Het klinkt als de ultieme hack. Wie wil er nu geen nul dollar betalen voor koeling? Het concept is op papier eenvoudig. Je graaft een gat. Je bekleedt het met isolatie. Aan de onderkant wikkel je koperen buizen. Je pompt gekoeld water uit dat gat door een standaard binnenradiator. Een klein pompje doet het zware werk. Geen compressor. Geen freon. Er circuleert gewoon koud water.
De wiskunde lijkt de droom te ondersteunen. Maar alleen totdat je kijkt naar de enorme omvang van de natuurkunde die erbij betrokken is.
De werkelijke kosten van natuurkunde
Laten we eens kijken naar de cijfers voor een typisch huis in een buitenwijk. We gaan uit van een standaard 5-tons systeem. Dat zijn 60.000 Britse thermische eenheden (BTU) per uur. Je draait er twaalf uur per dag mee. Dit doe je drie maanden lang tijdens het hoogtepunt van de zomer.
De totale energievraag bedraagt 64,8 miljoen BTU.
Zelfs met optimistische aannames verlies je de helft van die kou door smelten en inefficiëntie. U moet ongeveer 130 miljoen BTU aan koelvermogen genereren en opslaan.
Dit is waar het ‘gratis’-label begint af te brokkelen. Water absorbeert warmte als het smelt. Het kost 80 calorieën om één gram ijs bij bevriezing in vloeibaar water te veranderen. Omdat er 252 calorieën in een BTU zitten, heb je 3,15 gram smeltend ijs nodig om slechts één eenheid warmte-energie te absorberen.
Voer de vermenigvuldiging uit.
130 miljoen BTU maal 3,15 gram is gelijk aan 409,5 miljoen gram ijs.
Dat is 410.000 liter ijs. Of 410.000 kilogram. Dat is 902.000 pond vast bevroren water.
De schaal van de opgraving
Visualiseer een kubus. Elke zijde meet 740 centimeter. Dat is 24,26 voet.
Je hebt een gat nodig dat ongeveer 24 voet breed, 24 voet diep en 24 voet lang is. Het is eigenlijk een gat ter grootte van een klein huis. Je moet dit uitgraven, de muren zwaar isoleren om het smelten te vertragen, en het dan tijdens de winter vullen met bijna een miljoen kilo ijs.
Als dat lukt, kunt u uw woning gratis koelen. De elektriciteit die u voor die AC-run zou hebben gebruikt, kost in de zomer ongeveer $ 1.500. U bespaart dus $ 1.500.
Je bent maanden bezig met het graven van een gigantisch gat. Je bent nachtenlang bezig met het scheppen van ijs als het buiten vriest. Je bidt dat de isolatie het houdt. Je hoopt dat de pomp niet faalt.
Is het besparen van $ 1.500 de moeite waard om van uw tuin een winterijsbaan te maken? De meeste huiseigenaren betalen liever alleen de elektriciteitsrekening. Maar de vraag blijft: hoe kun je anders zoveel koude opslaan zonder een miljoen kilo ijs te verplaatsen?
