În adâncurile Lacului Ontario, un strat de apă rece în mod natural a devenit o parte neașteptată a infrastructurii urbane din Toronto. În loc să se bazeze în întregime pe sistemele convenționale de aer condiționat pentru răcirea clădirilor din centrul orașului, metropola canadiană folosește temperatura scăzută a lacului ca sursă de energie pentru răcire.
Potrivit unui raport publicat de Daily Commercial News, apa prelevată de la aproximativ 83 de metri sub suprafața lacului era utilizată ca parte a unei rețele de răcire centralizată care deservea clădirile din centrul orașului Toronto, arată Times of India.
Ceea ce a început în urmă cu mai bine de două decenii s-a transformat între timp într-unul dintre cele mai mari sisteme de energie centralizată din America de Nord.
În prezent, rețeaua deservește aproximativ 200 de clădiri și peste 40 de milioane de metri pătrați de proprietăți din centrul orașului, inclusiv birouri, spitale, hoteluri, condominii, instituții de învățământ și centre de date.
Un experiment de răcire început în 2004
Compania Enwave, cu sediul în Toronto, a început să utilizeze sistemul său Deep Lake Water Cooling (DLWC) pentru răcirea clădirilor din centrul orașului.
Raportul explica faptul că sistemul preia apa dintr-un strat permanent rece aflat la aproximativ 83 de metri sub suprafața Lacului Ontario și îl descria, la momentul respectiv, drept cel mai mare sistem de răcire de acest tip din lume bazat pe o sursă regenerabilă de apă din lac.
Inițial, proiectul producea suficientă capacitate de aer condiționat pentru a răci aproximativ 20 de milioane de metri pătrați de spații de birouri.
De asemenea, s-a raportat că sistemul reducea consumul de electricitate cu 75% comparativ cu aerul condiționat tradițional și se estima că ar elimina aproximativ 40.000 de tone de emisii de dioxid de carbon.
Ideea principală din spatele sistemului este că apa aflată pe fundul lacului rămâne suficient de rece pentru a asigura o răcire utilă chiar și în timpul verilor toride din Toronto.
În loc să folosească direct apa lacului în interiorul clădirilor, Enwave utilizează temperatura scăzută a acesteia pentru a transfera energia de răcire către o rețea separată de apă.
Cum răcește apa lacului clădirile
Procesul începe în adâncurile Lacului Ontario, unde apa rece este prelevată prin conducte de captare și trimisă către Island Filtration Plant.
Apa este tratată înainte de a ajunge la John Street Pumping Station, unde schimbătoarele de căldură transferă energia de răcire către sistemul separat de apă răcită al companiei Enwave.
Această diferență este importantă: apa lacului nu circulă efectiv prin sistemele de aer condiționat ale clădirilor.
În schimb, temperatura sa scăzută este folosită pentru a răci o altă buclă de apă. Schimbătoarele de căldură transferă energia de răcire, producând apă răcită care poate fi apoi distribuită prin conducte subterane către clădirile conectate.
Odată ajunsă într-o clădire, apa răcită absoarbe căldura din sistemul de răcire al acesteia.
Apa încălzită se întoarce în sistemul centralizat, unde poate fi răcită din nou și recirculată prin rețea.
Această abordare centralizată înseamnă că fiecare clădire nu trebuie neapărat să opereze propria instalație mare și convențională de răcire.
Enwave afirmă că sistemul oferă o alternativă la turnurile de răcire și echipamentele tradiționale, care pot presupune costuri semnificative de investiție și operare pentru clădirile de mari dimensiuni.
O rețea care continuă să crească
Sistemul s-a extins considerabil de la lansarea sa.
Informațiile actuale furnizate de Enwave pentru Toronto arată că rețeaua de energie centralizată deservește 200 de clădiri și peste 40 de milioane de metri pătrați de proprietăți din centrul orașului.
Rețeaua este susținută de patru centrale interconectate din zona centrală și aproximativ 25 de mile, adică 40 de kilometri, de conducte subterane.
Printre clienți se numără spitale, clădiri de birouri, hoteluri, condominii, instituții și centre de date.
Sistemul Deep Lake Water Cooling rămâne principalul element al rețelei mai largi de energie centralizată.
Unele clădiri au beneficiat, de asemenea, de pe urma sistemului prin eliminarea necesității unei infrastructuri convenționale proprii de răcire.
Potrivit Enwave, Brookfield Place, care include peste 2,6 milioane de metri pătrați de spații de birouri, a eliminat necesitatea unor instalații convenționale de răcire după conectarea la sistem.
Transformarea naturii în infrastructură
Sistemul din Toronto demonstrează modul în care o caracteristică naturală poate deveni parte a infrastructurii energetice a unui oraș.
Apa rece aflată în adâncurile Lacului Ontario oferă o sursă stabilă de energie pentru răcire, în timp ce o rețea centralizată distribuie această capacitate de răcire către sute de clădiri.
Sistemul poate reduce necesarul de producție de energie electrică în perioadele de vârf, comparativ cu cererea care ar fi generată de metodele tradiționale de răcire.
Acest lucru face ca ideea să fie deosebit de relevantă pentru orașele dens populate, unde un număr mare de clădiri poate pune o presiune semnificativă asupra sistemelor electrice în perioadele cu temperaturi ridicate.
La mai bine de 20 de ani de la începutul proiectului inițial, sistemul Deep Lake Water Cooling din Toronto demonstrează modul în care energia centralizată poate depăși soluțiile individuale, concepute separat pentru fiecare clădire.
Prin folosirea condițiilor naturale de temperatură scăzută din adâncurile Lacului Ontario și combinarea acestora cu infrastructura subterană și tehnologia schimbătoarelor de căldură, orașul a transformat apa rece a lacului într-o resursă de răcire la scară largă pentru centrul său urban.
