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集中供熱システムの温度品位共有方式
Hu Jingtong
,
Jiang Yi
,
DOI:
10.12465/issn.0253-4339.20260429001
摘要
「ダブルカーボン」目標の下、集中供熱システムは石炭燃料供熱から余熱を主体とした多熱源多熱吸収モデルへと移行しており、統一された配管網は温度品位の大きな差異を持つ各種熱源および熱吸収設備を統合する必要がある。既存の直列段階的利用方式は温度品位の順序に従った熱交換段階の配置に依存しており、複雑な熱網の柔軟な接続に適応しにくい。したがって、本稿では温度品位共有の概念と4種の配管接続方式を提案する:源側と吸収側の平均温度差ΔT_shを定義し、品位不一致の程度を定量化し、偏差を暖房品位不足、暖房品位過剰、取熱品位不足、取熱品位過剰の4種の作動状態に分類する。それぞれに暖房上三管、暖房下三管、取熱下三管、取熱上三管の4種の配管接続方式を構築し、バイパス管路の増設によって隣接する熱交換段階間の温度品位の再分配を実現する。火積散逸解析によると、温度品位共有の熱力学的本質は大きな温度差混合を小さな温度差混合に変換し、混合損失を厳格に減少させることである。吸収式熱交換器を例に挙げ、4種のプロセスは既存設備にバイパス管路を追加するだけで実現可能であり、新たな設備タイプの導入は不要であることを論証した。火積散逸減少と支線総熱交換量との計算関係に基づき、温度品位共有が全体の還水温度に及ぼす影響を解析した図譜を示した。大きな温度差、低還水温ルートにおいては還水温度の低下が輸送・配送の温度差拡大、必要な循環流量減少に資し、既存配管網の輸送・配送能力向上および余熱受入規模拡大の条件を提供する。典型的な境界条件下(単一熱交換段階が支線総熱交換量の20%、元々の還水混合温度差20 K)にて、全体の還水温度を最大1.57 K低減可能である。4種のプロセスは余熱共有システムにおける温度品位の全体調整の方法論的基礎を構成し、新型カーボンニュートラル熱システムの工学的実践への道筋を提供する。
关键词
集中供熱;温度品位共有;余熱利用;大温度差供熱;多熱源多熱吸収;吸収式熱交換器
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