سیستم بازیابی حرارت دانشگاه استنفورد

در دانشگاه استنفورد کالیفرنیا معمولا پژوهشگران برنده جایزه نوبل خبرساز می‌شوند. اما با راه‌اندازی سیستم انرژی تجدید پذیر جدید، سیستم گرمایش و سرمایش دانشگاه سرتیتر اخبار برخی از رسانه‌ها شده است. با استفاده از سیستم بازیابی حرارت منحصر به فرد و تولید بخش زیادی از انرژی با استفاده از خورشید، این دانشگاه تاسیسات خود را سبزتر کرده است و 68 درصد از انتشار گاز گلخانه ای و 65 درصد از مصرف سوخت فسیلی خود را کاهش داده است.

محوطه دانشگاهی استنفورد بیشتر مانند شهر کوچک است. این دانشگاه مساحتی بالغ بر 32 کیلومتر مربع و 1000 ساختمان با مساحت کل 1.39 میلیون متر مربع دارد و میزان نشر گاز CO2 آن در سال برابر با 150 هزار تن می‌باشد.

سیستم جدید جایگزین سیستم تولید همزمان گرما و حرارت شده است که در سال 1987 راه‌اندازی شده و در زمان خود بسیار نوآورانه بود. سیستم قدیمی ساختمان‌ها را از طریق شبکه‌ای از لوله‌های بخار زیرزمینی گرم و با لوله‌های آب سرد، خنک می‌کرد. ساختمان‌ها معمولا با توجه به دمای مورد نیاز به طور همزمان به گرمایش و سرمایش نیاز داشتند به عنوان مثال اتاق‌های کامپوتر و آزمایشگاه‌ها  نیاز به سرمایش  ودر مقابل کلاس‌های درس و دفاتر اداری نیاز به گرمایش داشتند.

جو استگنر مدیر اجرایی دفتر مدیریت انرژی دانشگاه می‌گوید: " اساسا اگر به مسئله تهویه مطبوع به جای سرما دادن به گرفتن حرارت فکر کنیم، همه چیز روشن می‌شود."

پس از اینکه بخار سیکل خود را به پایان می‌رساند به شکل آب داغ به نیروگاه باز می‌گشت که به آن کندانس می‌گویند. این اتفاق همزمان با بازگشت آب سرد که حرارت از دست رفته را از ساختمان‌ها جمع‌آوری کرده، رخ می‌داد. در این زمان حرارت اضافی از طریق برج‌های خنک کننده به اتمسفر فرستاده می‌شد.

اما رشد محوطه دانشگاه این سیستم را به حداکثر توان خود رساند و خرابی‌های متوالی دانشگاه را مجبور به خرید سیستم انرژی نسبتا گرانی از شبکه برق کرد. در همین زمان مهندسان نیروگاه متوجه شدند که در 75 درصد موارد حرارتی که از طریق سیکل آب سرد محوطه دانشگاه جمع می‌شود برابر با انرژی است که سیستم بخار دانشگاه دریافت می‌کند. پس از این یافته ایده سیستم بازیابی حرارت متولد شد.

به عنوان بخشی از سیستم جدید که SESI یا ابداع سیستم‌های انرژی استنفورد نامیده می‌شود، حرارتی که پیشتر از سیکل آب سرد به اتمسفر فرستاده می‌شد به وسیله چیلر بازیاب حرارت جذب شده و به سیکل آب داغ منتقل می‌شود. بنابراین دانشگاه استنفورد 22 مایل از لوله کشی آب گرم خود را جایگزین و سیستم بخار 155 ساختمان را بازسازی و به آب گرم متصل کرد.

استگنر می‌گوید: "آنچه SESI انجام می‌دهد استفاده از پمپ حرارتی الکتریکی است تا حرارت تلف شده را از سیستم سرمایش گرفته و آن را برای گرم کردن سیستم گرمایش استفاده کند و در این حالت بازده را افزایش دهد. با استفاده از برق به جای سوخت فسیلی برای راه‌اندازی این سیستم ما می‌توانیم از منابع تجدید پذیر استفاده کنیم و دیگر با سوزاندن گاز هوا را آلوده نکنیم."

این سیستم با نرم افزار ویژه‌ای مدیریت می‌شود و ادعا می‌شود که 70 درصد بازده بیشتری نسبت به نیروگاه تولید همزمان حرارت و برق سابق دارد و از طرفی مشکل سیستم توزیع پیشین یعنی اتلاف حرارت را  ندارد. این سیستم با 25 درصد ظرفیت اضافه ساخته شده است تا جوابگوی نیاز دانشگاه در حال رشد استنفورد تا سال 2050 باشد. از آنجایی که بخار در این سیستم به اتمسفر فرستاده نمی‌شود بنابراین 70 درصد صرفه جویی در مصرف آب نیروگاه صورت گرفته و منجر به صرفه جویی 15 الی 18 درصدی آب در محوطه دانشگاه می‌شود.

جنبه دیگر این طرح که سازگار با محیط زیست است نیروگاه خورشیدی 68 مگاواتی این دانشگاه در مساحتی برابر با 121 هکتار در کالیفرنیا به همراه سلول های خورشیدی روی سقف ساختمان ها به توان 5 مگاوات است که قرار است در آینده نصب شود و بنابراین 53 درصد از الکتریسیته دانشگاه از این طریق تامین خواهد شد.