Im Rahmen des „Doppel-Kohlenstoff“-Ziels wandeln sich zentrale Heizsysteme von Kohleheizung zu einem multi-Quellen-multi-Senken-Modell mit Schwerpunkt auf der Nutzung von Abwärme. Das einheitliche Rohrleitungsnetz muss Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher mit sehr großen Temperaturspreizungen integrieren. Die bisherige serielle stufenweise Nutzungsweise basiert auf der Anordnung von Wärmeaustauschstufen in Temperaturstufenfolge, was die flexible Anbindung an komplexe Wärmenetze erschwert. Daher schlägt dieser Artikel das Konzept der Temperaturstufenfreigabe und vier Arten von Netzanschlussarten vor: Die durchschnittliche Temperaturdifferenz ΔT_sh auf Quell- und Senkenseite wird definiert, um den Grad der Unverträglichkeit der Stufen zu quantifizieren, und Abweichungen werden in vier Betriebszustände eingeteilt: unzureichende Heizstufe, überschüssige Heizstufe, unzureichende Entnahmestufe, überschüssige Entnahmestufe. Vier Netzanschlussarten werden jeweils entwickelt: drei obere Heizleitungen, drei untere Heizleitungen, drei untere Entnahmerohre, drei obere Entnahmerohre; die Umverteilung der Temperaturstufen zwischen benachbarten Wärmeaustauschstufen wird durch Hinzufügen von Bypass-Leitungen ermöglicht. Die Feuerakkumulations- und Dispersionsanalyse zeigt, dass das thermodynamische Wesen der Temperaturstufenfreigabe darin besteht, eine große Temperaturdifferenzmischung in eine kleine Temperaturdifferenzmischung umzuwandeln, wodurch Mischverluste strikt verringert werden; am Beispiel eines Absorptionswärmetauschers wird gezeigt, dass die vier Prozesse nur die Ergänzung von Bypass-Leitungen auf Basis vorhandener Anlagen erfordern, ohne neue Gerätetypen einzuführen. Basierend auf der Berechnungsrelation zwischen der Reduktion der Feuerakkumulation-Dispersionsverluste und der gesamten Wärmeaustauschmenge im Zweig wird eine analytische Karte des Einflusses der Temperaturstufenfreigabe auf die Gesamtrücklauftemperatur erstellt. Bei einem Pfad mit großer Temperaturdifferenz und niedriger Rücklauftemperatur trägt die Senkung der Rücklauftemperatur dazu bei, die Temperaturspreizung im Transport und Verteilung zu erhöhen, den erforderlichen Umlaufstrom zu reduzieren und bietet Bedingungen für die Verbesserung der Transport- und Verteilkapazität bestehender Netze sowie für die Erweiterung der Anschlusskapazität von Abwärme; unter typischen Randbedingungen (ein Wärmeaustauschschritt macht 20 % des Gesamtwärmeaustauschs im Zweig aus, ursprüngliche Mischtemperaturdifferenz des Rücklaufs 20 K) kann die Gesamtrücklauftemperatur um bis zu 1,57 K gesenkt werden. Die vier Prozesse bilden die methodologische Grundlage für die globale Temperaturstufenkoordination im Abwärmefreigabesystem und bieten einen Weg für die ingenieurtechnische Praxis neuer kohlenstoffneutraler thermischer Systeme.

Zentralheizung;Temperaturstufenfreigabe;Nutzung von Abwärme;Heizung mit großer Temperaturdifferenz;mehrere Wärmequellen und -senken;Absorptionswärmetauscher