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善用生活周遭的热能,科学家将地铁隧道废热转变成供暖制冷来源

2024-12-26 209

地铁隧道不可能会有冷气,吸收列车排出的废气以及加速产生的热之后,隧道内其实非常热,随着时间增长,隧道与土层温度也会逐渐增加,因此避免发生危险,都需要装设复杂的通风系统与温度控制系统。现在瑞士科学家已想出方法来善加利用隧道内的热气,将废热摇身一变成邻近上千住户制冷与暖气的来源。

目前台湾的火车与捷运车厢内都有冷气,不需要也不行开窗通风,但其实国外较为老旧的铁路其实是没有冷气的,因为车厢冷气会提高隧道内的热度,进而提升危险性。而铁路隧道内野有非常多的热源,土壤传热、列车行驶的热气与废气、灯光与讯号灯等电子设备的废热皆是。

因此为了将废热排出,通常隧道内通风系统非常复杂,不过处理热气的方法只有排出一途吗?瑞士洛桑理工学院(EPFL)土壤力学实验室(SML)科学家并不这么想,他们想好好利用这些热气,之后精算隧道内的对流热传递(convection heat transfer)系数后,研发出“地热”回收系统。

团队认为该技术有点像是大型冰箱,首先在隧道内壁上拉设许多装满废水等导热液体的管线。在冬天时,透过隧道的热气来加热冷水,最后再将温暖的水输送到附近的住家以供暖,并在夏天时改用废热来制冷。

该团队表示,这项系统相对便宜且节能,预期寿命更长达 50 到 100 年,只要每隔 25 年更换一次热帮补即可。目前研究员也正打算将系统应用在瑞士地铁,与此同时也预估潜在的可行性与利益。

主要研究员兼 SML 科学助理 Margaux Peltier 表示,若将热回收系统铺设在地铁隧道约 50% 到 60% 部分,约占 60,000 平方米,预计能提供 1,500 户约 24 坪公寓的供暖需求,每年更能减少排放 200 万吨二氧化碳。

团队认为,其实生活周遭有许多或多余或被忽视的能源,团队只不过是找到善用它们的方法,就好比先前英国伦敦交通局也善加利用列车的再生致轫系统,将动能转换为电能,最终将电力回收到中央电网中。目前研究已发表在《 Applied Thermal Engineering》。

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(首图来源:Flickr/parhessiastes CC BY-SA 2.0)

2019-07-02 12:13:00

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