To brzmi jak idealny lifehack. Kto nie chciałby zapłacić zero dolarów za chłodzenie? Koncepcja na papierze jest prosta. Kopiesz dół. Wykładasz go termoizolacją. Na dnie kładziesz miedziane rurki. Z tego dołu pompujesz schłodzoną wodę przez standardowy wewnętrzny grzejnik. Całą ciężką pracę wykonuje malutka pompka. Brak kompresora. Bez freonu. Tylko cyrkulacja zimnej wody.
Matematyka zdaje się potwierdzać to marzenie. Ale tylko dopóki nie spojrzysz na ogromną ilość wymaganej fizyki.
Prawdziwy koszt fizyki
Przyjrzyjmy się liczbom dotyczącym typowego domu na przedmieściach. Zakładamy zastosowanie standardowego systemu o udźwigu 5 ton. To 60 000 brytyjskich jednostek cieplnych (BTU) na godzinę. Używasz go 12 godzin dziennie. Robisz to przez trzy miesiące w środku lata.
Całkowite zapotrzebowanie na energię wynosi 64,8 mln BTU.
Nawet przy optymistycznych założeniach tracisz połowę tego zimna na skutek topnienia i nieefektywności. Trzeba wygenerować i przechowywać około 130 milionów BTU mocy chłodniczej.
W tym miejscu etykieta „bezpłatnego” zaczyna się załamywać. Woda pochłania ciepło podczas topnienia. Jeden gram lodu o temperaturze zamarzania wymaga 80 kalorii, aby zamienić się w wodę w stanie ciekłym. Ponieważ na BTU przypada 252 kalorie, potrzeba 3,15 grama topniejącego lodu, aby pochłonąć tylko jedną jednostkę energii cieplnej.
Wykonaj mnożenie.
130 milionów BTU pomnożone przez 3,15 grama równa się 409,5 miliona gramów lodu.
To 410 000 litrów lodu. Lub 410 000 kilogramów. To 902 000 funtów stałej, zamarzniętej wody.
Skala wykopalisk
Wyobraź sobie sześcian. Każdy bok ma 740 centymetrów. To jest 24,26 stopy.
Potrzebujesz dziury o szerokości około 24 stóp, głębokości 24 stóp i długości 24 stóp. Zasadniczo jest to dziura wielkości małego domu. Trzeba go wykopać, starannie zaizolować ściany, aby spowolnić topnienie, a następnie wypełnić go zimą prawie milionem funtów lodu.
Jeżeli Ci się to uda, możesz bezpłatnie schłodzić swój dom. Energia elektryczna zużywana przez ten klimatyzator kosztuje około 1500 dolarów w okresie letnim. Oszczędzasz więc 1500 dolarów.
Spędzasz miesiące kopiąc ogromną dziurę. Spędzasz noce, ładując do niego lód, gdy na zewnątrz jest mróz. Modlicie się, aby izolacja trwała. Masz nadzieję, że pompa nie ulegnie awarii.
Czy warto zaoszczędzić 1500 dolarów, zamieniając swoje podwórko w zimowe lodowisko? Większość właścicieli domów woli po prostu zapłacić rachunek za prąd. Pozostaje jednak pytanie: jak inaczej przechowywać tak dużo chłodu bez przenoszenia miliona funtów lodu?
