В условиях цели "двойного углерода" централизованные системы отопления переходят от угольного отопления к многоресурсной и многоузловой модели с преимущественным использованием остаточного тепла; единую трубопроводную сеть необходимо интегрировать различные источники и приемники тепла с большим разбросом температурных уровней. Существующий способ последовательного каскадного использования основан на размещении теплообменных звеньев в порядке убывания температурных уровней, что затрудняет гибкое подключение к сложным тепловым сетям. В связи с этим в статье предлагается концепция совместного использования температурных уровней и четыре типа способов подключения трубопроводной сети: определяется средний перепад температуры стороны источника и приемника ΔT_sh для количественной оценки несоответствия уровней; отклонения классифицируются на четыре рабочих состояния: недостаток уровня отопления, избыток уровня отопления, недостаток уровня теплоты отбора, избыток уровня теплоты отбора. Создаются четыре типа способов подключения сети: три верхних трубопровода отопления, три нижних трубопровода отопления, три нижних трубопровода отбора тепла, три верхних трубопровода отбора тепла. Перераспределение температурных уровней между соседними теплообменными звеньями достигается за счет добавления байпасных линий. Анализ накопления и диссипации тепла показывает, что термодинамическая суть совместного использования температурных уровней - это преобразование смешивания с большим перепадом в смешивание с малым перепадом, при этом потери смешивания строго уменьшаются; на примере абсорбционного теплообменника доказано, что четыре процесса могут быть реализованы исключительно путем добавления байпасных линий к существующему оборудованию без необходимости внедрения новых типов оборудования. На основе вычислительной зависимости между уменьшением накопления-диссипации тепла и общим количеством теплообмена в ветви приведена аналитическая диаграмма влияния совместного использования температурных уровней на общую температуру обратной воды. При маршруте с большим перепадом и низкой температурой обратной воды снижение температуры обратной воды способствует увеличению перепада температур транспортировки и распределения, снижению необходимого циркуляционного расхода и обеспечивает условия для повышения пропускной способности существующих сетей и расширения масштабов подключения остаточного тепла; при типичных граничных условиях (один теплообменный узел занимает 20% общего теплообмена ветви, исходная температура смешения обратной воды 20K) общая температура обратной воды может снизиться на 1,57K. Четыре процесса формируют методологическую основу глобального распределения температурных уровней в системе совместного использования остаточного тепла и обеспечивают путь для инженерной практики новых углеродно-нейтральных тепловых систем.
关键词
централизованное отопление;совместное использование температурных уровней;использование остаточного тепла;отопление с большим перепадом температур;многоресурсная и многоузловая система;абсорбционный теплообменник