善用生活周遭的熱能,科學家將地鐵隧道廢熱轉變成供暖製冷來源

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 01 日 14:16 | 分類 能源科技 follow us in feedly


地鐵隧道不可能會有冷氣,吸收列車排出的廢氣以及加速產生的熱之後,隧道內其實非常熱,隨著時間增長,隧道與土層溫度也會逐漸增加,因此避免發生危險,都需要裝設複雜的通風系統與溫度控制系統。現在瑞士科學家已想出方法來善加利用隧道內的熱氣,將廢熱搖身一變成鄰近上千住戶製冷與暖氣的來源。

目前台灣的火車與捷運車廂內都有冷氣,不需要也不行開窗通風,但其實國外較為老舊的鐵路其實是沒有冷氣的,因為車廂冷氣會提高隧道內的熱度,進而提升危險性。而鐵路隧道內野有非常多的熱源,土壤傳熱、列車行駛的熱氣與廢氣、燈光與訊號燈等電子設備的廢熱皆是。

因此為了將廢熱排出,通常隧道內通風系統非常複雜,不過處理熱氣的方法只有排出一途嗎?瑞士洛桑理工學院(EPFL)土壤力學實驗室(SML)科學家並不這麼想,他們想好好利用這些熱氣,之後精算隧道內的對流熱傳遞(convection heat transfer)係數後,研發出「地熱」回收系統。

團隊認為該技術有點像是大型冰箱,首先在隧道內壁上拉設許多裝滿廢水等導熱液體的管線。在冬天時,透過隧道的熱氣來加熱冷水,最後再將溫暖的水輸送到附近的住家以供暖,並在夏天時改用廢熱來製冷。

該團隊表示,這項系統相對便宜且節能,預期壽命更長達 50 到 100 年,只要每隔 25 年更換一次熱幫補即可。目前研究員也正打算將系統應用在瑞士地鐵,與此同時也預估潛在的可行性與利益。

主要研究員兼 SML 科學助理 Margaux Peltier 表示,若將熱回收系統鋪設在地鐵隧道約 50% 到 60% 部分,約占 60,000 平方公尺,預計能提供 1,500 戶約 24 坪公寓的供暖需求,每年更能減少排放 200 萬噸二氧化碳。

團隊認為,其實生活周遭有許多或多餘或被忽視的能源,團隊只不過是找到善用它們的方法,就好比先前英國倫敦交通局也善加利用列車的再生致軔系統,將動能轉換為電能,最終將電力回收到中央電網中。目前研究已發表在《 Applied Thermal Engineering》。

(首圖來源:Flickr/parhessiastes CC BY-SA 2.0)