熱網(wǎng)與熱泵：推動清潔能源轉(zhuǎn)型的高效解決方案

熱網(wǎng)與熱泵：推動清潔能源轉(zhuǎn)型的高效解決方案

如今，熱網(wǎng)已成為眾多致力于實(shí)現(xiàn)熱力脫碳的舉措的核心。

隨著擺脫化石燃料成為必然，熱網(wǎng)因其以低碳排放提供經(jīng)濟(jì)高效的熱能的潛力而脫穎而出，實(shí)現(xiàn)了備受追捧的清潔能源轉(zhuǎn)型。

清潔能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)得到主要國際組織和公共機(jī)構(gòu)的支持，包括聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署。而在這個關(guān)鍵時刻，熱網(wǎng)展現(xiàn)出無與倫比的潛力，這一潛力已經(jīng)在世界各地的眾多舉措中得到了成功的嘗試和測試。

什么是熱網(wǎng)？

熱網(wǎng)最全面的定義是采用單一熱源，然后通過管道網(wǎng)絡(luò)將熱量以熱水或蒸汽的形式分配給各個終端用戶的系統(tǒng)。

熱力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍各不相同，從單一建筑內(nèi)的不同住宅，通常稱為可傳遞供暖，到局部建筑群、整個區(qū)域或城市（區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)）。

目前最先進(jìn)的熱網(wǎng)包括： 第四代熱網(wǎng)：集中式、低溫運(yùn)行、利用可再生能源作為熱力來源進(jìn)行創(chuàng)新。 第五代熱網(wǎng)：注重分散化和模塊化設(shè)計，能夠在較低的分布溫度下運(yùn)行，甚至低于第四代，并且借助熱泵集成了加熱和冷卻可能性，以及各種可再生能源。

因此，即使所有熱網(wǎng)都具有“單一熱源”的特性，但具體實(shí)施起來卻是多樣化的，可以滿足不同的需求。

總而言之，當(dāng)某個地區(qū)的供暖需求積累時，熱網(wǎng)可以帶來經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

此外，能夠整合多種供暖方法，包括熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)電廠、城市污水處理廠和地?zé)犭姀S等，使得熱網(wǎng)如今備受關(guān)注。

冷熱管網(wǎng)

雖然上面描述的熱網(wǎng)絡(luò)通常涉及熱量的運(yùn)輸和產(chǎn)生，但“單一熱源”模型也可以應(yīng)用于冷卻。

這就是冷卻網(wǎng)絡(luò)（或區(qū)域冷卻）的作用所在：將冷卻能量以冷凍水的形式從單一來源分配到多個端點(diǎn)的系統(tǒng)?？諝饫鋮s、水冷卻和海冷卻模型是當(dāng)今最有效的區(qū)域冷卻選擇。

此外，熱泵還促進(jìn)了另一種效率的產(chǎn)生：開發(fā)加熱和冷卻相結(jié)合的系統(tǒng)。

熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)

如上所述，熱網(wǎng)可以采用各種形式，以適應(yīng)每個項(xiàng)目的需求。然而，通常存在以下元素：

生產(chǎn)工廠：負(fù)責(zé)生產(chǎn)和供應(yīng)熱水或蒸汽。該工廠可以采用熱泵作為供暖手段，也可以使用各種能源，包括太陽能或地?zé)岬取? 分配管網(wǎng)（DPN）：作為一個閉環(huán)工作，該系統(tǒng)負(fù)責(zé)連接生產(chǎn)工廠和最終用戶，并以熱水的形式輸送能量。 能量轉(zhuǎn)換站(ETS)：確保熱量輸送給終端用戶的室內(nèi)設(shè)備。

熱泵在熱網(wǎng)絡(luò)中的作用

在熱網(wǎng)中，熱泵的主要作用是從自然熱源中提取熱能并將其放大，從而產(chǎn)生熱量。

熱泵因利用免費(fèi)的天然能源，并促進(jìn)熱量循環(huán)而受到歡迎，這樣一來，原本會被浪費(fèi)的能源就被利用于工業(yè)廢水、地下水、空氣或海水等來源。其結(jié)果是產(chǎn)生的熱量可最大限度地減少二氧化碳排放并降低能源成本。

熱泵帶來許多好處： 效率高：每消耗一單位電力，通常就能產(chǎn)生幾單位熱量。這也意味著熱量具有成本效益。 允許熱電化：熱泵使用電力來驅(qū)動其制冷過程。 促進(jìn)可再生能源的集成，包括低品位能源。因此，可顯著減少了二氧化碳的排放，特別是在中低溫網(wǎng)絡(luò)中。

將高效工業(yè)熱泵集成到熱網(wǎng)的方法有多種。從將其改造為現(xiàn)有系統(tǒng)的一部分，到設(shè)計分布式熱泵模型，將熱泵安裝在更靠近使用點(diǎn)的位置。

熱網(wǎng)與熱泵配對的好處

挑戰(zhàn)與解決方案

但其可以提供補(bǔ)充效益，使平衡朝著有利于其方向發(fā)展。

此外，智能控制系統(tǒng)和熱力工程的進(jìn)一步發(fā)展將效率推向了新的境界，挑戰(zhàn)了熱網(wǎng)經(jīng)濟(jì)可行性的觀念。例如，熱能存儲(TES)技術(shù)的采用，可以節(jié)省峰值負(fù)荷并顯著提高效率，從而大幅降低成本。

總而言之，熱網(wǎng)結(jié)合熱泵的能力能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行且可持續(xù)的城市能源轉(zhuǎn)型，這一點(diǎn)已在世界各地的多項(xiàng)舉措中得到證實(shí)。在這種情況下，可以毫不夸張地說，成功的項(xiàng)目很大程度上取決于結(jié)合每個項(xiàng)目的需求、限制和潛力的專家設(shè)計。

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