Chúng tôi Giữ Flushing có giá trị năng lượng nhiệt Down The Xả

Mỗi khi bạn xả nước trong nhà vệ sinh hoặc xả nước vào bồn tắm, bạn sẽ mất đi một thứ có giá trị đáng ngạc nhiên: nhiệt.

Ngay từ đầu, phải mất rất nhiều năng lượng để làm ấm nước và một lượng lớn năng lượng này chỉ đơn giản biến mất xuống cống và bị mất trong môi trường. Khoảng 15-30% hóa đơn năng lượng gia đình thông thường đi vào nước nóng. Tái sử dụng nhiệt độ nóng này sẽ là một cách thực sự đơn giản để làm cho cuộc sống của chúng ta bền vững hơn.

Năng lượng có ở khắp mọi nơi trong chu trình nước đô thị. Các tiện ích nước sử dụng nó để sản xuất nước uống và bơm vào vòi của bạn ở nhà. Sau khi sử dụng, nước được xả vào cống và được làm sạch tại các công trình xử lý nước thải. Những hệ thống thoát nước và xử lý nước thải một lần nữa sử dụng năng lượng.

Nước không phải là một nguồn năng lượng khổng lồ - nó thậm chí có thể là một nhà máy năng lượng ròng. Ví dụ, chúng tôi đã có thể sản xuất khí sinh học từ chất thải của mình và sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho xe buýt poo bus trong so nhung cai khac.

Mất nước khoảng mười lần năng lượng để làm nóng nước hơn là bơm xung quanh hoặc xử lý sau khi sử dụng. Và năng lượng đó thường bị lãng phí. Rốt cuộc, nước nóng từ vòi của bạn thường vẫn ấm khi đi xuống cống và do đó nước thải chứa rất nhiều năng lượng nhiệt.


đồ họa đăng ký nội tâm


Tái sử dụng sức nóng này sẽ là một chiến thắng dễ dàng cho môi trường. Nó sẽ làm cho chu trình nước tiết kiệm năng lượng hơn và giảm đáng kể lượng khí thải carbon của chúng ta.

Để thu hồi nhiệt từ nước thải, trước tiên chúng ta cần một Bộ trao đổi nhiệt. Thiết bị này có thể chạy một dòng nước lạnh bên cạnh một dòng ấm hơn, mà không có hai chất lỏng trộn lẫn với nhau. Thay vào đó, nhiệt được chiết xuất từ ​​nước ấm và chuyển sang nước lạnh.

Trong một hệ thống nhà đơn giản, nước lạnh đi vào vòi hoa sen có thể được làm nóng trước với hơi ấm từ vòi hoa sen thải, nhà bếp và nước tắm, có nghĩa là chúng ta có thể sử dụng ít nước ấm hơn để tạo ra một vòi sen thoải mái.

Trong các hệ thống lớn hơn, bộ trao đổi nhiệt có thể được lắp đặt trong hệ thống thoát nước trên đường phố. Trong trường hợp này, dòng lạnh sẽ là môi trường tuần hoàn đưa nhiệt vào bơm nhiệt – một loại tủ lạnh hoạt động ngược. Máy bơm nhiệt này có thể cung cấp nhiệt ở nhiệt độ cao hơn nhiều (khoảng 50?) cho dòng nước thứ ba. Dòng nóng này sau đó có thể được sử dụng trong tòa nhà để sưởi ấm không gian hoặc làm nóng lại nước máy.

Đầu tiên, thật khó để tìm ra cách thu hồi nhiệt hiệu quả như thế nào vì cực kỳ khó thực hiện các phép đo lưu lượng và nhiệt độ trong cống. Các thiết bị nhanh chóng bị tắc nghẽn với chất thải rắn và rác thải sinh hoạt. Nhiệt có sẵn trong cống cũng thay đổi rất nhiều từ ngày này sang ngày khác, hoặc thậm chí từng giờ.

Để khắc phục những khó khăn khi thực hiện các phép đo trực tiếp, chúng tôi đã sử dụng các mô hình máy tính có thể dự đoán lượng nhiệt có sẵn trong mạng lưới cống. Một mô hình, Simdeum, xem xét việc sử dụng nhà vệ sinh, vòi, máy giặt và các thiết bị khác để ước tính lượng nước sẽ chảy vào cống - và độ nóng của nó. Một mô hình khác, Sobek, sẽ tính toán lượng nước chảy qua mạng lưới cống và mực nước trong cống chính. Chúng tôi đã phát triển một mô-đun bổ sung để xác định lượng nhiệt bị mất qua thành ống vào đất xung quanh.

Những mô hình này hoạt động trong thực tế. Khi chúng tôi điều tra việc sử dụng nước của các sinh viên sống trong khuôn viên của Đại học Bath, chúng tôi thấy dự đoán dòng chảy và nhiệt độ của chúng tôi dựa trên các khảo sát khớp với dữ liệu từ các hố ga gần đó.

Nhưng chúng ta chỉ có thể chạm vào sức nóng này một khi chúng ta đã tìm ra cách lưu trữ hoặc đưa nó vào một hệ thống sưởi lớn hơn. Sự thay đổi mạnh mẽ hàng ngày trong sử dụng nước và độ trễ giữa nhu cầu nước nóng, đạt cực đại vào lúc tắm buổi sáng và nguồn cung cấp trong cống có nghĩa là tái sử dụng nhiệt quy mô nhỏ vẫn không thực tế.

Tuy nhiên, tất cả điều này đã có thể ở quy mô lớn hơn. Tính toán mô hình tại thành phố Hà Lan Almere cho thấy sự thu hồi nhiệt từ cống trở nên hấp dẫn khi nước thải được thu thập từ 5,000 trở lên. Bằng chứng thực tế về các hệ thống đang sử dụng có thể được tìm thấy ở Đức, Thụy Sĩ và Scandinavia.Bài viết này được viết với Laura Piccinini như một phần của dự án Master của cô tại EPFL Lausanne.

Giới thiệu về Tác giả

hofman janJan Hofman, Giáo sư Khoa học và Kỹ thuật Nước. Sở thích nghiên cứu cá nhân của ông là quản lý nước bền vững, nguồn gốc, số phận và giảm thiểu các chất gây ô nhiễm mới nổi như hợp chất dược phẩm hoặc hạt nano trong nước, thu hồi năng lượng nhiệt từ nước và nước thải, thu hồi tài nguyên từ nước thải và xử lý nước, và nâng cấp ứng dụng công nghệ nano để xử lý nước.

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên The Conversation

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon