Modo de compartición de niveles de temperatura en sistemas de calefacción centralizada

Hu Jingtong ,  

Jiang Yi ,  

摘要

Bajo el objetivo de "doble carbono", los sistemas de calefacción centralizados están pasando de la calefacción con carbón a un modelo de múltiples fuentes y sumideros de calor centrado principalmente en el aprovechamiento del calor residual. La red unificada debe integrar diversos tipos de fuentes y sumideros de calor con un amplio rango de niveles de temperatura. El método actual de utilización en cascada en serie depende de la disposición de los intercambios térmicos en orden de nivel de temperatura, lo que dificulta la integración flexible a redes térmicas complejas. Por ello, este artículo propone el concepto de compartición de niveles de temperatura y cuatro modos de conexión de red: se define la diferencia de temperatura media del lado fuente-sumidero ΔT_sh para cuantificar el desajuste de niveles, clasificando las desviaciones en cuatro condiciones operativas: insuficiencia de nivel de calefacción, exceso de nivel de calefacción, insuficiencia de nivel de absorción, exceso de nivel de absorción. Se establecen cuatro modos de conexión de red: triple tubería superior de calefacción, triple tubería inferior de calefacción, triple tubería inferior de absorción, triple tubería superior de absorción; y mediante la adición de conductos de derivación se logra la redistribución de niveles de temperatura entre las etapas de intercambio térmico adyacentes. El análisis de disipación de acumulación de calor muestra que la esencia termodinámica de compartir niveles de temperatura es convertir la mezcla de grandes diferencias de temperatura en mezcla de pequeñas diferencias, disminuyendo estrictamente las pérdidas por mezcla; tomando como ejemplo intercambiadores de absorción, se demuestra que los cuatro procesos solo requieren la adición de conductos de derivación sobre el equipo existente, sin necesidad de introducir nuevos tipos de equipos. Con base en la relación calculada entre la reducción de disipación de acumulación de calor y el total de intercambio de calor en la rama, se presenta un mapa analítico del impacto de compartir niveles de temperatura en la temperatura global del agua de retorno. En rutas con gran diferencia de temperatura y baja temperatura de retorno, la reducción de la temperatura de retorno ayuda a aumentar la diferencia de temperatura de transporte y distribución, a reducir el caudal de circulación requerido, y proporciona condiciones para mejorar la capacidad de transporte y distribución de redes existentes y para ampliar la escala de integración de calor residual; bajo condiciones límite típicas (una etapa de intercambio térmico que representa el 20 % del total en la rama, una diferencia de mezcla de agua de retorno original de 20 K), la temperatura global de retorno puede disminuir hasta 1,57 K. Los cuatro procesos constituyen la base metodológica para la coordinación global de niveles de temperatura en el sistema de compartición de calor residual, ofreciendo un camino para la práctica de ingeniería de sistemas térmicos cero carbono nuevos.

关键词

calefacción centralizada;compartición de niveles de temperatura;aprovechamiento de calor residual;calefacción con gran diferencia de temperatura;múltiples fuentes y sumideros de calor;intercambiador de absorción

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