Giải pháp sưởi ấm độc đáo


Hàng trăm ngàn người vẫn đi qua nhà ga trung tâm Stockholm (thủ đô của Thụy Điển) mỗi ngày mà không để ý thân nhiệt của họ đang được khai thác cho một mục đích tốt đẹp.

Nhà ga trung tâm Stockholm tại Thụy Điển. Ảnh: Flickr.
Nhà ga trung tâm Stockholm tại Thụy Điển. Ảnh: Flickr.

Không giống các cỗ máy trong bộ phim Ma Trận (The Matrix) tìm cách biến con người thành nô lệ và hút năng lượng khỏi cơ thể họ bằng dây cáp, hành khách tại ga Stockholm không bị bất cứ thứ gì ràng buộc và được thoải mái đi lại. Trên thực tế, càng di chuyển thì họ lại tạo ra càng nhiều năng lượng.

Nhà ga trung tâm tại những thành phố lớn như Stockholm là nơi mà hầu hết mọi người đều tất bật. Họ thường bước đi vội vã trên sàn đá cẩm thạch, một tay kéo hành lý, tay kia cầm cốc cafe cùng tờ báo nhét trong túi áo blouse. Ngoài ra còn có rất nhiều cửa hiệu, tiệm ăn, … tập trung tại khu vực này. Tất cả các hoạt động như vậy đều sinh ra một lượng nhiệt vô cùng lớn, giúp làm ấm bầu không khí ngay cả trong những ngày đông lạnh lẽo. Vài năm trước, các kỹ sư của Jernhusen – một công ty bất động sản tại Thụy Điển – đã tìm ra cách khai thác nguồn năng lượng dư thừa này để sưởi ấm một tòa nhà khác trong cùng khu phức hợp.

Đây thực ra không phải là ý tưởng quá mới. Phần lớn những chốn đông đúc như trung tâm mua sắm, rạp chiếu phim, … tại các xứ lạnh đều tính đến giải pháp như vậy, nhất là vào mùa đông, để cắt giảm chi phí năng lượng. Nhưng điểm nhấn của hệ thống tại nhà ga Stockholm là lượng nhiệt dư thừa ấy được chuyển sang một tòa nhà khác. “Ở đây, chúng tôi muốn khai thác công nghệ cũ theo cách hoàn toàn mới”, Klas Johnasson, thành viên nhóm phát triển giải pháp và là người đứng đầu bộ phận môi trường của Jernhusen, cho biết.

Ga Rambuteau Métro ở Paris. Ảnh: Wikimedia.
Ga Rambuteau Métro ở Paris. Ảnh: Wikimedia.

Cụ thể, các kỹ sư đã lắp đặt một loạt bộ trao đổi nhiệt bên trong hệ thống thông gió của nhà ga Stockholm để hấp thu nhiệt lượng dư thừa từ cơ thể người qua lại, và sử dụng nó để làm ấm nước trong các bể ngầm. Sau đó, nước sẽ được bơm qua đường ống tới tòa nhà văn phòng Kungbrohuset cao 13 tầng, nằm cách đó khoảng 100 mét, và đi vào hệ thống sưởi trung tâm. Theo tính toán, giải pháp này không những thân thiện với môi trường mà còn giúp tiết kiệm đến 25% chi phí sưởi ấm cho tòa nhà. Thứ nữa, việc lắp đặt hệ thống sẽ không quá phức tạp và tốn kém với chi phí cho máy bơm, đường ống, … vào khoảng 200,000 kronor (tiền Thụy Điển, tương đương 31.200 USD). “Nếu so sánh với khoản tiền hàng trăm triệu kronor để xây dựng tòa nhà thì chi phí trên thật sự không đáng kể,” Karl Sundholm – đại diện của Jernhusen – nhận định.

Đây là công nghệ đặc biệt phù hợp với những quốc gia như Thụy Điển, nơi có mùa đông hết sức khắc nghiệt cùng giá thành năng lượng cao. Trong khi đó, các nước như Mỹ có thể sẽ không nhận thấy lợi ích về mặt tài chính khi đầu tư cho vật liệu cách nhiệt, đường ống, máy bơm, … bên cạnh những hạn chế khác, chẳng hạn các tòa nhà không được cách nhau quá xa làm thất thoát nhiều nhiệt trong quá trình truyền.

Hệ thống cống nước thải tại Oslo, NaUy. Ảnh: KlimaOslo.
Hệ thống cống nước thải tại Oslo, NaUy. Ảnh: KlimaOslo.

Người dân Thụy Điển thường xuyên phải tìm kiếm các giải pháp sáng tạo, đôi lúc có phần hơi rùng rợn, để sưởi ấm các công trình dân sinh. Lấy ví dụ nhiều năm trước, có thành phố thậm chí đã đốt xác những con thỏ chết trong công viên thay vì than đá hoặc khí đốt thông thường để tạo ra năng lượng. Mặc dù vậy, hệ thống sưởi ấm tại ga trung tâm Stockholm cũng không phải là dự án duy nhất thuộc dạng này trên toàn thế giới. Ga tàu điện ngầm Rambuteau Métro ở Paris đã có một hệ thống tương tự hoạt động suốt gần một thập kỷ; nó hấp thu thân nhiệt của hành khách bên dưới lòng đất và trên các toa tàu để sưởi ấm một tòa chung cư. Hay tại thủ đô Oslo của NaUy, nguồn nhiệt lãng phí từ hệ thống cống nước thải cũng được tận dụng để sưởi ấm nhà dân. Ngoài ra, rất nhiều dự án tương tự khác cũng đang được triển khai ở Phần Lan, Áo, Hoa Kỳ, … Đó là những nỗ lực cần được khuyến khích nhằm góp phần cắt giảm lượng khí thải nhà kính để chữa lành cho hành tinh và đảm bảo tương lai của chính nhân loại. Các nhà khoa học tại Swiss Federal Laboratories (Thụy Sĩ) chuyên về công nghệ vật liệu đã phát triển thành công một giải pháp, cho phép lưu trữ nhiệt lượng gần như vô hạn, sử dụng Natri Hidroxit (NaOH) tức dung dịch kiềm, để lưu trữ nhiệt. Về mặt lý thuyết, khi tiếp xúc với nước, NaOH sẽ phản ứng và tỏa nhiệt mạnh; dưới ánh nắng mặt trờ, nước bị bốc hơi, làm khô dung dịch kiềm và phản ứng được lập lại; NaOH ở thể rắn rất bền, đồng nghĩa với việc nó có thể được lưu giữ trong tủ nhiều tháng liền, thậm chí nhiều năm, miễn là không để tiếp xúc với nước. Tuy nhiên, việc áp dụng nguyên lý này trong thực tế lại không hề đơn giản như vậy. Các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ hướng tới tối ưu hóa quá trình đông đặc NaOH nhằm giảm thiểu hiện tượng thất thoát nhiệt, kéo dài thời gian lưu trữ vật liệu và giúp nhiệt được phân tán hiệu quả vào hệ thống sưởi ấm của từng ngôi nhà. Mặc dù công nghệ này vẫn còn đang trong giai đoạn thử nghiệm, nhưng nó hứa hẹn sẽ sớm được thương mại hóa. Khi ấy, cái nóng mùa hè lại trở thành nguồn năng lượng sưởi ấm cho ngôi nhà thân yêu của bạn trong mùa đông.

Phương Hiền (Theo Amusing Planet, Times, Phys.org)

Khoahocphattrien

Thank you so much

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s