कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग: Difference between revisions
| Line 31: | Line 31: | ||
इसके अलावा, कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क हैं जो सुरंगों और परित्यक्त कोयला खदानों से भू-तापीय ऊर्जा निकालते हैं। औद्योगिक और वाणिज्यिक उद्यमों से अपशिष्ट ताप का भी उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऑरिच और हर्फोर्ड में दो कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क डेयरियों से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करते हैं और स्विट्जरलैंड में एक अन्य संयंत्र बायोमास बिजली संयंत्र से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है, जबकि एक अन्य कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क एक कपड़ा कंपनी से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है। अन्य संभावित ऊष्मा स्रोतों में सौर तापीय ऊर्जा (विशेष रूप से भू-तापीय स्रोतों को पुनर्जीवित करने और भंडारण टैंकों को चार्ज करने के लिए), बड़े ताप पंप शामिल हैं जो पर्यावरणीय ताप, सीवेज प्रणाली, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों और बायोमास- या जीवाश्म से चलने वाले पीक लोड बॉयलरों का उपयोग करते हैं। ताप स्रोत कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क के कम ऑपरेटिंग तापमान विशेष रूप से सौर थर्मल प्रणाली, सीएचपी इकाइयों और अपशिष्ट गर्मी की वसूली के अनुकूल हैं, क्योंकि ये इन परिस्थितियों में अधिकतम दक्षता से काम कर सकते हैं। उसी समय, कोल्ड हीटिंग नेटवर्क औद्योगिक और वाणिज्यिक कंपनियों को अपशिष्ट ताप क्षमता के साथ सक्षम बनाता है, जैसे [[सुपरमार्केट]] और डेटा सेंटर, बिना किसी बड़े वित्तीय निवेश जोखिम के ग्रिड में थर्मल ऊर्जा को फीड करने के लिए, क्योंकि कोल्ड हीटिंग नेटवर्क के तापमान स्तर पर, प्रत्यक्ष हीट पंप के बिना हीट फीड संभव है। <ref name="Buffa" /> | इसके अलावा, कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क हैं जो सुरंगों और परित्यक्त कोयला खदानों से भू-तापीय ऊर्जा निकालते हैं। औद्योगिक और वाणिज्यिक उद्यमों से अपशिष्ट ताप का भी उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऑरिच और हर्फोर्ड में दो कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क डेयरियों से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करते हैं और स्विट्जरलैंड में एक अन्य संयंत्र बायोमास बिजली संयंत्र से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है, जबकि एक अन्य कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क एक कपड़ा कंपनी से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है। अन्य संभावित ऊष्मा स्रोतों में सौर तापीय ऊर्जा (विशेष रूप से भू-तापीय स्रोतों को पुनर्जीवित करने और भंडारण टैंकों को चार्ज करने के लिए), बड़े ताप पंप शामिल हैं जो पर्यावरणीय ताप, सीवेज प्रणाली, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों और बायोमास- या जीवाश्म से चलने वाले पीक लोड बॉयलरों का उपयोग करते हैं। ताप स्रोत कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क के कम ऑपरेटिंग तापमान विशेष रूप से सौर थर्मल प्रणाली, सीएचपी इकाइयों और अपशिष्ट गर्मी की वसूली के अनुकूल हैं, क्योंकि ये इन परिस्थितियों में अधिकतम दक्षता से काम कर सकते हैं। उसी समय, कोल्ड हीटिंग नेटवर्क औद्योगिक और वाणिज्यिक कंपनियों को अपशिष्ट ताप क्षमता के साथ सक्षम बनाता है, जैसे [[सुपरमार्केट]] और डेटा सेंटर, बिना किसी बड़े वित्तीय निवेश जोखिम के ग्रिड में थर्मल ऊर्जा को फीड करने के लिए, क्योंकि कोल्ड हीटिंग नेटवर्क के तापमान स्तर पर, प्रत्यक्ष हीट पंप के बिना हीट फीड संभव है। <ref name="Buffa" /> | ||
एक अन्य ताप स्रोत पारंपरिक | एक अन्य ताप स्रोत पारंपरिक डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की वापसी रेखा भी हो सकता है। <ref name="Buffa" /> यदि कोल्ड हीटिंग नेटवर्क का ऑपरेटिंग तापमान मिट्टी के तापमान से कम है, तो नेटवर्क खुद भी आसपास की मिट्टी से गर्मी को अवशोषित कर सकता है। इस मामले में नेटवर्क तब एक प्रकार के [[भूतापीय कलेक्टर]] संग्राहक के रूप में कार्य करता है।<ref name="Brennenstuhl">{{citation|author=Marcus Brennenstuhl |display-authors=et al |periodical=Applied Sciences|title=Report on a Plus-Energy District with Low-Temperature DHC Network, Novel Agrothermal Heat Source, and Applied Demand Response|volume=9|date=2019|issue=23 |page=5059 |doi=10.3390/app9235059 |doi-access=free}}</ref> | ||
| Line 45: | Line 45: | ||
* चार-पाइप सिस्टम तीन-पाइप सिस्टम की तरह काम करते हैं, सिवाय इसके कि सीधे हीटिंग और कूलिंग के लिए एक-एक पाइप होता है। इस तरह, [[ऊर्जा कैस्केड]] को महसूस किया जा सकता है। | * चार-पाइप सिस्टम तीन-पाइप सिस्टम की तरह काम करते हैं, सिवाय इसके कि सीधे हीटिंग और कूलिंग के लिए एक-एक पाइप होता है। इस तरह, [[ऊर्जा कैस्केड]] को महसूस किया जा सकता है। | ||
सामान्य तौर पर, | सामान्य तौर पर, गर्म/गर्म डिस्ट्रिक्ट हीटिंग सिस्टम की तुलना में ठंडे हीटिंग नेटवर्क की पाइपलाइनों को सरल और सस्ता तरीके से डिजाइन किया जा सकता है। कम ऑपरेटिंग तापमान के कारण, कोई थर्मोमैकेनिकल तनाव नहीं होता है, जो बिना इन्सुलेशन के साधारण पॉलीइथाइलीन पाइपों के उपयोग की अनुमति देता है, जैसा कि पीने के पानी की आपूर्ति के लिए उपयोग किया जाता है। यह एक त्वरित और लागत प्रभावी स्थापना और विभिन्न नेटवर्क ज्यामिति के त्वरित अनुकूलन दोनों की अनुमति देता है। यह पाइपों के महंगे एक्स-रे या अल्ट्रासाउंड परीक्षाओं, अलग-अलग पाइपों की वेल्डिंग और कनेक्टिंग टुकड़ों के साइट पर समय लेने वाली इन्सुलेशन की आवश्यकता को भी समाप्त करता है। हालांकि, पारंपरिक डिस्ट्रिक्ट हीटिंग पाइपों की तुलना में, बड़े व्यास वाले पाइपों का उपयोग समान मात्रा में गर्मी के परिवहन के लिए किया जाना चाहिए। बड़ी मात्रा के कारण पंपों की ऊर्जा की आवश्यकता भी अधिक होती है। दूसरी ओर, ठंडे स्थानीय हीटिंग सिस्टम को संभावित रूप से स्थापित किया जा सकता है जहां पारंपरिक हीटिंग नेटवर्क को संचालित करने के लिए कनेक्टेड इमारतों की गर्मी की मांग बहुत कम है। 2018 में, उदाहरण के लिए, 16 में से 9 सिस्टम जिनके लिए पर्याप्त डेटा उपलब्ध था, 1.2 kW ताप उत्पादन/m ग्रिड लंबाई की सीमा से नीचे थे, जिसे पारंपरिक "गर्म" स्थानीय हीटिंग सिस्टम के आर्थिक संचालन के लिए निचली सीमा माना जाता है।<ref name="Buffa" /> | ||
=== सबस्टेशन === | === सबस्टेशन === | ||
[[File:IFA 2010 Internationale Funkausstellung Berlin 102.JPG|thumb|जल-स्रोत गर्मी पंप]]पारंपरिक हॉट डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की तुलना में, | [[File:IFA 2010 Internationale Funkausstellung Berlin 102.JPG|thumb|जल-स्रोत गर्मी पंप]]पारंपरिक हॉट डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की तुलना में, कोल्ड स्थानीय हीटिंग प्रणाली का [[जिला हीटिंग सबस्टेशन|डिस्ट्रिक्ट हीटिंग सबस्टेशन]] अधिक जटिल है, अधिक जगह लेता है और इसलिए अधिक महंगा है। प्रत्येक कनेक्टेड उपभोक्ता या प्रोज्यूमर पर हीट पंप के साथ-साथ सीधे गर्म पानी का भंडारण टैंक स्थापित किया जाना चाहिए। ऊष्मा पम्प को आमतौर पर विद्युत चालित जल-से-जल ताप पम्प के रूप में डिज़ाइन किया जाता है और इसे अक्सर ताप विनिमायक द्वारा ठंडे ताप नेटवर्क से भौतिक रूप से अलग किया जाता है। ऊष्मा पम्प आवास को गर्म करने के लिए आवश्यक स्तर तक तापमान बढ़ाता है और गर्म पानी का उत्पादन करता है, <ref name="Buffa" /> लेकिन इसका उपयोग घर को ठंडा करने और वहां उत्पन्न गर्मी को हीटिंग नेटवर्क में फीड करने के लिए भी किया जा सकता है, जब तक कि शीतलन सीधे इसके बिना नहीं किया जाता है। एक ताप पंप का उपयोग। एक बैक-अप सिस्टम जैसे कि एक हीटिंग तत्व भी स्थापित किया जा सकता है। हीटिंग सिस्टम के लिए एक हीट स्टोरेज टैंक भी स्थापित किया जा सकता है, जो हीट पंप के अधिक लचीले संचालन को सक्षम बनाता है। <ref name="Pellegrini" /> इस तरह के ताप भंडारण टैंक ताप पंप को छोटा रखने में भी मदद करते हैं, जिससे स्थापना लागत कम हो जाती है। <ref name="Boesten" /> | ||
Revision as of 02:42, 7 February 2023
कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग, डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क का एक तकनीकी रूप है जो पारंपरिक डिस्ट्रिक्ट हीटिंग प्रणाली से काफी नीचे कम ट्रांसमिशन तापमान पर काम करता है और स्पेस हीटिंग और कूलिंग दोनों प्रदान कर सकता है। ट्रांसमिशन तापमान 10 से 25 डिग्री सेल्सियस लगभग की सीमा में सामान्य हैं, जिससे विभिन्न उपभोक्ताओं को एक साथ और स्वतंत्र रूप से गर्म और ठंडा करने की अनुमति मिलती है। गर्म पानी का उत्पादन किया जाता है और इमारत को पानी के ताप पंपों द्वारा गर्म किया जाता है, जो ताप नेटवर्क से अपनी तापीय ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जबकि शीतलन सीधे ठंडे ताप नेटवर्क के माध्यम से या यदि आवश्यक हो, अप्रत्यक्ष रूप से चिलर के माध्यम से प्रदान किया जा सकता है। कोल्ड लोकल हीटिंग को कभी-कभी एनर्जी नेटवर्क भी कहा जाता है। वैज्ञानिक शब्दावली में ऐसी प्रणालियों के लिए सामूहिक शब्द 5 वीं पीढ़ी के डिस्ट्रिक्ट हीटिंग और शीतलन है। अक्षय ऊर्जा द्वारा पूरी तरह से संचालित होने की संभावना के कारण और साथ ही पवन टर्बाइनों और फोटोवोल्टिक प्रणालियों के उतार-चढ़ाव वाले उत्पादन को संतुलित करने में योगदान देने के कारण, ठंडे स्थानीय ताप नेटवर्क को टिकाऊ, संभावित ग्रीनहाउस गैस और उत्सर्जन मुक्त गर्मी के लिए एक आशाजनक विकल्प माना जाता है।
शर्तें
2019 तक, यहाँ वर्णित पाँचवीं पीढ़ी के ताप नेटवर्क को अभी तक एक समान नाम नहीं दिया गया है, और सामान्य तकनीकी अवधारणा के लिए विभिन्न परिभाषाएँ भी हैं। अंग्रेजी भाषा के तकनीकी साहित्य में लो टेंपरेचर डिस्ट्रिक्ट हीटिंग एंड कूलिंग (LTDHC), लो टेम्परेचर नेटवर्क्स (LTN), कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग (CHD) और एनर्जी नेटवर्क्स या एनर्जी ग्रिड का इस्तेमाल किया जाता है।इसके अलावा, कुछ प्रकाशनों में "गर्म" डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क के परिसीमन में निश्चित संघर्ष होते हैं, क्योंकि कुछ लेखक निम्न तापमान डिस्ट्रिक्ट ताप और शीतलन के साथ-साथ अल्ट्रा-निम्न तापमान डिस्ट्रिक्ट ताप को चौथी पीढ़ी के डिस्ट्रिक्ट ताप के उप-रूपों के रूप में मानते हैं। इसके अलावा, तथाकथित लो-एक्स नेटवर्क की परिभाषा उन्हें चौथी और पांचवीं पीढ़ी दोनों के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति देती है।[1]
इतिहास
पहला कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क जर्मनी के अपर फ्रेंकोनिया में अर्ज़बर्ग में हीटिंग नेटवर्क है। अरज़बर्ग पावर स्टेशन में, जिसे तब से बंद कर दिया गया है, टर्बाइन कंडेनसर और कूलिंग टॉवर के बीच से ठंडा पानी लिया गया था और विभिन्न भवनों में पाइप किया गया था, जहां इसे ताप पंपों के लिए गर्मी स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया गया था। इसका उपयोग विभिन्न आवासीय भवनों और वाणिज्यिक उद्यमों के अलावा स्कूल और स्विमिंग पूल को गर्म करने के लिए किया जाता था।[2]
1979 में वुल्फेन में एक और बहुत शुरुआती संयंत्र को चालू किया गया था। वहां 71 इमारतों को ताप ऊर्जा की आपूर्ति की गई थी, जिसे भूजल से लिया गया था। अंत में, 1994 में, एक औद्योगिक कंपनी, एक कपड़ा कंपनी से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करके पहला कोल्ड हीटिंग नेटवर्क खोला गया। इसके अलावा 1994 में (1991 में पहले से ही पेलेग्रिनी और बियांचिनी के अनुसार [3]) स्विस गांव ओबरवाल्ड में एक ठंडा स्थानीय हीटिंग नेटवर्क बनाया गया था, जो फुरका बेस टनल से टपका पानी से संचालित होता है।[1]
जनवरी 2018 तक, यूरोप में कुल 40 योजनाएँ चल रही थीं, जर्मनी और स्विटज़रलैंड में 15-15 प्रत्येक। अधिकांश परियोजनाएं पायलट प्लांट्स थीं, जिनमें कई 100 kWth के हीट आउटपुट के साथ सिंगल-डिजिट MW रेंज थी, सबसे बड़े प्लांट में लगभग 10 मेगावाट आउटपुट था। 2010 में प्रति वर्ष लगभग तीन प्लांट जोड़े गए थे ।[1]
अवधारणा
कोल्ड हीट नेटवर्क हीट नेटवर्क होते हैं जो बहुत कम तापमान (सामान्यतः पर 10 और 25 डिग्री सेल्सियस के बीच) पर संचालित होते हैं। उन्हें विभिन्न प्रकार के पुनर्योजी गर्मी स्रोतों से सिंचित किया जा सकता है और गर्मी और ठंड के एक साथ उत्पादन की अनुमति देता है। चूंकि ऑपरेटिंग तापमान गर्म पानी और ताप ताप के उत्पादन के लिए पर्याप्त नहीं हैं, उपभोक्ता के तापमान को ताप पंपों के माध्यम से आवश्यक स्तर तक बढ़ाया जाता है। उसी तरह, ठंड का उत्पादन किया जा सकता है और अपशिष्ट गर्मी को हीटिंग नेटवर्क में वापस फीड किया जा सकता है। इस तरह, जुड़े हुए उपभोक्ता न केवल ग्राहक होते हैं, बल्कि अभियोक्ता के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, जो परिस्थितियों के आधार पर गर्मी का उपभोग या उत्पादन कर सकते हैं। [1]
ठंडे स्थानीय हीटिंग नेटवर्क की अवधारणा भूजल ताप पंपों के साथ-साथ ओपन-लूप ताप पंपों से ली गई है। जबकि पूर्व का उपयोग मुख्य रूप से व्यक्तिगत घरों की आपूर्ति करने के लिए किया जाता है, बाद वाले अक्सर व्यावसायिक भवनों में पाए जाते हैं जिनमें हीटिंग और कूलिंग दोनों की जरूरत होती है और इन जरूरतों को समानांतर में पूरा करना होता है। शीत स्थानीय तापन इस अवधारणा को व्यक्तिगत आवासीय क्षेत्रों या जिलों तक फैलाता है। साधारण भू-तापीय ऊष्मा पम्पों की तरह, ठंडे स्थानीय ताप नेटवर्कों को ऊष्मा स्रोत और ताप तापमान के बीच कम तापमान के अंतर के कारण अधिक कुशलता से संचालन करने वाले वायु ऊष्मा पम्पों पर लाभ होता है। हालांकि,भू-तापीय ताप पंपों की तुलना में, ठंडे स्थानीय ताप नेटवर्क का अतिरिक्त लाभ यह है कि शहरी क्षेत्रों में भी, जहां अंतरिक्ष की समस्याएं अक्सर भू-तापीय ताप पंपों के उपयोग को रोकती हैं, गर्मी को केंद्रीय ताप भंडारण के माध्यम से मौसमी रूप से संग्रहीत किया जा सकता है, और इसके अलावा, विभिन्न विभिन्न इमारतों के लोड प्रोफाइल हीटिंग और कूलिंग आवश्यकताओं के बीच संतुलन की अनुमति दे सकते हैं।[1]
कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग विशेष रूप से उपयुक्त है जहां विभिन्न प्रकार की इमारतें (आवासीय, वाणिज्यिक, सुपरमार्केट, आदि) हैं और इसलिए हीटिंग और कूलिंग दोनों की मांग है, जिससे ऊर्जा संतुलन को कम या लंबे समय तक संतुलित किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, वैकल्पिक रूप से, मौसमी ताप भंडारण प्रणाली ऊर्जा आपूर्ति और मांग के संतुलन की अनुमति देते हैं। विभिन्न (अपशिष्ट) ऊष्मा स्रोतों का उपयोग करके और ऊष्मा स्रोतों और ऊष्मा सिंक को मिलाकर, तालमेल भी बनाया जा सकता है, और एक परिपत्र अर्थव्यवस्था की दिशा में ताप आपूर्ति को और विकसित किया जा सकता है। इसके अलावा, कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क कम ऑपरेटिंग तापमान फ़ीड करना संभव बनाता है अअन्यथा मुश्किल से उपयोग करने योग्य कम तापमान वाले अपशिष्ट ताप को नेटवर्क में सरल तरीके से फीड करना संभव बनाता है। साथ ही, कम ऑपरेटिंग तापमान हीटिंग नेटवर्क के गर्मी के नुकसान को काफी कम कर देता है, जो ऊर्जा के नुकसान को सीमित करता है, खासकर गर्मियों में, जब गर्मी की बहुत कम मांग होती है। ऊष्मा पम्पों का वार्षिक प्रदर्शन कारक भी अपेक्षाकृत अधिक होता है, विशेष रूप से वायु-स्रोत ऊष्मा पम्पों की तुलना में। 2018 तक कमीशन किए गए 40 प्रणालियों के एक अध्ययन से पता चला है कि अध्ययन की गई अधिकांश प्रणालियों के लिए हीट पंपों ने कम से कम 4 का मौसमी सीओपी हासिल किया है; उच्चतम मौसमी सीओपी मूल्य लगभग 6 थे।[1]
तकनीकी रूप से, कोल्ड हीट नेटवर्क स्मार्ट हीट नेटवर्क की अवधारणा का हिस्सा हैं। [1]
घटक
हीट स्रोत
कोल्ड हीटिंग नेटवर्क के लिए विभिन्न ताप स्रोतों का उपयोग ऊर्जा आपूर्तिकर्ताओं के रूप में किया जा सकता है, विशेष रूप से नवीकरणीय स्रोतों जैसे कि जमीन, पानी, वाणिज्यिक और औद्योगिक अपशिष्ट ताप, सौर तापीय ऊर्जा और परिवेशी वायु, जिनका उपयोग व्यक्तिगत रूप से या संयोजन में किया जा सकता है।[1] ठंडे स्थानीय हीटिंग नेटवर्क के आम तौर पर मॉड्यूलर डिजाइन के कारण, नए ताप स्रोतों को धीरे-धीरे विकसित किया जा सकता है क्योंकि नेटवर्क का और विस्तार किया जाता है, क्योंकि नेटवर्क को और विस्तारित किया जाता है, ताकि बड़े हीटिंग नेटवर्क को विभिन्न स्रोतों से सिंचित किया जा सके।[4]
व्यवहार में लगभग अक्षय स्रोत हैं उदा। समुद्र का पानी, नदियाँ, झीलें या भूजल। जनवरी 2018 तक यूरोप में चल रहे 40 कोल्ड हीटिंग नेटवर्क में से 17 ने गर्मी के स्रोत के रूप में जल निकायों या भूजल का उपयोग किया। दूसरा सबसे महत्वपूर्ण ताप स्रोत भूतापीय ऊर्जा था। यह सामान्यतः पर ऊर्ध्वाधर बोरहोल हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग करके भू-तापीय बोरहोल के माध्यम से पहुँचा जाता है। हालांकि, एग्रोथर्मल कलेक्टरों जैसे सतह संग्राहकों का उपयोग करना भी संभव है। इस मामले में, क्षैतिज संग्राहकों को कृषि भूमि में 1.5 से 2 मीटर की गहराई पर, यानी कृषि मशीनों की कार्यशील गहराई के नीचे जोता जाता है, जो आवश्यकतानुसार मिट्टी से गर्मी निकाल सकता है। यह अवधाणा, जो आगे कृषि उपयोग की अनुमति देती है, को महसूस किया गया है, उदाहरण के लिए, जर्मन शहर वुस्टनरोट में ठंडे ताप नेटवर्क में।[1]
इसके अलावा, कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क हैं जो सुरंगों और परित्यक्त कोयला खदानों से भू-तापीय ऊर्जा निकालते हैं। औद्योगिक और वाणिज्यिक उद्यमों से अपशिष्ट ताप का भी उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऑरिच और हर्फोर्ड में दो कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क डेयरियों से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करते हैं और स्विट्जरलैंड में एक अन्य संयंत्र बायोमास बिजली संयंत्र से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है, जबकि एक अन्य कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क एक कपड़ा कंपनी से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है। अन्य संभावित ऊष्मा स्रोतों में सौर तापीय ऊर्जा (विशेष रूप से भू-तापीय स्रोतों को पुनर्जीवित करने और भंडारण टैंकों को चार्ज करने के लिए), बड़े ताप पंप शामिल हैं जो पर्यावरणीय ताप, सीवेज प्रणाली, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों और बायोमास- या जीवाश्म से चलने वाले पीक लोड बॉयलरों का उपयोग करते हैं। ताप स्रोत कोल्ड-हीटिंग नेटवर्क के कम ऑपरेटिंग तापमान विशेष रूप से सौर थर्मल प्रणाली, सीएचपी इकाइयों और अपशिष्ट गर्मी की वसूली के अनुकूल हैं, क्योंकि ये इन परिस्थितियों में अधिकतम दक्षता से काम कर सकते हैं। उसी समय, कोल्ड हीटिंग नेटवर्क औद्योगिक और वाणिज्यिक कंपनियों को अपशिष्ट ताप क्षमता के साथ सक्षम बनाता है, जैसे सुपरमार्केट और डेटा सेंटर, बिना किसी बड़े वित्तीय निवेश जोखिम के ग्रिड में थर्मल ऊर्जा को फीड करने के लिए, क्योंकि कोल्ड हीटिंग नेटवर्क के तापमान स्तर पर, प्रत्यक्ष हीट पंप के बिना हीट फीड संभव है। [1]
एक अन्य ताप स्रोत पारंपरिक डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की वापसी रेखा भी हो सकता है। [1] यदि कोल्ड हीटिंग नेटवर्क का ऑपरेटिंग तापमान मिट्टी के तापमान से कम है, तो नेटवर्क खुद भी आसपास की मिट्टी से गर्मी को अवशोषित कर सकता है। इस मामले में नेटवर्क तब एक प्रकार के भूतापीय कलेक्टर संग्राहक के रूप में कार्य करता है।[5]
(मौसमी) हीट स्टोरेज
मौसमी भंडारण के रूप में मौसमी थर्मल ऊर्जा भंडारण ठंडे स्थानीय ताप प्रणालियों का एक प्रमुख तत्व है। [4] गर्मी के उत्पादन और खपत में मौसमी उतार-चढ़ाव को संतुलित करने के लिए, मौसमी ताप भंडारण के साथ कई ठंडे हीटिंग प्रणाली बनाए गए हैं। यह विशेष रूप से उपयुक्त है जहां उपभोक्ताओं/प्रोज्यूमर्स की संरचना बड़े पैमाने पर संतुलित ताप और शीतलन मांग की ओर नहीं ले जाती है या जहां वर्ष भर पर्याप्त ताप स्रोत उपलब्ध नहीं होता है। जलभृत जलाशय और बोरहोल क्षेत्रों के माध्यम से भंडारण अच्छी तरह से अनुकूल हैं।[1] ये वर्ष के आधे हिस्से में गर्मी से अतिरिक्त गर्मी को संग्रहित करना संभव बनाते हैं, उदा। ठंडा करने से, बल्कि अन्य ऊष्मा स्रोतों से भी और इस तरह जमीन को गर्म करता है। हीटिंग अवधि के दौरान, प्रक्रिया को उलट दिया जाता है और गर्म पानी को पंप किया जाता है और ठंडे ताप नेटवर्क में सिंचित किया जाता है।[3] हालाँकि, अन्य प्रकार के ताप भंडारण भी संभव हैं। उदाहरण के लिए, फिशरबैक में एक कोल्ड हीटिंग नेटवर्क एक बर्फ भंडारण का उपयोग करता है।[1]
हीट नेटवर्क
कोल्ड लोकल हीटिंग प्रणाली विभिन्न प्रकार के नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन की अनुमति देता है। खुली प्रणालियों के बीच मोटे तौर पर अंतर किया जा सकता है, जिसमें पानी डाला जाता है, नेटवर्क से होकर गुजरता है जहां संबंधित उपभोक्ताओं को इसकी आपूर्ति की जाती है और अंत में पर्यावरण में जारी किया जाता है, और बंद प्रणाली, जिसमें एक वाहक द्रव, सामान्यतः पर खारा पानी होता है, एक परिपथ में परिसंचारी होता है। उपयोग की जाने वाली पाइपलाइनों की संख्या के अनुसार प्रणाली को भी विभेदित किया जा सकता है। संबंधित स्थितियों के आधार पर, एक से चार पाइपों के साथ विन्यास संभव है:
- सिंगल-पाइप प्रणाली का उपयोग सामान्यतः पर खुले प्रणाली में किया जाता है जो सतह या भूजल को ताप स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं और हीटिंग नेटवर्क के माध्यम से बहने के बाद इसे पर्यावरण में वापस छोड़ देते हैं।
- दो-पाइप सिस्टम में, दोनों पाइप अलग-अलग तापमान पर संचालित होते हैं। हीटिंग ऑपरेशन में, दोनों का गर्म उपभोक्ताओं के ताप पंपों के लिए गर्मी स्रोत के रूप में कार्य करता है, जबकि ठंडा गर्मी पंप द्वारा ठंडा हस्तांतरण माध्यम को अवशोषित करता है। शीतलन मोड में, ठंडा एक स्रोत के रूप में कार्य करता है, ऊष्मा पम्प द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को गर्म पाइप मेंसिंचित किया जाता है।
- तीन-पाइप सिस्टम दो-पाइप सिस्टम के समान काम करते हैं, लेकिन एक तीसरा पाइप भी है जो गर्म पानी से संचालित होता है, ताकि (कम से कम कम प्रवाह तापमान वाले हीटिंग सिस्टम के मामले में, जैसे अंडरफ्लोर हीटिंग) हीटिंग कर सके ऊष्मा पम्प का उपयोग किए बिना होता है। गर्मी आमतौर पर ताप विनिमायकों के माध्यम से स्थानांतरित की जाती है। तापमान के आधार पर, उपयोग के बाद गर्मी को गर्म या ठंडे पाइप में वापस खिलाया जाता है। वैकल्पिक रूप से, तीसरे पाइप को हीट एक्सचेंजर के माध्यम से सीधे ठंडा करने के लिए कूलिंग पाइप के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
- चार-पाइप सिस्टम तीन-पाइप सिस्टम की तरह काम करते हैं, सिवाय इसके कि सीधे हीटिंग और कूलिंग के लिए एक-एक पाइप होता है। इस तरह, ऊर्जा कैस्केड को महसूस किया जा सकता है।
सामान्य तौर पर, गर्म/गर्म डिस्ट्रिक्ट हीटिंग सिस्टम की तुलना में ठंडे हीटिंग नेटवर्क की पाइपलाइनों को सरल और सस्ता तरीके से डिजाइन किया जा सकता है। कम ऑपरेटिंग तापमान के कारण, कोई थर्मोमैकेनिकल तनाव नहीं होता है, जो बिना इन्सुलेशन के साधारण पॉलीइथाइलीन पाइपों के उपयोग की अनुमति देता है, जैसा कि पीने के पानी की आपूर्ति के लिए उपयोग किया जाता है। यह एक त्वरित और लागत प्रभावी स्थापना और विभिन्न नेटवर्क ज्यामिति के त्वरित अनुकूलन दोनों की अनुमति देता है। यह पाइपों के महंगे एक्स-रे या अल्ट्रासाउंड परीक्षाओं, अलग-अलग पाइपों की वेल्डिंग और कनेक्टिंग टुकड़ों के साइट पर समय लेने वाली इन्सुलेशन की आवश्यकता को भी समाप्त करता है। हालांकि, पारंपरिक डिस्ट्रिक्ट हीटिंग पाइपों की तुलना में, बड़े व्यास वाले पाइपों का उपयोग समान मात्रा में गर्मी के परिवहन के लिए किया जाना चाहिए। बड़ी मात्रा के कारण पंपों की ऊर्जा की आवश्यकता भी अधिक होती है। दूसरी ओर, ठंडे स्थानीय हीटिंग सिस्टम को संभावित रूप से स्थापित किया जा सकता है जहां पारंपरिक हीटिंग नेटवर्क को संचालित करने के लिए कनेक्टेड इमारतों की गर्मी की मांग बहुत कम है। 2018 में, उदाहरण के लिए, 16 में से 9 सिस्टम जिनके लिए पर्याप्त डेटा उपलब्ध था, 1.2 kW ताप उत्पादन/m ग्रिड लंबाई की सीमा से नीचे थे, जिसे पारंपरिक "गर्म" स्थानीय हीटिंग सिस्टम के आर्थिक संचालन के लिए निचली सीमा माना जाता है।[1]
सबस्टेशन
पारंपरिक हॉट डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की तुलना में, कोल्ड स्थानीय हीटिंग प्रणाली का डिस्ट्रिक्ट हीटिंग सबस्टेशन अधिक जटिल है, अधिक जगह लेता है और इसलिए अधिक महंगा है। प्रत्येक कनेक्टेड उपभोक्ता या प्रोज्यूमर पर हीट पंप के साथ-साथ सीधे गर्म पानी का भंडारण टैंक स्थापित किया जाना चाहिए। ऊष्मा पम्प को आमतौर पर विद्युत चालित जल-से-जल ताप पम्प के रूप में डिज़ाइन किया जाता है और इसे अक्सर ताप विनिमायक द्वारा ठंडे ताप नेटवर्क से भौतिक रूप से अलग किया जाता है। ऊष्मा पम्प आवास को गर्म करने के लिए आवश्यक स्तर तक तापमान बढ़ाता है और गर्म पानी का उत्पादन करता है, [1] लेकिन इसका उपयोग घर को ठंडा करने और वहां उत्पन्न गर्मी को हीटिंग नेटवर्क में फीड करने के लिए भी किया जा सकता है, जब तक कि शीतलन सीधे इसके बिना नहीं किया जाता है। एक ताप पंप का उपयोग। एक बैक-अप सिस्टम जैसे कि एक हीटिंग तत्व भी स्थापित किया जा सकता है। हीटिंग सिस्टम के लिए एक हीट स्टोरेज टैंक भी स्थापित किया जा सकता है, जो हीट पंप के अधिक लचीले संचालन को सक्षम बनाता है। [3] इस तरह के ताप भंडारण टैंक ताप पंप को छोटा रखने में भी मदद करते हैं, जिससे स्थापना लागत कम हो जाती है। [4]
भविष्य की ऊर्जा प्रणालियों में भूमिका
कम तापमान वाले हीटिंग नेटवर्क, जिनमें ठंड स्थानीय हीटिंग प्रणाली शामिल हैं, को ऊर्जा संक्रमण और जलवायु परिवर्तन शमन के संदर्भ में गर्मी की आपूर्ति के विवर्तन के लिए एक केंद्रीय तत्व के रूप में माना जाता है।[6] स्थानीय और डिस्ट्रिक्ट हीटिंग प्रणाली में व्यक्तिगत हीटिंग प्रणाली की तुलना में विभिन्न फायदे हैं: इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्रणाली की उच्च दक्षता, संयुक्त गर्मी और बिजली उत्पादन का उपयोग करने की संभावना और पहले से अप्रयुक्त अपशिष्ट गर्मी क्षमता का शोषण करना।[5]इसके अलावा, उन्हें अक्षय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग को बढ़ाने के लिए एक महत्वपूर्ण दृष्टिकोण के रूप में देखा जाता है[3]और गर्मी उत्पादन में प्राथमिक ऊर्जा आवश्यकताओं और स्थानीय उत्सर्जन को कम करना।कोल्ड हीट नेटवर्क में खिलाने के लिए दहन प्रौद्योगिकियों के साथ वितरण करके, कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन और वायु प्रदूषण उत्सर्जन को पूरी तरह से टाला जा सकता है।[1]कोल्ड हीट नेटवर्क को भविष्य में गर्मी नेटवर्क बनाने के अवसर के रूप में भी देखा जाता है जो कि 100% नवीकरणीय ऊर्जासिंचित जाता है। अक्षय ऊर्जा स्रोतों द्वारा 100%।[4]
एक अन्य आशाजनक दृष्टिकोण सेक्टर युग्मन के लिए कोल्ड लोकल हीटिंग प्रणाली और अन्य हीट पंप हीटिंग प्रणाली का उपयोग है।इस प्रकार, एक ओर पावर-टू-हीट प्रौद्योगिकियां हीटिंग के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती हैं, और दूसरी ओर हीटिंग सेक्टर बिजली क्षेत्र में हरी बिजली उत्पादन में उतार-चढ़ाव की भरपाई के लिए प्रणाली सेवाएं प्रदान करने में मदद कर सकता है।कोल्ड स्थानीय हीटिंग नेटवर्क इस प्रकार हीट पंपों के माध्यम से नियंत्रण लोड करने में योगदान कर सकते हैं और अन्य भंडारण प्रणालियों के साथ मिलकर आपूर्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करने में मदद करते हैं।[5][1]
यदि आपूर्ति की गई इमारतों की छतें फोटोवोल्टिक प्रणाली से सुसज्जित हैं, तो उपभोक्ता की छत से गर्मी पंप के लिए आवश्यक बिजली का हिस्सा प्राप्त करना भी संभव है।उदाहरण के लिए, 20 PlusEnergy हाउस Wüstenrot में बनाए गए हैं, जो सभी फोटोवोल्टिक प्रणाली, एक सौर बैटरी और हीट पंप के लचीले संचालन के माध्यम से स्व-आपूर्ति की उच्चतम संभव डिग्री के लिए एक हीट स्टोरेज टैंक से लैस हैं।[7]
टिप्पणियाँ
- ↑ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 Simone Buffa; et al. (2019), "5th generation district heating and cooling systems: A review of existing cases in Europe", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 104, pp. 504–522, doi:10.1016/j.rser.2018.12.059
- ↑ Leonhard Müller: Handbuch der Elektrizitätswirtschaft: Technische, wirtschaftliche und rechtliche Grundlagen. Berlin/Heidelberg 1998, p 266f.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 Marco Pellegrini; Augusto Bianchini (2018), "The Innovative Concept of Cold District Heating Networks: A Literature Review", Energies, vol. 11, p. 236, doi:10.3390/en11010236
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 Stef Boesten; et al. (2019), "5th generation district heating and cooling systems as a solution for renewable urban thermal energy supply", Advances in Geoscience, vol. 49, pp. 129–136, Bibcode:2019AdG....49..129B, doi:10.5194/adgeo-49-129-2019
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Marcus Brennenstuhl; et al. (2019), "Report on a Plus-Energy District with Low-Temperature DHC Network, Novel Agrothermal Heat Source, and Applied Demand Response", Applied Sciences, vol. 9, no. 23, p. 5059, doi:10.3390/app9235059
- ↑ Dietmar Schüwer (2017), "Konversion der Wärmeversorgungsstrukturen" (PDF), Energiewirtschaftliche Tagesfragen (in German), vol. 67, no. 11, pp. 21–25
{{citation}}: CS1 maint: unrecognized language (link) - ↑ Laura Romero Rodríguez; et al. (2018), "Contributions of heat pumps to demand response: A case study of a plus-energy dwelling", Applied Energy, vol. 214, pp. 191–204, doi:10.1016/j.apenergy.2018.01.086, hdl:11441/76023
आगे की पढाई
- Simone Buffa; et al. (2019), "5th generation district heating and cooling systems: A review of existing cases in Europe", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 104, pp. 504–522, doi:10.1016/j.rser.2018.12.059
- Marco Pellegrini; Augusto Bianchini (2018), "The Innovative Concept of Cold District Heating Networks: A Literature Review", Energies, vol. 11, p. 236, doi:10.3390/en11010236
- Listing of scientific literature on mwirtz.com/5gdhc_literature.html. Retrieved on September 13, 2020.
उदाहरण के लिए बाहरी लिंक
- कोल्ड डिस्ट्रिक्ट हीटिंग नेटवर्क की सूची
- »kaltes« स्थानीय हीटिंग नेटवर्क वर्ष में 40,000 किलोग्राम CO2 बचाता है।ऊर्जा एजेंसी NRW।13 मार्च 2017 को लिया गया।
- रन कोल्ड डोरस्टन में स्थानीय हीटिंग: हीट पंपों के साथ पायनियर प्रोजेक्ट चार दशकों से चल रहा है और दौड़ में रहता है।में: ईई-न्यूज, 14 नवंबर, 2019। 28 जून 2020 को लिया गया।
श्रेणी: डिस्ट्रिक्ट हीटिंग श्रेणी: शीतलन प्रौद्योगिकी
