Tunely metra by se mohly stát základem pro tepelná čerpadla (foto: Honza Groh)

Tunely metra by mohly sloužit jako ideální základ pro ekologické vytápění. O tom se spekuluje už dlouho, ale zatím nikdo nedokázal přesně určit, kolik tepla v metru vlastně vzniká. Vědci ze švýcarského Lausanne nyní přišli s matematickými výpočty, které účinnost využití tepla z tunelů dokáží poměrně přesně určit. A navrhli i důmyslný systém, díky němuž by odpadní teplo z metra mohlo zahřívat nebo ochlazovat tisíce bytů v okolí tras.

K přenosu tepla dochází v železničních tunelech různými způsoby. Například když vlaky brzdí nebo akcelerují, produkují teplo, které zahřívá okolní vzduch. Tento horký vzduch se mísí s jiným vzduchem v tunelu a teplem vyzařujícím ze země. 

Až dosud technici nebyli schopni přesně vypočítat množství tepla, které vzduch v tunelu obsahuje. Vědci v laboratoři půdní mechaniky EPFL tento problém překonali přesným odhadem koeficientu přenosu tepla konvekcí. Tím otevřeli cestu k praktickému využití metra jako obrovského tepelného čerpadla, které může v zimě vytápět a v létě ochlazovat tisíce domácností. Jejich výzkumy byly publikovány v Applied Thermal Engineering

Tento matematický průlom znamená otevření cesty pro další využívání odpadní energie, a to jak z dopravy nebo z průmyslových provozů. Vědecký tým vyzkoušel svůj model na budoucí linii metra M3 v Lausanne, která po dokončení povede mezi vlakovým nádražím a okresem Blécherette na severu města. 

Teplo pro 1500 bytů

“Náš výzkum ukazuje, že instalace systému rekuperace tepla podél 50–60 procent plánované trasy, což je 60 000 metrů čtverečních plochy povrchu tunelu, pokryje potřeby vytápění 1 500 standardních bytů o velikosti 80 metrů čtverečních,” vysvětluje vědecký asistent Margaux Peltier, který se na výzkumu podílel. “Přechod z vytápění na plyn by snížil emise CO2 ve městě o dva miliony tun ročně,” dodává. 

Systém funguje podobně jako lednice, s plastovými trubkami obsahujícími teplonosnou tekutinu, umístěnými v pravidelných intervalech uvnitř betonových stěn tunelu a připojenými k tepelnému čerpadlu. Podle vědců by byl systém levný a energeticky úsporný, měl by mít životnost 50 až 100 let, přičemž výměnu tepelných čerpadel je třeba provádět každých 25 let.

Po dokončení by teplo z tunelu pokrývalo až 80 procent spotřeby tepla místních bytů po celou zimu, přičemž by schodek měl přednostně pocházet z jiných obnovitelných zdrojů. Výhodou systému je, že funguje i v létě, a to jako přírodní klimatizace. “Tunel by fungoval jako vysoce spolehlivý celoroční topný a klimatizační systém,” říká Peltier.