Életképes a távfűtés meleg éghajlaton?
Tanulmányunk összehasonlítja a római fűtési és hűtési megoldásokat, és azt mutatja, hogy a 4GDHC kínálja a legköltséghatékonyabb és legenergiahatékonyabb megközelítést. Fedezze fel, hogyan alakíthatja át az alacsony hőmérsékletű távfűtés a városi energiarendszereket.
Összefoglaló:
A távenergia-rendszerek széles körben elismertek, mint fenntartható és időtálló megoldás a városi fűtési igények kielégítésére hideg éghajlaton. A kérdés azonban továbbra is fennáll, hogy alkalmazhatók-e az épületek fűtését és hűtését egyaránt igénylő éghajlaton. Míg a távenergia-rendszereket hagyományosan fűtési vagy hűtési igények kielégítésére tervezték, a legújabb rendszerkonstrukciók lehetőséget kínálnak a fűtési és hűtési igények integrálására ugyanabba a rendszerbe. Ezeknek a rendszereknek a közös vonása az alacsony üzemi hőmérséklet, amely lehetőséget kínál a végfelhasználók számára, hogy a hálózatot hőforrásként vagy hűtőbordaként használják saját hőszivattyúikhoz. Ezeket a végfelhasználókat általában prosumereknek nevezik, mivel hasznos hőmérsékleti hőmérsékleti hőenergiát is szállíthatnak a távenergia-rendszerbe. Ez a tanulmány összehasonlítja a fűtés és hűtés kiegyenlített költségeit a helyiségfűtés, a helyiséghűtés és a használati melegvíz iránti igény kielégítésére egy környéken az új és régi épületek keverékével Rómában, Olaszországban, alacsony hőmérsékletű távfűtés (4GDHC), ultraalacsony hőmérsékletű távfűtés (5GDHC) és épületszintű fűtési és hűtési megoldások alkalmazása esetén. Az eredmények azt mutatják, hogy a 4GDHC a legversenyképesebb fűtési és hűtési megoldás a vizsgált esetben.
Bevezetés:
A távenergia (DE) a központi alapú hőrendszerek terminológiája. A DE két koncepciót foglal magában: a távfűtést (DH), amely a központilag előállított hőellátást foglalja magában a csatlakoztatott felhasználók fűtési igényeinek kielégítésére, és a távhűtést (DC), amely a DH-val ellentétben egy olyan rendszer, amely a hőt elvonja a csatlakoztatott felhasználóktól és megfelelő központi helyen eldobja. Mind a DH, mind a DC gyökerei az 1880-as évekig nyúlnak vissza, és főbb fejlesztései alapján generációkon át osztályozták őket.
A DH történelmi fejlődését a magas hőmérsékletű gőzrendszertől, az 1. generációs DH-tól az alacsony hőmérsékletű és több hőforrású rendszerig, a 4. generációs DH-ig az [1] ismerteti. A [2] évben meghatároztak egy ultraalacsony hőmérsékletű távfűtési és távhűtési rendszert, amelyet általában 5. generációs távfűtésnek és távhűtésnek (5GDHC) neveznek. Az 5GDHC meghatározó jellemzője, hogy az épületszintű hőszivattyúk a rendszer előremenő hőmérsékletét olyan hőmérsékletre emelik, amely a végfelhasználók fűtési vagy hűtési igényeinek kielégítéséhez szükséges. Más szóval, az alapvető különbség az átmenet a végfelhasználói hőigények kielégítésére közvetlenül hasznos hőmérsékleti szintek használatáról az épületszintű hőszivattyúk hőforrás- és nyelőszolgáltatásává válás felé. A hálózattal való aktív hőcsere miatt a végfelhasználók elvileg segíthetnek az elosztóhálózat hőegyensúlyának fenntartásában, ezért a végfelhasználókat gyakran prosumereknek nevezik [3], [4]. Ehhez azonban a termelő-fogyasztók kifejezés laza meghatározására van szükség, amely általában arra utal, hogy a végfelhasználó saját energiaerőművet üzemeltet saját energiaszükségletének kielégítésére, és többletenergia-termelést szállít az energiahálózatba [5]. Az 5GDHC rendszerben a végfelhasználók a nem hasznos hulladékáramaikat a hálózatba juttatják, pl. nem termelnek aktívan hőenergiát a rendszer számára. A [6] és [7] ügyben azzal érvelnek, hogy az 5GDHC nem kompatibilis a DH generációinak eredeti meghatározásával, egyedi hőtermelő jellege miatt, de ígéretes technológiának kell tekinteni, amelynek megvannak a maga érdemei.
A távhűtés történelmi fejlődését a [8] ismerteti, ahol az 1. generáció egy ipari hűtőrendszer, ezt követi a 2. generáció, amely az elosztóközeget vízre cseréli és méretgazdaságosságot alkalmaz, a 3. generáció, amelyet a hűtési források diverzifikációja határoz meg, és a 4. generáció, amely az egyenáramot az intelligens energiarendszeren belül helyezi el. A DH rendszerekkel ellentétben az egyenáramú rendszereket általában egész évben hűtési igényű nagy épületek kiszolgálására építik, mint például irodaházak, bevásárlóközpontok és épületek, amelyek az éghajlati viszonyok miatti hűtési terhelés mellett hűtési igényt is igényelnek a belső hőnyereség miatt, mint például a szellőzés, a páratartalom szabályozása és az elektronikus berendezések üzemeltetése.
A fosszilis tüzelőanyagokról való átállással a távfűtés (DH) jó helyzetben van ahhoz, hogy a hőigény által uralt régiók városi területeinek vezető hőellátó rendszerévé váljon. A kérdés azonban továbbra is fennáll, hogy a DH mennyire alkalmas az egyes hőszivattyúkhoz képest a földgázalapú fűtés helyettesítésére a fűtési és hűtési igényű régiókban. Az egyedi hőszivattyúk előnye meleg éghajlaton a meglévő gázkazánok szinte egy-egy cseréje, valamint a hajtás energiaellátásának egyszerű áthelyezése a gázhálózatról az elektromos hálózatra. Ezenkívül a hőszivattyú lehetővé teszi a használati melegvíz (HMV), a helyiségfűtés és a hűtési igények kielégítését ugyanazon egység használatával. A fűtési igény egyedi villamosítása azonban kihívásokat jelenthet az elektromos hálózat számára, nevezetesen potenciális hálózati szilárdságnövelést és nagy megújuló energiatermelési kapacitást igényelhet, amely az év nagy részében tétlenül áll az épület hőigényének szezonalitása miatt.