区域供热

区域供热，是一种通过隔热管系统分配在集中位置产生的热的系统，用于住宅和商业供热需求，如空间供热和水供热。这些热量通常来自燃烧化石燃料或生物质的热电厂，但也使用仅供热的锅炉站、地热供暖、热泵和中央太阳能供热，以及核能产生的热能发电。与本地锅炉相比，区域供热厂可以提供更高的效率和更好的污染控制。根据一些研究，采用热电联产（CHPDH）的区域供暖是减少碳排放的最便宜的方法，并且是所有化石发电工厂中碳足迹最低的一种。第五代区域热网不使用现场燃烧，并且现场的CO2和NO2排放为零；他们采用热传递，这种热传递使用的电能可能来自可再生能源，也可能来自偏远的化石燃料发电站。斯德哥尔摩多能源系统使用CHP和集中式热泵的组合。当存在大量间歇性发电时，这允许通过电产生热量；而当间歇性发电的可用性较低时，则允许通过热电联产和集中供热。

用于各种区域供热系统的热源包括：设计用于热电联产的电厂（CHP，也称为热电联产），包括燃烧和核电厂、化石燃料或生物质的简单燃烧、地热、太阳热、工业热泵（从海水、河水或湖水、污水或工业过程中的废热中提取热量）。

许多区域供热系统的核心元素是纯热锅炉站。另外一个热电联产厂（也称为热电联产，CHP）与锅炉平行往往添加。两者的共同点是它们通常基于一次能源载体的燃烧。两种系统的区别在于，在热电厂中，热量和电力是同时产生的，而在仅加热的锅炉站中，只会产生热量。

对于以化石燃料为燃料的热电联产电厂，其热量输出通常可满足冬季高峰热负荷的一半，但一年将提供90％的热量。夏季产生的大部分热量通常会被浪费掉。锅炉容量将能够满足全部热量需求，并且可以弥补热电联产厂的故障。仅靠调整热电联产厂的规模来满足全部热负荷是不经济的。在纽约市的蒸汽系统中，约为2.5 GW。德国拥有欧洲xxx的热电联产。

热电联产和区域供热相结合在经济上非常节能，但会现场排放CO2和NO2。一个简单的火力发电厂的效率可以达到20–35％，而具有回收余热能力的更先进的设施可以达到近80％的总能源效率。通过降低烟气，有些可能会基于较低的发热量接近100％。

核电站的废热有时用于区域供热。热电联产和区域供热的常规组合原理在核能方面的运用与在火力发电厂中的运用相同。俄罗斯有几座热电联产核电站，2005年共提供了11.4 PJ的区域供热。随着新建核电站的兴建，俄罗斯的核区域供暖计划在十年内增加近三倍。

来自热电联产厂的其他核动力供暖在乌克兰、捷克共和国、斯洛伐克、匈牙利、保加利亚和瑞士，每个发电厂的发电量高达约100兆瓦。核热发电的一种用途是1974年在瑞典关闭的Ågesta核电站。

在瑞士，贝兹瑙核电站为约2万人提供热量。

近年来，丹麦和德国越来越多地将太阳能用于区域供热。系统通常包括季节间热能存储，以确保每天和夏季与冬季之间的热量输出一致。丹麦的Vojens为50兆瓦，Dronninglund为27兆瓦，马斯塔尔为13兆瓦就是很好的例子。这些系统已逐步扩展，可满足其村庄每年空间供暖需求的10％至40％。太阳能热板在地面上地面安装。热量存储是矿井存储、井眼簇和传统的水箱。在加拿大艾伯塔省德雷克着陆太阳能社区通过使用车库屋顶上的太阳能热板和井筒中的储热装置，实现了供暖需求的年均97％的太阳能比例，达到了世界纪录。

在斯德哥尔摩，xxx台热泵于1977年安装，用于提供来自IBM服务器的区域供热。如今，利用已处理的污水、海水、区域冷却、数据中心和杂货店作为热源，装机容量约为660兆瓦热量。另一个示例是挪威的Drammen Fjernvarme区域供热项目，该项目仅在8°C的温度下就可从水中产生14 MW的水，工业热泵被证明是区域供热网络的热源。工业热泵的利用方式包括：

1. 作为主要的基本负荷源，污水处理厂的排污口（通常在0˚C到25˚C之间）是低级热源（例如河流、峡湾、数据中心、电站排污口）的水，使用热泵的网络温度通常为60ºC至90ºC 。这些设备虽然耗电，但其热输出将比耗电量大三到六倍。使用热泵从原污水中获取热量的区域系统的一个例子是挪威的奥斯陆，其热量输出为18兆瓦（热）。
2. 作为从发电厂冷却回路中回收热量以提高烟气热量回收水平的一种手段（因为现在区域供热厂的回流管已被热泵冷却），或者通过冷却封闭的蒸汽回路并人为降低冷凝压力，从而提高了发电效率。
3. 作为冷却烟道气的一种方法，可将工作流体（通常是水）从进样后的60℃加热到进样前的20℃。使用热泵回收热量，可以将其出售并以更高的温度（例如，约80°C）注入设备的网络侧。
4. 在网络已达到容量的情况下，可以将较大的单个负载用户从热进料管（例如80 deC）中解耦出来，并在40℃（C）时连接到回流管上。通过向该用户本地添加热泵，进一步冷却40°C的管道（热量传递到热泵蒸发器中）。然后，热泵的输出是用户在40°C至70°C下的专用环路。因此，随着环路的总温差从80–40˚C到80 ˚C–x（x低于40˚C），总的网络容量发生了变化。