Primjena povrata topline u grijanju gradskih područja
Primjena povrata topline u regionalnom grijanju u osnovi je postizanje kaskadnog iskorištavanja i kružne regeneracije energije, a njezina temeljna vrijednost leži u razbijanju strukturnog nesklada između "gubljenja energije" i "zahtjeva za grijanjem". U procesu industrijske proizvodnje i urbanog rada, velika količina srednje i niskotemperaturne otpadne topline izravno se ispušta u okoliš, što ne samo da uzrokuje gubitak energije, već može dovesti i do toplinskog onečišćenja. Prema podacima Odbora za industriju toplinske energije Kineske udruge za očuvanje energije, godišnja preostala toplina koja se može obnoviti u nacionalnom industrijskom sektoru iznosi oko 1,08 milijardi tona ekvivalenta standardnog ugljena, od čega je ekonomski izvediv potencijal oporabe oko 320 milijuna tona standardnog ugljena, što odgovara 47% ukupne potrošnje energije gradskog centraliziranog grijanja u 2023. To osigurava dovoljno potencijalnih izvora topline za regionalno grijanje. U usporedbi s tradicionalnim načinima grijanja, grijanje s povratom topline ne oslanja se na potrošnju novih fosilnih goriva. Može samo uhvatiti, pročistiti i transportirati neiskorištenu otpadnu toplinu tehnološkim sredstvima kako bi zadovoljila potrebe za grijanjem stanovnika, komercijalnih i javnih zgrada u regiji, postižući dvostruke ciljeve "očuvanja energije i smanjenja ugljika" i "sigurnosti sredstava za život".
Trenutačno je primjena tehnologije povrata topline u regionalnom grijanju stvorila raznolike scenarije, koji pokrivaju višestruka područja kao što su industrijska otpadna toplina i urbana otpadna toplina, te se prilagođavaju potrebama grijanja i resursima različitih regija. Oporaba industrijske otpadne topline najzreliji je i najčešće korišten scenarij. Procesni otpadni plin, rashladna voda, dimni plin i druga otpadna toplina koju stvaraju ključne industrije koje troše veliku energiju kao što su čelična, cementna, kemijska i električna energija mogu se nakon ciljane tehničke obrade izravno spojiti na regionalnu toplinsku mrežu. Na primjer, projekt "Chatting Heat into Jinan" u provinciji Shandong koristi industrijsku otpadnu toplinu iz elektrane Liaocheng Xinfa Group kao izvor topline i prenosi toplinsku energiju u Jinan kroz više od 100 kilometara dugu mrežu cjevovoda za grijanje. Nakon postizanja punog kapaciteta, može zadovoljiti potrebe za grijanjem od oko 100 milijuna četvornih metara u gradu Jinan. Svaka sezona grijanja može zamijeniti oko 1,299 milijuna tona standardnog ugljena, smanjiti emisije ugljičnog dioksida za oko 3,56 milijuna tona, što je jednako dodavanju četiri nova Saihanba šumska gospodarstva za sekvestraciju ugljika u jednoj godini, postajući referentni projekt za međuregionalno grijanje industrijske otpadne topline.
Oporaba otpadne topline iz urbanih sredina pruža inovativan put za grijanje u gusto naseljenim urbanim područjima, pokrivajući nove izvore topline kao što je otpadna toplina spaljivanja otpada, otpadna toplina podatkovnih centara i otpadna toplina otpadnih voda postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Distrikt Tianjin Dongli inovativno usvaja tehnologiju kaskadnog iskorištavanja toplinske energije za pretvaranje otpadne topline srednje i niske temperature koja nastaje spaljivanjem smeća u izvore grijanja. Kroz tro-fazni proces ekstrakcije topline, otpadna toplina pretvara se u toplu vodu za grijanje od 80 stupnjeva, koja se transportira do toplinske stanice Dabizhuang kroz 12 kilometara dugog toplovoda, pokrivajući područje grijanja od 3 milijuna četvornih metara. Ovo ne samo da u potpunosti iskorištava otpadnu toplinu koja se stvara dnevnom preradom 1900 tona kućnog smeća u postrojenju za spaljivanje smeća, već i izravno prepolovljuje troškove grijanja. Jedna sezona grijanja uštedi oko 34 milijuna juana u subvencijama za vladu, postižući dobitnu{10}}situaciju ekoloških i ekonomskih koristi. Osim toga, podatkovni centar u Yizhuangu u Pekingu koristi sustav toplinske pumpe za povrat otpadne topline i osiguravanje zimskog grijanja za 120 000 četvornih metara okolnih stambenih područja. Godišnji povrat topline doseže 150 000 GJ, smanjujući emisije ugljika za oko 4200 tona, pokazujući ogroman potencijal iskorištavanja otpadne topline u novoj urbanoj infrastrukturi.
Tehnološke inovacije temeljna su podrška za osnaživanje regionalnog grijanja s povratom topline. Nakon godina razvoja formiran je zreli tehnološki sustav za prilagodbu različitim vrstama otpadne topline, uglavnom uključujući tehnologiju dizalice topline, apsorpcijsku izmjenu topline, organski Rankineov ciklus (ORC) i visoko{1}}sustav pretvorbe vodene pare. Među njima, tehnologija dizalice topline prikladna je za oporavak i korištenje otpadne topline niske-temperature (ispod 100 stupnjeva). Potrošnjom male količine električne energije otpadna toplina niskog -razreda može se podići na temperaturu koja može zadovoljiti potrebe grijanja, s omjerom energetske učinkovitosti od 3-4 ili više. Široko se koristi u-scenarijama otpadne topline niske temperature kao što su podatkovni centri i postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda; Apsorpcijska izmjena topline i visoko{12}}temperaturni sustav pretvorbe vodene pare prikladan je za srednje do visoke temperature otpadne topline (iznad 100 stupnjeva), koji može izravno pretvoriti visokotemperaturnu otpadnu toplinu iz industrijske proizvodnje u energiju grijanja bez dodatne obrade grijanjem, smanjujući gubitak energije. U isto vrijeme, integracija inteligentne tehnologije dodatno povećava stabilnost i učinkovitost sustava grijanja s povratom topline. Na temelju AI algoritama, sustav predviđanja toplinskog opterećenja i dinamičkog upravljanja može prilagoditi količinu grijanja u stvarnom vremenu prema vanjskoj temperaturi i zahtjevima korisnika, izbjegavajući rasipanje energije. Primjena novih materijala za pohranu topline s promjenom faze učinkovito rješava bolnu točku nestabilne opskrbe otpadnom toplinom i osigurava kontinuitet grijanja.
