Dynamic Analysis of Residual and Unused Thermal Energy

Abstract

Nevyužitá tepelná energie K akutnímu nedostatku energie dochází při velkém množství nevyužité tepelné energie. Toto množství přispívá ke zvýšení teploty městského vzduchu a opět vede ke zvýšení potřeby chlazení, jehož výsledkem je zvýšení akumulace tepla ve vrstvách atmosféry. Jako příklad této ekologické alternativy zde uvádíme přebytečné teplo pouze ze dvou sektorů: datová centra a skleníky v malé evropské zemi, Nizozemsku. Zbytkové teplo z datového centra v Nizozemsku je (v roce 2017) 1 247 MW. S průměrem 20 gigajoulů vytápění potřebných pro dobře izolovaný dům je teoreticky možné tímto teplem navíc vytopit asi dva miliony domů. Kvůli ztrátám prostupem do skleníku vstupuje asi 7x více slunečního tepla, než jej opouští. Díky vylepšené technologii akumulace a výměny tepla je nyní možné využít přebytečné teplo, které mají skleníky v létě, po zbytek roku pro zpřístupnění dalších funkcí. Skleník je tedy také výrobcem energie. Skleníky jsou také jedním z největších spotřebitelů energie v mnoha evropských zemích, ale čisté přebytečné teplo ze skleníků v této zemi je 3000 GJ na hektar. Celkové zbytkové teplo ze všech skleníků je 30 000 000 GJ, což by mohlo vytopit asi 2 miliony domácností. Tento výzkum dospěl k závěru, že asfaltová silnice o délce 6 km postačí k vytápění více než 800 domů, navíc k cenným výhodám, které sklízejí země s vysokým slunečním zářením, jako je zachování kvality asfaltové vrstvy, prodloužení její životnosti, a snížení dopravních nehod způsobených deformací asfaltové vrstvy vlivem vysokých teplot a také snížení dopravních nehod způsobených ledovou vrstvou v chladných zemích v zimním období. Supermarket, který potřebuje chladit každý den v roce, může uspokojit své energetické potřeby na chlazení v zimě vytápěním skleníku, zatímco tepelný tok skleníku i supermarketu je po zbytek roku ukládán do tepelného zásobníku. nádrž (TES).

Unused thermal energy An acute lack of energy occurs when there is a large amount of unused thermal energy. This amount contributes to an increase in the temperature of the urban air and again leads to an increase in the need for cooling, which results in an increase in the accumulation of heat in the layers of the atmosphere. As an example of this ecological alternative, we present here the excess heat from only two sectors: data centers and greenhouses in a small European country, the Netherlands. The residual heat from a data center in the Netherlands is (in 2017) 1,247 MW. With an average of 20 gigajoules of heating needed for a well-insulated house, it is theoretically possible to heat about two million houses with this additional heat. Due to losses through penetration, about 7 times more solar heat enters the greenhouse than leaves it. Thanks to improved heat storage and exchange technology, it is now possible to use the excess heat that greenhouses have in the summer for the rest of the year to make other functions available. The greenhouse is therefore also a producer of energy. Greenhouses are also one of the biggest consumers of energy in many European countries, but the net excess heat from greenhouses in this country is 3000 GJ per hectare. The total residual heat from all the greenhouses is 30,000,000 GJ, which could heat about 2 million homes. This research concluded that a 6 km asphalt road would be enough to heat more than 800 houses, in addition to the valuable benefits reaping countries with high solar radiation, such as maintaining the quality of the asphalt layer, extending its life, and reducing traffic accidents caused by the deformation of the asphalt layer due to high temperatures and also the reduction of traffic accidents caused by the ice layer in cold countries in winter. A supermarket that needs cooling every day of the year can meet its cooling energy needs in winter by heating the greenhouse, while the heat flow of both the greenhouse and the supermarket is stored in a thermal storage for the rest of the year. tank (TES).