Calor residual

El calor residual es un resultado ineludible de la operación de las máquinas que producen trabajo y de otros procesos que utilizan energía, por ejemplo en un refrigerador el calentamiento del aire en el cuarto en el cual se encuentra alojado o en un motor de combustión liberación de calor al medio ambiente.^[1]​ La necesidad de muchos sistemas de liberarse del calor producido como un producto secundario de su funcionamiento es consecuencia directa de los principios de la termodinámica. El calor residual posee una utilidad menor (o en lenguaje termodinámico una menor exergia o una entropía mayor) que la fuente de energía original. Las fuentes de calor residual comprenden todos los tipos de actividades humanas, sistemas naturales y todos los organismos. La liberación del frío innecesario (como en el caso de una bomba de calor) también es una forma de calor residual (ya que el medio posee calor, pero a una temperatura menor que la que se considera caliente).

En vez de ser desaprovechado liberándolo al medio ambiente, a veces el calor (o frío) residual puede ser utilizado total o parcialmente por algún otro proceso que de otra forma sería desaprovechado. También puede ser reutilizado en el mismo proceso si se agrega calor de compensación al sistema (como por ejemplo sucede cuando se utiliza un sistema de ventilación con recuperación de calor en un edificio).

El almacenamiento de energía térmica, que incluye tecnologías tanto para la retención de calor a corto o largo plazo, puede ayudar a aumentar el uso del calor residual. Un ejemplo de esto es el calor residual de las máquinas de aire acondicionado que es almacenado en un tanque para contribuir a la calefacción durante la noche. Otro es el almacenamiento estacional de energía térmica (STES por sus siglas en inglés) en una fundición en Suecia. El calor es almacenado en la roca que rodea un conjunto de perforaciones rodeadas de intercambiadores de calor, y el calor es utilizado para calefaccionar una fábrica adyacente cuando es preciso, aún meses después.^[2]​ Un ejemplo de STES para utilizar calor residual natural es la Comunidad Solar de Drake Landing en Alberta, Canadá, en donde mediante el uso de un conjunto de perforaciones en la roca subterránea para almacenamiento de calor entre estaciones, se logra obtener el 97 por ciento de la energía calefactora anual a partir del uso de recolectores térmicos solares ubicados sobre los techos de los garajes.^[3]​^[4]​ Otro uso de STES es el almacenamiento del frío invernal en forma subterránea, para ser utilizado en verano para aire acondicionado.^[5]​

A nivel biológico, todos los organismos liberan calor como parte de sus procesos metabólicos, y los mismos morirían si la temperatura ambiente fuera tan elevada que no les permitiera liberar el calor.

Se cree que el calor residual antropogénico contribuye al efecto de isla de calor urbana. Las mayores fuentes de calor residual provienen de las máquinas (tales como generadores eléctricos o procesos industriales, tales como los de producción de acero o vidrio) y las pérdidas de calor a través de los contornos de los edificios. El quemado de combustibles para impulsar los medios de transporte es un gran contribuidor a la generación de calor residual.

1. ↑ Waste Heat Recovery Book – Albert P.E. Thumann. 1983. 250 pag. Spon Press. ISBN 0915586649, ISBN 978-0915586646
2. ↑ Andersson, O.; Hägg, M. (2008), "Deliverable 10 - Sweden - Preliminary design of a seasonal heat storage for ITT Flygt, Emmaboda, Sweden" Archivado el 11 de abril de 2020 en Wayback Machine., IGEIA – Integration of geothermal energy into industrial applications, pp. 38–56 and 72–76, retrieved 21 April 2013
3. ↑ Wong, Bill (June 28, 2011), "Drake Landing Solar Community" Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine., IDEA/CDEA District Energy/CHP 2011 Conference, Toronto, pp. 1–30, retrieved 21 April 2013
4. ↑ Wong B., Thornton J. (2013). Integrating Solar & Heat Pumps. Archivado el 10 de junio de 2016 en Wayback Machine. Renewable Heat Workshop.
5. ↑ Paksoy, H.; Stiles, L. (2009), "Aquifer Thermal Energy Cold Storage System at Richard Stockton College" Archivado el 12 de enero de 2014 en Wayback Machine., Effstock 2009 (11th International) - Thermal Energy Storage for Efficiency and Sustainability, Stockholm.