每當你沖洗馬桶或排水時，你就會失去一些令人驚奇的寶貴東西：熱量。

首先需要大量的能量才能使水變暖，大量的這種能量會在排水管中消失並在環境中消失。 在典型的家庭能源法案的15-30％附近繼續加熱水。 重複使用這種“熱量”將是一種讓我們的生活更具可持續性的簡單方法。

能源在城市水循環中無處不在。 自來水公司用它來生產飲用水並將其泵送到家裡的水龍頭。 使用後，將水排入下水道並在污水處理廠進行淨化。 那些排水和廢水處理再次使用能源。

水不一定是能源的巨大消耗 - 它甚至可能是一個淨能源工廠。 例如，我們已經能夠從廢物中生產沼氣，並用它來為“公共汽車”供電 除其他事項外.

加熱水所需的能量大約是將其泵送或使用後處理的能量的十倍。 而這種能量通常被浪費掉了。 畢竟，從水龍頭流出的熱水通常仍然是溫暖的，因此廢水中含有大量的熱能。

重複使用這種熱量將是一個輕鬆的環境勝利。 它使水循環更節能，並大大減少我們的碳足跡。

為了從廢水中回收熱量，我們首先需要一個 熱交換器。 該裝置可以在較熱的水流旁邊運行冷水流，而不將兩種流體混合在一起。 相反，從溫水中提取熱量並將其轉移到冷水中。

在簡單的家庭系統中，進入淋浴頭的冷水可以通過廢水淋浴，廚房和洗澡水預熱，這意味著我們可以使用較少的溫水來創造舒適的淋浴。

In larger systems, the heat exchanger can be installed in the sewer mains in the street. In this case, the cold stream will be a recirculating medium that brings the heat into a heat pump – a kind of refrigerator working in reverse. This heat pump can deliver the heat at a much higher temperature (around 50?) to a third water stream. This hot stream can then be used in a building for space heating or again hot tapwater.

首先，很難弄清楚熱回收的有效性，因為在下水道內進行流量和溫度測量非常困難。 設備迅速被固體廢物和家庭垃圾堵塞。 下水道中的可用熱量每天，甚至每小時都有很大變化。

為了克服直接測量的困難，我們使用了可以預測下水道網絡中可用熱量的計算機模型。 一個型號， Simdeum，看看廁所，水龍頭，洗衣機和其他設備的使用情況，以估計下水道中的水量是多少 - 以及它會有多熱。 另一個型號， 索貝克，將計算流經下水道網絡的水量和下水道主管道中的水位。 我們開發了一個額外的模塊，可以計算通過管壁進入周圍土壤的熱量損失。

這些模型在實踐中起作用。 當我們調查住在巴斯大學校園的學生用水時，我們發現我們基於調查的流量和溫度預測與附近沙井的數據密切相關。

但是，一旦我們弄清楚如何儲存它或將其餵入更大的加熱系統，我們就只能利用這種熱量。 用水量的日常變化以及早上淋浴時間達到峰值的熱水需求與下水道供水之間的滯後意味著小規模的熱量再利用仍然不切實際。

然而，所有這些已經可以在更大範圍內實現。 荷蘭城市的模型計算 阿爾梅勒 從5,000或更多人那裡收集廢水後，下水道的熱量回收變得很有吸引力。 在德國，瑞士和斯堪的納維亞半島可以找到使用系統的實際證據。本文由Laura Piccinini撰寫，作為她在洛桑洛桑聯邦理工學院碩士項目的一部分。