區域供暖

作為區域供暖或區域供暖，指的是為建筑物提供空間供暖和熱水的供熱。 熱能在絕熱管道系統中傳輸，即所謂的供熱網絡，通常埋在地下； 但是，有時會使用架空線。 區域供暖主要不僅為住宅建筑提供空間供暖，還通過將熱量從生產者或收集點傳導至消費者來提供熱水。 個別建筑物、建筑物的部分或小型屋苑的局部開發，其自身產生的熱量也稱為局部供暖。 截至 2013 年，全球約有 80,000 個區域供暖系統，其中約 6,000 個在歐洲。

使用化石燃料、生物質或廢物燃燒的熱電廠和熱電聯產電廠通常用作區域供熱網絡中的熱源。 它們在熱電聯產中運行，因此與單獨發電和供熱相比可以節省燃料。 此外，工業過程中產生的廢熱、地熱能、太陽熱能（太陽能區域供熱）和通過大型熱泵提供的環境熱能有時會被輸送到區域供熱系統中。 區域供熱技術不斷發展。有一種趨勢是更可持續的區域供暖系統，其中可再生能源的比例更高，化石燃料的使用更少，能源效率更高的系統以及溫室氣體和空氣污染物的排放量更低。 然而，截至 2017 年，僅使用可再生能源運行的區域供暖系統并不常見。 然而，這種區域供暖系統是熱轉換的重要組成部分，尤其是在人口稠密的地區。

區域供暖系統由各種主要組件組成，這些組件共同構成了整個系統。 其中包括熱力發電廠（通常是熱電聯產廠），主要是熱水運營的區域供暖網絡，包括泵站和房屋連接以及將熱量釋放到建筑物供暖系統的中轉站。

由于遠距離不可避免的熱量損失，即使保溫效果很好，管道系統的投資成本也很高，因此區域供暖往往只適用于人口密集的地區。 區域供暖網絡通常具有星形分布結構，xxx電纜長度在幾十公里范圍內。

區域供暖網絡具有可以非常靈活地使用大量不同熱源的特性，既可以集中也可以分散。 通常，區域供熱在大型發電廠產生，K筏式熱耦合器 (CHP)、小型熱電聯產廠、垃圾焚燒廠或區域供熱廠。 各種形式的煤、天然氣、沼氣、石油、木材和木制品、太陽能熱能以及各種成分和加工形式的廢物都被用作燃料。

另一方面，對于可持續區域供暖系統，可再生能源和廢熱利用是最理想的能源。 因此，作為能源轉型的一部分，以及相關的電力和供熱向可再生能源的轉換，越來越多地使用其他熱源。 所以例如 B. 由風能或太陽能驅動的大型熱泵提供熱能，同時有助于平滑這些能源的波動供應。 通過整合可變的可再生能源，電力和熱力部門之間的這種部門耦合可以在能源系統中發揮關鍵作用。 與此同時，在區域供暖系統中使用熱泵被認為是提高區域供暖網絡能源效率和實現氣候保護目標的最有前途的方法之一，尤其是因為熱泵在使用綠色能源時工作時無排放電。

大型熱泵的熱源包括 來自工業、超市、廢水、飲用水、工業用水和地下水、河流、湖泊和海水的低溫余熱。 大型熱泵具有巨大的潛力，特別是在使用廢水和地表水作為熱源方面，這兩者還具有通常位于定居點附近并且可以長期使用的優勢。 另一個強大的熱源是數據中心。 大型數據中心的xxx功耗可達 100 兆瓦的電能。 高達 97% 的廢熱可以通過大型熱泵使用，然后可以將熱能輸送到區域供熱網絡中。

短期過剩的綠色電力可以通過電極鍋爐轉化為熱能，然后送入區域供暖電網或區域供暖存儲。 這種技術被稱為電熱，現在正在迅速普及。 電極鍋爐和熱泵都是成熟的技術，可以在市場上買到。 然而，應用情況有很大不同：雖然電極鍋爐可以特別靈活地運行，但熱泵更適合作為基本負荷技術，因為它們投資成本高但運行成本低。

熱泵比加熱棒和電極鍋爐更節能，因此同樣的加熱能量需要更少的電力。 因此，以這種方式節省的電能可用于其他目的。

熱電聯產電廠和其他熱電聯產電廠與熱泵和儲熱裝置的組合被認為特別有利于以非常高的整體效率整合高比例的可再生能源。 在這樣的系統中，熱泵將滿足風能和/或太陽能發電量高時的熱量需求，同時使用任何多余的電力，而熱電聯產可以保持關閉狀態。 另一方面，由于可再生能源的發電量很低，熱電聯產將同時提供電力和熱力。 通過將儲熱集成到這樣一個系統中，電力和熱能生產也可以相互分離，從而將暫時不需要的熱電聯產熱能造成的任何損失降到最低。

還可以在屋頂或作為開放空間系統建造太陽能熱系統，這些系統作為輔助熱源直接饋入當地電網，或者與季節性儲罐相結合，可以滿足全年的供暖需求。 這被稱為太陽能區域供暖。