În filmul de cult  The Matrix , căldura corporală a oamenilor este absorbită de mașini pentru a fi folosită ca sursă de energie. Deși s-ar putea să nu fie situația ideală în care să ne aflăm, baza ideii – folosirea căldurii pe care o generăm pentru a ne încălzi clădirile – ar putea ajuta la combaterea schimbărilor climatice prin reducerea  utilizării combustibililor fosili.

Ce ne spune știința? Corpul uman emite aproximativ  100 de wați de căldură  în repaus. În timpul exercițiilor fizice, căldura poate depăși cu ușurință  1.000 de wați : energie care ar putea fierbe un litru de apă în șase minute. Pentru comparație, un fierbător de bucătărie standard (3 kW) are nevoie de aproximativ de două minute pentru a încălzi un litru de apă.

De unde vine energia umană? În mare parte din mâncare. Metabolismul intern al organismului   folosește produse ale digestiei, cum ar fi carbohidrații și acizii grași, pentru a produce energia care stimulează contracția musculară. Cu toate acestea,  aproximativ 70-95%  din energia produsă este eliberată sub formă de căldură. Acest lucru arată că corpul uman nu este foarte eficient în a genera energie mecanică din alimente: de fapt, este mai puțin eficient decât un motor pe benzină.

O mare parte din această căldură este îndepărtată din corp prin convecție, radiații infraroșii și  transpirație , care răcește pielea prin evaporare. Acest lucru explică de ce în condiții de căldură și umiditate, nu te simți confortabil – transpirația ta nu se evaporă la fel de ușor în aerul saturat.

Folosind camere cu infraroșu, putem vedea acea căldură cum iese din corpul uman. Aceste camere înfățișează zonele cu căldură crescută (unde se pierde mai multă căldură) ca fiind mai deschise la culoare și zonele mai reci ca mai întunecate – arătându-ne unde se irosește cea mai mare parte a căldurii.

Când oamenii se adună în interior, această căldură începe să se acumuleze. Imaginați-vă un teatru cu o capacitate de 500 de persoane. Presupunând că fiecare persoană produce 100 de wați de energie termică, aceasta înseamnă că vor fi emise 50 kW de căldură în total: echivalentul a 25-30  de ceainice care fierb continuu apă.

Dacă acești oameni sunt activi fizic, de exemplu dansează, împreună ar putea genera 150 kW de căldură sau 3600 kWh în 24 de ore. Gospodăria medie consumă aproximativ  1.000 kWh  de gaz pe lună. Deoarece o centrală medie pe gaz are o putere de aproximativ 30 kW, doar 500 de dansatori ar putea produce energia a cinci centrale pe gaz.

Următoarea întrebare este cum poate fi folosită cel mai bine această căldură umană pentru a încălzi clădirile. De obicei, clădirile folosesc sisteme de ventilație sau de aer condiționat pentru a reduce temperaturile și pentru a îmbunătăți calitatea aerului. Această căldură extrasă este apoi pierdută în mediul exterior, irosind energie. În schimb, căldura mulțimii ar putea fi extrasă prin  schimbătoare de căldură mecanice  – dispozitive care transferă căldura dintr-o zonă în alta.

O opțiune mai flexibilă este utilizarea  pompelor de căldură , care sunt asemănătoare cu sistemele de aer condiționat inversat, adică pompează căldură din exterior sau pământ în interior. Căldura respectivă poate fi stocată și pentru utilizare ulterioară. 

Energia termică în acțiune

Conceptul de sisteme de încălzire corporală este deja o realitate în unele părți ale lumii. În Suedia,  clădirea de birouri Kungsbrohuset  – situată deasupra stației centrale de metrou din Stockholm – este deja  parțial încălzită  de căldura corporală a călătorilor. O pompă de căldură extrage căldură din stație, unde este stocată în apă care este folosită pentru încălzirea birourilor de deasupra.

încălzirea clădirilor
Clădirea de birouri Kungsbrohuset

Între timp, în Mall of America din Minnesota, energia din lumina soarelui și căldura a peste 40 de milioane de vizitatori anuali a  înlocuit  încălzirea centrală pe gaze. Iar sistemul  BODYHEAT  , aflat în prezent în curs de instalare la un centru de artă din Glasgow, folosește pompe de căldură pentru a capta energia termică a clubberilor și a o stoca în puțuri subterane, care vor furniza clădirii căldură și apă caldă.

încălzirea clădirilor
Mall of America

Utilizând acest principiu, putem dezvolta „ clădiri inteligente ” capabile să-și ajusteze încălzirea în funcție de numărul de persoane dintr-o cameră și de creșterea preconizată a temperaturii rezultată. Această soluție simplă poate fi utilizată în multe tipuri de clădiri – chiar și în cele fără pompe de căldură instalate.

Odată cu  creșterea recentă a  prețurilor la energie și impulsul global către atingerea  emisiilor nete  de carbon zero, sistemele ca acestea ar putea oferi o modalitate simplă și revoluționară de a reduce consumul de combustibili fosili și de a reduce facturile la energie.

Primește cele mai noi articole pe mail!

Tiberiu Albu

Niciodată lucrurile nu sunt așa cum par. Încerc să scriu cât mai aproape de adevăr, pentru ca oamenii să vadă cu exactitate lumina din întuneric.

Leave a comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.