شما

بدن انسان به طور متوسط در حالت استراحت حدود 100 وات گرما ساطع می کند. هنگام ورزش، این گرما می تواند به 1000 وات برسد: برای جوشاندن یک لیتر آب در شش دقیقه کافی است.

وقتی مردم در داخل خانه جمع می شوند، گرمایی که از خود ساطع می کنند شروع به جمع شدن می کند. از مکان های عمومی شلوغ می توان برای گرم کردن سایر قسمت های همان ساختمان یا ساختمان های مجاور استفاده کرد.