Це звучить як ідеальний лайфхак. Хто б не схотів платити нуль доларів за охолодження? Концепція на папері є простою. Ви копаєте яму. Ви викладаєте її теплоізоляцією. Ви укладаєте мідні трубки на дно. Ви прокачуєте охолоджену воду із цієї ями через стандартний внутрішній радіатор. Крихітний насос виконує всю важку роботу. Без компресора. Без фреону. Просто циркулююча холодна вода.
Математика, здається, підтримує цю мрію. Але тільки до тих пір, поки ви не подивіться на величезний обсяг фізики, який для цього потрібний.
Реальна вартість фізики
Погляньмо на цифри для типового заміського будинку. Ми припускаємо використання стандартної системи потужністю 5 тонн. Це 60 000 британських теплових одиниць (BTU) за годину. Ви експлуатуєте її 12 годин на день. Ви робите це протягом трьох місяців у розпал літа.
Загальний попит на енергію становить 64,8 мільйонів BTU.
Навіть із оптимістичними припущеннями ви втрачаєте половину цього холоду через танення та неефективність. Вам потрібно генерувати та зберігати близько 130 мільйонів BTU охолоджувальної потужності.
Саме тут починає руйнуватися ярлик «безкоштовно». Вода поглинає тепло під час танення. Один грам льоду за температури замерзання вимагає 80 калорій, щоб перетворитися на рідку воду. Оскільки в одній BTU міститься 252 калорії, вам потрібно 3,15 грама льоду, що тане, щоб поглинути всього одну одиницю теплової енергії.
Зробіть множення.
130 мільйонів BTU, помножені на 3,15 грами, дають 409,5 мільйонів грамів льоду.
Це 410 тисяч літрів льоду. Або 410 тисяч кілограмів. Це 902 тисячі фунтів твердої замороженої води.
Масштаб розкопок
Уявіть куб. Кожна сторона вимірюється 740 см. Це 24,26 фути.
Вам потрібна яма розміром приблизно 24 фути завширшки, 24 фути завглибшки і 24 фути завдовжки. Це насправді яма розміром з невеликий будинок. Вам потрібно вирити її, ретельно утеплити стіни, щоб уповільнити танення, а потім заповнити її майже мільйоном льоду взимку.
Якщо вам це вдасться, ви зможете безкоштовно охолоджувати свій будинок. Електрика, яку ви використовували б для цього кондиціонера, коштує близько 1 500 доларів протягом літа. Таким чином, ви заощаджуєте 1 500 доларів.
Ви витрачаєте місяці на риття гігантської ями. Ви витрачаєте ночі на завантаження льоду в неї, коли на вулиці мороз. Ви молитеся, щоби ізоляція витримала. Ви сподіваєтеся, що насос не вийде з ладу.
Чи коштує економія 1 500 доларів перетворювати ваше подвір’я на зимову ковзанку? Більшість домовласників воліли б просто сплатити рахунок за електрику. Але питання залишається: як ще ви зберігатимете стільки холоду, не переміщуючи мільйон фунтів льоду?
