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私たちはすぐに地下鉄トンネルの熱を利用して家を冷やすことができるかもしれません

By Good News Network-2019年7月3日

夏に地下の地下鉄に乗ったことがあれば、恐ろしい暑さと湿気に慣れているでしょう。

ありがたいことに、研究者は現在、さまざまな温度の輸送システムを使用して空調を行い、代わりに家を暖めることができると考えています。

スイス連邦工科大学ローザンヌ(EPFL)の研究者は、鉄道トンネル内の対流熱伝達を正確に定量化しました。新しいモデルを使用して、彼らはローザンヌ市が世界初となる将来のM3地下鉄線を地熱熱回収システムに適合させることでどれだけのエネルギーを節約できるかを推定しました。

熱伝達は、鉄道トンネル内でさまざまな方法で発生します。たとえば、列車がブレーキをかけたり加速したりすると、周囲の空気を温める熱が発生します。その熱い空気は、トンネル内の他の空気と混合し、地面から放射される熱と混合します。

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これまで、エンジニアはトンネル空気に含まれる熱量を正確に計算することができませんでした。 EPFLの土壌力学研究所(LMS)の研究者は、対流熱伝達係数を正確に推定することにより、この問題を克服しています。彼らの調査結果は 応用熱工学。

このブレークスルーは、建築環境にエネルギーを供給することができる、いわゆるエネルギートンネルを含む革新的なアプリケーションへの道を開きます。また、チームはローザンヌの将来のM3地下鉄ラインでモデルをテストしました。これが完成すると、市内の鉄道駅と北のブレシェレット地区の間を乗客が移動します。

「私たちの研究は、計画されたルートの50〜60%、またはトンネル表面積の60,000平方メートルに沿って熱回収システムを取り付けると、約1,500のアパートの暖房ニーズに対応できることを示しています」マスターの研究が記事の基礎を形成しているLMS。

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このシステムはまた、必要なときに家に供給できるように熱を蓄えることを可能にします。 「ガス火力暖房から切り替えると、都市のCO2排出量が年間200万トン削減されます」とペルチェは付け加えます。彼女の計算には、地下鉄駅や都市北部の計画された車両基地で収集された節約は含まれておらず、これもシステムの恩恵を受ける可能性があります。

地下トンネルでは温度が自然に安定するため、過剰な熱または冷気が地表に排出されます。その結果生じる暖かい気流は、多くの場合、地下鉄トンネルの入り口で感じることができます。イノベーションの背後にある考え方は、地面に自然に存在する熱に加えて、この余剰の暖かさを利用することです。

このシステムは冷蔵庫と同じように機能し、コンクリートのトンネル壁の内側に一定の間隔で配置され、ヒートポンプに接続された熱伝達流体または単に水を含むプラスチックパイプを使用します。冬には、冷水がパイプに送り込まれ、表面が熱くなります。夏には反対のことが起こります。研究者によると、このシステムは安価でエネルギー効率が高く、寿命は50年から100年で、25年ごとにヒートポンプを交換するだけです。

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トンネルからの熱は、装備されると冬の間、地元のアパートの暖房需要の最大80%をカバーし、不足分は他の再生可能エネルギー源から来ることが望ましいでしょう。しかし、このような地熱システムをユニークなものにしているのは、夏でも機能するということです。 「トンネルは、一年中信頼性の高い暖房および空調システムのように機能します」とペルティエ氏は言い、暑い時期にローザンヌの家を涼しく保つことに大きな違いがあると付け加えました。このシステムは、街の新しいメタモルフォーゼエコ地区に建設されるアイスリンクセットを冷やすことさえできます。

「この記事は、エネルギートンネルテクノロジーが成熟しており、地区全体の規模で展開できるという事実を強調しています」と、LMSの長であるLyesse Laloui氏は説明します。 「スイス企業が今や主導権を握る準備ができているかどうかはまだ分からない。世界的に見て、これまでにテストセクションで使用されているこのようなシステムしか見ていません。」

研究者は、ローザンヌの公益事業会社、地元の公共交通機関オペレーター、ヴォー州、新しい地下鉄路線に取り組んでいる主要請負業者、およびローザンヌ市に調査結果を提示しました。

EPFLから転載

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