Anvendelse av varmegjenvinning i urbane oppvarming

Anvendelsen av varmegjenvinning i regional oppvarming er i hovedsak for å oppnå kaskadeutnyttelse og sirkulær regenerering av energi, og dens kjerneverdi ligger i å bryte det strukturelle misforholdet mellom "energiavfall" og "oppvarmingsbehov". I prosessen med industriell produksjon og bydrift slippes en stor mengde middels og lav temperatur spillvarme direkte ut i miljøet, noe som ikke bare forårsaker energitap, men også kan føre til varmeforurensning. I følge data fra Thermal Power Industry Committee i China Energy Conservation Association er den årlige utvinnbare restvarmen i den nasjonale industrisektoren omtrent 1,08 milliarder tonn standard kullekvivalenter, hvorav det økonomisk mulige utvinningspotensialet er omtrent 320 millioner tonn standardkull, tilsvarende 47 % av det totale energiforbruket til urban sentralisert varmekilde i 2023. Sammenlignet med tradisjonelle oppvarmingsmoduser er varmegjenvinningsoppvarming ikke avhengig av forbruket av nye fossile brensler. Den kan bare fange, rense og transportere ledig spillvarme gjennom teknologiske midler for å møte oppvarmingsbehovene til innbyggere, kommersielle og offentlige bygninger i regionen, og oppnå de doble målene "energisparing og karbonreduksjon" og "sikkerhet for levebrød".

For tiden har bruken av varmegjenvinningsteknologi i regional oppvarming dannet diversifiserte scenarier, som dekker flere felt som industriell spillvarme og urban spillvarme, og tilpasser seg oppvarmingsbehovene og ressursbeholdningen til forskjellige regioner. Industriell spillvarmegjenvinning er det mest modne og mest brukte scenariet. Prosessavfallsgass, kjølevann, røykgass og annen spillvarme generert av viktige høyenergiforbrukende industrier som stål, sement, kjemikalier og elektrisitet kan kobles direkte til det regionale varmenettet etter målrettet teknisk behandling. For eksempel bruker «Chatting Heat into Jinan»-prosjektet i Shandong-provinsen industriell spillvarme fra Liaocheng Xinfa Groups kraftverk som varmekilde, og overfører varmeenergi til Jinan gjennom et mer enn 100 kilometer langt varmerørledningsnettverk. Etter å ha nådd full kapasitet, kan den møte oppvarmingsbehovet på rundt 100 millioner kvadratmeter i Jinan City. Hver fyringssesong kan erstatte rundt 1,299 millioner tonn standard kull, redusere karbondioksidutslippene med rundt 3,56 millioner tonn, tilsvarende å legge til fire nye Saihanba skogsgårder for karbonbinding på ett år, og bli et referanseprosjekt for tverrregional industriell spillvarmeoppvarming.

Gjenvinning av byavfallsvarme gir en innovativ vei for oppvarming i tett befolkede byområder, og dekker nye varmekilder som spillvarme fra avfallsforbrenning, spillvarme fra datasenter og spillvarme fra renseanlegg. Tianjin Dongli District tar innovativt i bruk den termiske energikaskadeutnyttelsesteknologien for å konvertere middels og lav temperatur spillvarme generert av søppelforbrenning til varmekilder. Gjennom en tre-trinns varmeutvinningsprosess omdannes spillvarmen til 80 graders oppvarmet varmtvann, som transporteres til Dabizhuang varmestasjon gjennom en 12 kilometer lang varmerørledning, som dekker et oppvarmingsområde på 3 millioner kvadratmeter. Dette utnytter ikke bare spillvarmen som genereres av den daglige behandlingen av 1900 tonn husholdningsavfall ved søppelforbrenningsanlegget fullt ut, men halverer også oppvarmingskostnadene direkte. Én oppvarmingssesong sparer ca. 34 millioner yuan i subsidier til myndighetene, og oppnår en vinn{10}vinn-situasjon med økologiske og økonomiske fordeler. I tillegg bruker et datasenter i Yizhuang, Beijing, et varmepumpesystem for å gjenvinne spillvarme og gi vintervarme til 120 000 kvadratmeter av omkringliggende boligområder. Den årlige varmegjenvinningen når 150 000 GJ, noe som reduserer karbonutslippene med ca. 4200 tonn, noe som viser det enorme potensialet for spillvarmeutnyttelse i urban ny infrastruktur.

Teknologisk innovasjon er kjernestøtten for å styrke regional oppvarming med varmegjenvinning. Etter år med utvikling har et modent teknologisystem blitt dannet for å tilpasse seg ulike typer spillvarme, hovedsakelig inkludert varmepumpeteknologi, absorpsjonsvarmeveksling, organisk Rankine-syklus (ORC) og høy-temperaturvanndampkonverteringssystem. Blant dem er varmepumpeteknologi egnet for gjenvinning og utnyttelse av lav-avfallsvarme (under 100 grader). Ved å forbruke en liten mengde elektrisitet kan lav-spillvarme heves til en temperatur som kan dekke oppvarmingsbehovet, med et energieffektivitetsforhold på 3-4 eller mer. Den er mye brukt i{10}}lavtemperaturscenarier for spillvarme som datasentre og kloakkrenseanlegg; Absorpsjonsvarmeveksler- og høytemperatur-vanndampkonverteringssystemet er egnet for middels til høy temperatur spillvarme (over 100 grader), som direkte kan konvertere høytemperaturspillvarme fra industriell produksjon til oppvarmingsenergi uten ytterligere varmebehandling, noe som reduserer energitapet. Samtidig forbedrer integreringen av intelligent teknologi stabiliteten og effektiviteten til varmegjenvinningssystemer. Basert på AI-algoritmer kan varmebelastningsprediksjonen og det dynamiske kontrollsystemet justere oppvarmingsmengden i sanntid i henhold til utetemperatur og brukerbehov, og unngå energisløsing. Anvendelsen av nye termiske lagringsmaterialer for faseskift løser effektivt smertepunktet ved ustabil spillvarmeforsyning og sikrer kontinuitet i oppvarmingen.