斯圖加特示範隧道取暖項目
2008年7月17日眾所周知,即使在寒風凜冽的冬天,地下室一般也不會結冰;而在酷暑難當的夏天,地下室依然涼爽宜人。因此,人們習慣把葡萄酒、蔬菜等儲藏在地下室。而在地下更深的地方,比如說在地下隧道裡,其氣溫常年保持在9到19攝氏度之間,至少在德國是這樣的。那麼是誰先想到利用隧道熱能的呢,現在已無從考證。或許,德國斯圖加特的研究人員是受到瑞士穿山隧道的啟發。瑞士地處阿爾卑斯山區,隧道很多,都是穿山而過,所以山上土壤中的積水往往會滲透到隧道,必須予以排除。因為這些水含有一定的熱量,所以人們也順便加以利用,其實等於是廢物利用。
斯圖加特大學建築用能研究所的施密特(Michael Schmidt)教授介紹說: "由於隧道上面的山有時很高,所以積水量有時很大,人們必須得把它收集起來、然後排出隧道系統。因為這些水在此之前穿過山上的土壤或岩石,吸收了地熱,所以想辦法利用這些熱量當然是順理成章的了。"
也就是說,隧道下水的余熱,不用白不用。斯圖加特的地鐵隧道離地面沒那麼深,因此沒什麼水可積,但熱量還是有的。施密特說: "隧道裡的空氣就會吸收周圍的地熱,我們就是想利用隧道空氣中的這些熱量。我們之所以有這個想法,是因為開發地熱能的傳統方法都需要打鑽深井,費用非常高。我們就想,怎麼能以更低的成本開發地熱能呢?因此就想到了地下隧道。"
因為地下隧道一般來說並不很深,地熱資源不算豐富,所以必須使用也能在較低溫度下採集熱能的特殊熱泵。這種熱泵市場上已有。施密特介紹說: "有些節能建築冬天利用熱泵採集外面空氣中的熱能進行取暖,情況和我們的一樣。冬天外面的氣溫雖然不高,但也含有熱量,只要熱泵合適就行。我們想用的是同樣的方法。"
德國的夏天原來可謂宜人,室內並不需要空調,但近年來一是由於全球氣候變暖,二是因為房屋保暖性能提高,三是室內電器越來越多,使得許多建築夏天也得製冷。那麼隧道也可為此派上用場。施密特說: "同一個地熱源,比如說地下隧道,用來采暖和用來製冷的考慮角度不一樣,但卻是完全可行的:利用隧道的溫度,給建築物製冷。"
開發地熱的方法,一般都是往地下深深地埋一根U形水管,一頭注入冷水,冷水在地下吸收地熱,水溫升高,從另一頭流出。但安裝在隧道壁上的吸熱裝置看上去則要複雜一些,是呈蛇形的細長管道,有點兒像太陽能熱水器。施密特繼續介紹說: "我們的設想是根據季節不同,利用隧道壁對管道系統中的水升溫或者降溫,以便用來采暖或製冷。"
一箭雙雕,經濟效益當然也就大大提高。由於熱量很容易散失,輸送距離長了就得對輸熱管道採取複雜的保暖措施,因此,野外的鐵路隧道就不適合利用。施密特說: "鑑於隧道采熱的特點,所以,這種技術主要適合應用在市區,比如說地鐵隧道,最理想的情況是直接給隧道上面的建築供熱供冷,這樣就不用鋪設太長的管道。"
或許,公共運輸公司將來可以擴大業務,成為熱能和冷氣供應商,至少可以提供給現有建築。對新建建築,人們可以在打地基的時候順手安裝吸熱裝置,有助於日後大量節能,由此減少開支。首批這樣的建築德國已落成幾棟,實際表明完全可以達到節能省錢的目的。
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