گرمایش و سرمایش(Heating & Cooling)
گرمایش:
یک سیستم گرمایش مرکزی گرما را به تعداد فضاهای داخل ساختمان می دهد و به صورت اختیاری می تواند آب گرم خانگی را از یک منبع اصلی گرما گرم کند برخلاف سیستم گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع که هم می تواند فضاهای داخلی را سرد و هم گرم کند.
بررسی اجمالی
گرمایش مرکزی با گرمایش فضا متفاوت است زیرا تولید گرما در یک مکان اتفاق می افتد ، مانند یک اتاق کوره یا زیرزمین در یک خانه یا یک اتاق مکانیکی در یک ساختمان بزرگ (هرچند نه لزوماً در نقطه “مرکزی” هندسی). گرما در کل ساختمان پخش می شود ، معمولاً از طریق مجرای هوایی از طریق مجرای لوله ، از طریق آب در جریان لوله ها یا از طریق بخار که از طریق لوله ها تغذیه می شود ، پخش می شود. متداول ترین روش تولید گرما شامل احتراق سوخت های فسیلی در کوره یا دیگ بخار است.
در بیشتر مناطق معتدل آب و هوایی ، اکثر خانه های جدا از قبل از جنگ جهانی دوم دارای سیستم گرمایش مرکزی بوده اند. جایی که زغال سنگ به آسانی در دسترس بود (یعنی منطقه زغال سنگ آنتراسیت در شمال شرقی پنسیلوانیا) سیستم های بخار زغال سنگ یا آب گرم رایج بود. بعداً در قرن بیستم ، اینها برای سوزاندن مازوت یا گاز به روز شدند و نیازی به سطل بزرگ ذخیره زغال سنگ در نزدیکی دیگ بخار و حذف و دور ریختن خاکستر زغال سنگ را از بین بردند.
یک جایگزین ارزان تر برای آب گرم یا گرمای بخار ، هوای گرم اجباری است. یک کوره سوخت مازوت را می سوزاند ، که هوا را در مبدل حرارتی گرم می کند و طرفداران دمنده هوای گرم شده را از طریق شبکه ای از مجاری به اتاق های ساختمان می رسانند.
این سیستم ارزانتر است زیرا هوا به جای لوله از طریق یک سری مجاری حرکت می کند و نیازی به نصب لوله ندارد. فضای بین تیرچه های کف را می توان در جعبه قرار داد و بعنوان بخشی از لوله کشی استفاده کرد و هزینه ها را بیشتر کاهش داد.
سیستم های گرمایش الکتریکی کمتر اتفاق می افتد و فقط با برق کم هزینه یا هنگامی که از پمپ های حرارتی منبع زمین استفاده می شود کاربردی است. با توجه به سیستم ترکیبی نیروگاه های حرارتی و گرمایش با مقاومت الکتریکی ، بازده کلی کمتر از استفاده مستقیم از سوخت های فسیلی برای گرمایش فضا خواهد بود.
برخی دیگر از ساختمانها از گرمایش مرکزی خورشیدی استفاده می کنند ، در این صورت سیستم توزیع به طور معمول از گردش آب استفاده می کند.
جایگزین چنین سیستم هایی بخاری گازی و گرمایش منطقه ای است. گرمایش منطقه ای از گرمای زائد یک فرآیند صنعتی یا کارخانه تولید برق برای تأمین گرما برای ساختمانهای مجاور استفاده می کند. مشابه تولید همزمان ، این امر مستلزم لوله کشی زیرزمینی برای گردش آب گرم یا بخار است.
تاریخ (کره باستان)
یونانیان باستان در ابتدا گرمایش مرکزی را ایجاد کردند. معبد افسس توسط دودکش هایی که در زمین کاشته شده و حرارت ناشی از آتش را گرم می کند گرم می شود. برخی از ساختمانها در امپراتوری روم از سیستمهای گرمایش مرکزی استفاده می کردند و هوای گرم شده توسط کوره ها را از طریق فضاهای خالی زیر کف و خارج از لوله ها (به نام کالیداکت) در دیوارها هدایت می کردند – سیستمی که به هیپوکاست معروف است.
استفاده از هیپوکاست روم در مقیاس کوچکتر در اواخر دوران باستان و توسط خلافت اموی ادامه داشت ، در حالی که بعداً سازندگان مسلمان از سیستم ساده تری از لوله های کف استفاده کردند.
پس از فروپاشی امپراتوری روم ، به طور گسترده در سراسر اروپا ، گرمایش تقریباً برای هزار سال به شومینه های اولیه تبدیل شد.
در ارتفاعات اولیه قرون وسطایی کوه های آلپ ، یک سیستم گرمایش مرکزی ساده تر که در آن حرارت از طریق اتاق کوره از طریق کانال های زیر زمین عبور می کرد ، در برخی نقاط جانشین هیپوکاست رومی شد. در ریچناو ابی ، شبکه ای از کانال های زیر زمین به هم پیوسته ، اتاق اجتماع بزرگ ۳۰۰ متر مربع راهبان را در ماه های زمستان گرم کرد. میزان کارایی سیستم ۹۰٪ محاسبه شده است. [۸]
در قرن سیزدهم ، راهبان سیستریسی با استفاده از انحراف رودخانه همراه با کوره های داخلی چوبی ، گرمایش مرکزی را در اروپای مسیحی احیا کردند. صومعه سلطنتی بانوی چرخ ما (تأسیس ۱۲۰۲) در رودخانه ابرو در منطقه آراگون اسپانیا ، نمونه ای عالی از چنین کاربردی را ارائه می دهد.
سیستم های گرمایش مرکزی مدرن
سه روش اصلی گرمایش مرکزی در اواخر قرن ۱۸ تا اواسط قرن ۱۹ توسعه یافت.
هوای گرم
ویلیام استروت در سال ۱۷۹۳ یک ساختمان آسیاب جدید در دربی با کوره هوای گرم مرکزی طراحی کرد ، اگرچه این ایده تقریباً صد سال قبل توسط جان ایولین پیشنهاد شده بود. طراحی اشتروت شامل یک اجاق بزرگ بود که هوا را از بیرون با یک گذرگاه بزرگ زیرزمینی گرم می کرد. هوا از طریق ساختمان توسط مجاری مرکزی بزرگ تهویه می شد.
در سال ۱۸۰۷ ، او با مهندس برجسته دیگر ، چارلز سیلوستر ، در ساختن یک ساختمان جدید برای نگهداری از بیمارستان سلطنتی دربی همکاری کرد. سیلوستر در استفاده از سیستم گرمایش جدید استروت برای بیمارستان جدید نقش مثری داشت. او ایده های خود را در فلسفه اقتصاد داخلی منتشر کرد.
به عنوان مثال در حالت گرم کردن ، تهویه ، شستشو ، خشک کردن و پختن … در بیمارستان عمومی دربیشایر در ۱۸۱۹٫ سیلوستر روشهای جدید گرمایش بیمارستانها را که در طراحی گنجانده شده بود و ویژگیهای سالم تر مانند خود را مستند کرد. توالت های تمیز کننده و خوشبو کننده هوا.سیستم گرمایش جدید بیمارستان به بیماران اجازه می دهد تا هوای گرم تازه تنفس کنند در حالی که هوای قدیمی به گنبد شیشه ای و آهنی در مرکز منتقل می شد.
طراحی آنها بسیار تأثیرگذار بود. آنها به طور گسترده ای در کارخانه های جدید میدلندز کپی شدند و به طور مداوم بهبود یافتند و با کار د شابانز در مورد تهویه مجلس عوام در دهه ۱۸۱۰ به بلوغ رسیدند. این سیستم برای بقیه قرن استاندارد برای گرمایش ساختمانهای کوچک باقی ماند.
بخار
نویسنده انگلیسی هیو پلات در سال ۱۵۹۴ یک سیستم گرمایش مرکزی مبتنی بر بخار برای گلخانه پیشنهاد داد ، اگرچه این یک اتفاق جداگانه بود و تا قرن ۱۸ مورد پیگیری قرار نگرفت. سرهنگ کک سیستم لوله هایی را طراحی کرد که بخار را از دیگ بخار مرکزی به خانه منتقل می کرد ، اما این جیمز وات مخترع اسکاتلندی بود که اولین کسی بود که در خانه خود یک سیستم کار ساخت.
یک دیگ بخار مرکزی بخار فشار قوی را تأمین می کرد که سپس گرمای داخل ساختمان را از طریق سیستم لوله های تعبیه شده در ستون ها پخش می کرد. او [توضیحات لازم] این سیستم را در مقیاس بسیار بزرگتر در کارخانه نساجی در منچستر پیاده کرد.
روبرتسون بوکانان شرح نهایی این تاسیسات را در رساله های خود در سالهای ۱۸۰۷ و ۱۸۱۵ منتشر کرد. اصول گرمایش و تهویه ساختمانهای عمومی توماس تردگلد ، روش استفاده از گرمایش بخار داغ در ساختمانهای کوچکتر و غیر صنعتی را ترسیم کرد. این روش تا اواخر قرن نوزدهم سیستم های هوای گرم را جایگزین کرده بود.
آب گرم
سیستمهای اولیه آب گرم در روم باستان برای گرم کردن ترمو استفاده می شد. یکی دیگر از سیستم های آب گرم اولیه در روسیه برای گرمایش مرکزی کاخ تابستانی (۱۷۱۰-۱۷۱۴) پتر کبیر در سن پترزبورگ ایجاد شد. اندکی بعد ، در سال ۱۷۱۶ ، اولین استفاده از آب در سوئد برای توزیع گرمایش در ساختمانها انجام شد. Mårten Triewald ، مهندس سوئدی ، از این روش برای گلخانه ای در نیوکاسل بر روی تاین استفاده کرد. ژان سیمون بونمین (۱۷۴۳-۱۸۳۰) ، معمار فرانسوی ، این تکنیک را در یک شرکت تعاونی در Château du Pêcq ، نزدیک پاریس به صنعت معرفی کرد.
با این حال ، این تلاش های پراکنده جدا شده و عمدتا در کاربرد آنها در گلخانه ها محدود شده است. Tredgold در ابتدا استفاده از آن را غیر عملی دانست ، اما در سال ۱۸۳۶ ، هنگامی که فناوری وارد مرحله توسعه سریع شد ، نظر خود را تغییر داد.
سیستم های اولیه از سیستم های آب کم فشار استفاده می کردند که نیاز به لوله های بسیار بزرگ داشت. یکی از اولین سیستم های گرمایش مرکزی آب گرم مدرن برای رفع این کمبود توسط Angier March Perkins در لندن در دهه ۱۸۳۰ نصب شد. در آن زمان گرمایش مرکزی در بریتانیا مد می شد و عموماً از سیستم های بخار یا هوای گرم استفاده می شد.
دستگاه ۱۸۳۲ پرکینز آب را در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد (۳۹۲ درجه فارنهایت) از طریق لوله های با قطر کوچک با فشار بالا توزیع کرد. یک اختراع مهم برای زنده ماندن سیستم ، اتصال پیچ دار بود که به مفصل بین لوله ها فشار مشابهی را به خود لوله تحمل می کرد. او همچنین دیگ بخار را از منبع گرما جدا کرد تا خطر انفجار کاهش یابد. اولین واحد در خانه جان هورسلی پالمر ، فرماندار بانک انگلستان نصب شد تا بتواند انگور را در آب و هوای سرد انگلستان پرورش دهد.
سیستم های وی در کارخانه ها و کلیساهای سراسر کشور نصب شده بود ، بسیاری از آنها بیش از ۱۵۰ سال در وضعیت قابل استفاده باقی ماندند. سیستم او همچنین برای استفاده نانوایان در گرم کردن اجاق های آنها و ساخت کاغذ از خمیر چوب مناسب است.
فرانتس سان گالی ، تاجر روسی تبار ساکن سن پترزبورگ ، رادیاتور را بین سالهای ۱۸۵۵ تا ۱۸۵۷ اختراع کرد که گامی مهم در شکل گیری نهایی گرمایش مرکزی مدرن بود.شوفاژ چدنی ویکتوریایی در اواخر قرن ۱۹ رواج یافت زیرا شرکت هایی مانند شرکت رادیاتور آمریکایی بازار رادیاتورهای ارزان قیمت را در ایالات متحده و اروپا گسترش دادند.
منابع انرژی
منبع انرژی انتخاب شده برای سیستم گرمایش مرکزی بر حسب منطقه متفاوت است. منبع اصلی انرژی بر اساس هزینه ، راحتی ، کارایی و قابلیت اطمینان انتخاب می شود. هزینه انرژی گرمایش یکی از هزینه های اصلی عملکرد ساختمان در آب و هوای سرد است. برخی از نیروگاه های حرارت مرکزی به دلایل صرفه جویی و راحتی می توانند سوخت را تغییر دهند. به عنوان مثال ، یک صاحب خانه ممکن است یک کوره چوبی با پشتیبان الکتریکی را برای کارکردهای گاه و بی گاه نصب کند.
سوختهای جامد مانند چوب ، ذغال سنگ نارس یا ذغال سنگ را می توان در محل استفاده ذخیره کرد ، اما کنترل آنها نامناسب است و کنترل خودکار آنها دشوار است. سوخت چوب هنوز در جاهایی که منابع زیادی وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد و ساکنان ساختمان از کار حمل سوخت ، حذف خاکستر و مهار آتش بی اهمیت نیستند.
سیستم های سوخت گندله می توانند بطور خودکار آتش را برانگیزند ، اما هنوز نیاز به حذف دستی خاکستر دارند. زغال سنگ زمانی سوخت مهمی برای گرمایش مسکونی بود اما امروزه غیر معمول است و سوخت بدون دود به عنوان جایگزین در شومینه یا اجاق گاز باز ترجیح داده می شود.
سوختهای مایع فرآورده های نفتی مانند روغن حرارتی و نفت سفید هستند. اینها هنوز در جاهایی کاربرد دارند که منابع حرارتی دیگر در دسترس نیستند. روغن سوخت می تواند به طور خودکار در سیستم گرمایش مرکزی شلیک شود و نیازی به حذف خاکستر و نگهداری کمی از سیستم احتراق ندارد. با این حال ، قیمت متغیر نفت در بازارهای جهانی منجر به قیمتهای نامنظم و بالا در مقایسه با برخی دیگر از منابع انرژی می شود. سیستم های گرمایشی سازمانی (به عنوان مثال ساختمان های اداری یا مدارس) می توانند از سوخت کم سنتر ارزان قیمت برای کارخانه های گرمایش خود استفاده کنند ، اما هزینه سرمایه در مقایسه با سوختهای مایع که به راحتی مدیریت می شوند ، زیاد است.
گاز طبیعی یک سوخت گرم کننده گسترده در آمریکای شمالی و شمال اروپا است. مشعل های گاز به طور خودکار کنترل می شوند و نیازی به حذف خاکستر و تعمیر و نگهداری کمی ندارند. با این حال ، همه مناطق به سیستم توزیع گاز طبیعی دسترسی ندارند. گاز مایع یا پروپان را می توان در محل استفاده ذخیره و به صورت دوره ای توسط یک مخزن متحرک که روی کامیون نصب شده است ، پر کرد.
برخی از مناطق دارای توان الکتریکی کم هزینه هستند و گرمایش الکتریکی را از نظر اقتصادی کاربردی می کند. گرمایش الکتریکی می تواند گرمایش کاملاً مقاومتی باشد یا از سیستم پمپ حرارتی برای استفاده از گرمای کم در هوا یا زمین استفاده کند.
سیستم گرمایش مرکزی از دیگهای بخار یا آبگرمکن های مرکزی استفاده می کند و با گردش آب گرم یا بخار ، انرژی گرمایی را به مشتریان منتقل می کند. این مزیت یک مبدل انرژی بسیار کارآمد مرکزی نسبت به بهترین کنترل آلودگی موجود را دارد و به صورت حرفه ای کار می کند. سیستم گرمایش مرکزی می تواند از منابع حرارتی برای استفاده در خانه های شخصی مانند نفت سنگین ، محصولات جانبی چوب یا شکاف هسته ای (به طور فرضی) استفاده کند. هزینه ساخت شبکه توزیع بیشتر از گاز یا گرمایش الکتریکی است و بنابراین فقط در مناطق پرجمعیت یا جوامع فشرده یافت می شود.
همه سیستم های گرمایش مرکزی به انرژی خریداری شده نیاز ندارند. چند ساختمان با گرمای زمین گرمایی محلی ، با استفاده از آب داغ یا بخار از چاه محلی ، برای تأمین گرمای ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. چنین مناطقی غیر معمول است. یک سیستم خورشیدی غیرفعال نیازی به سوخت خریداری نشده ندارد اما باید با دقت برای محل طراحی شود.
محاسبه خروجی بخاری مورد نیاز
خروجی های بخاری بر حسب کیلووات یا BTU در ساعت اندازه گیری می شود. برای قرار دادن در یک خانه ، بخاری و سطح خروجی مورد نیاز خانه باید محاسبه شود. این محاسبه با ثبت عوامل مختلفی بدست می آید – یعنی آنچه در بالا و پایین اتاقی که می خواهید گرم کنید ، چند پنجره وجود دارد ، نوع دیوارهای خارجی در ملک و انواع عوامل دیگر که سطح را تعیین می کند. خروجی گرمای مورد نیاز برای گرم کردن کافی فضا. این محاسبه محاسبه تلفات گرما نامیده می شود و می تواند با ماشین حساب BTU انجام شود. بسته به نتیجه این محاسبه ، بخاری را می توان دقیقاً با خانه مطابقت داد.
صورتحساب
خروجی گرما را می توان با تخصیص هزینه های حرارتی اندازه گیری کرد ، به طوری که هر واحد را می توان به صورت جداگانه صورتحساب گرفت حتی اگر تنها یک سیستم متمرکز وجود داشته باشد.
آب گرم
از آب گرم در گردش می توان برای گرمایش مرکزی استفاده کرد. گاهی این سیستم ها را سیستم های گرمایش هیدرونیک می نامند.
اجزای رایج سیستم گرمایش مرکزی با استفاده از گردش آب عبارتند از:
- تامین خطوط تامین سوخت ، برق یا برق گرمایش محلی
- دیگ بخار (یا مبدل حرارتی برای گرمایش منطقه ای) که آب را در سیستم گرم می کند
- برای گردش آب پمپ کنید
- رادیاتورهایی که آب گرم شده از آنها عبور می کند تا گرما را به داخل اتاق ها منتقل کند.
سیستم های آب در گردش از حلقه بسته استفاده می کنند. همان آب گرم شده و سپس دوباره گرم می شود. یک سیستم آب بندی شده نوعی گرمایش مرکزی را فراهم می کند که در آن آب مورد استفاده برای گرمایش مستقل از منبع آب معمولی ساختمان گردش می کند.
یک مخزن انبساط حاوی گاز فشرده است که توسط آب دیافراگم از آب بسته شده جدا شده است.
این اجازه می دهد تا تغییرات عادی فشار در سیستم ایجاد شود. هنگامی که فشار بیش از حد بالا می رود ، یک شیر ایمنی اجازه خروج آب از سیستم را می دهد و اگر فشار بیش از حد پایین بیاید ، یک شیر باز می شود تا آب را از منبع عادی تغذیه کند. سیستم های آب بندی شده جایگزینی برای سیستم های تهویه باز ارائه می دهند که در آن بخار می تواند از سیستم خارج شود و از طریق منبع تغذیه ساختمان از طریق سیستم تغذیه و ذخیره مرکزی جایگزین می شود.
سیستم های گرمایش در انگلستان و سایر نقاط اروپا معمولاً نیازهای گرمایش فضا را با گرمایش آب گرم خانگی ترکیب می کنند. این سیستم ها در ایالات متحده کمتر دیده می شوند. در این حالت ، آب گرم شده در یک سیستم آب بندی شده از طریق مبدل حرارتی در مخزن آب گرم یا سیلندر آب گرم جریان می یابد و در آنجا آب را از منبع آب آشامیدنی معمولی برای استفاده در شیرهای آب گرم یا وسایلی مانند ماشین لباسشویی گرم می کند. یا ماشین های ظرفشویی
سیستم های گرمایش هیدرونیک تابشی کف از یک دیگ بخار یا گرمایش محلی برای گرم کردن آب و یک پمپ برای گردش آب گرم در لوله های پلاستیکی نصب شده در یک اسلب بتنی استفاده می کنند. لوله هایی که در کف تعبیه شده اند ، آب گرم شده ای را منتقل می کنند که گرما را به سطح کف منتقل می کند و در آنجا انرژی گرمایی را به اتاق بالا منتقل می کند.
سیستم های گرمایش هیدرونیک با محلول های ضد یخ در سیستم های ذوب یخ و برف برای معابر ، پارکینگ ها و خیابان ها استفاده می شود. آنها بیشتر در پروژه های تجاری و کل خانه های گرمایش از کف تابشی استفاده می شوند ، در حالی که سیستم های حرارتی تابشی الکتریکی بیشتر در برنامه های کوچکتر “گرمایش نقطه ای” استفاده می شود.
گرمایش بخار
سیستم گرمایش بخار از گرمای نهان زیاد که هنگام متراکم شدن بخار به آب مایع تولید می شود ، استفاده می کند. در سیستم گرمایش بخار ، هر اتاق مجهز به رادیاتور است که به منبع بخار کم فشار (دیگ بخار) متصل است. ورود بخار به رادیاتور متراکم شده و گرمای نهان خود را رها کرده و به آب مایع باز می گردد. رادیاتور به نوبه خود هوای اتاق را گرم می کند و مقداری گرمای تابشی مستقیم را تأمین می کند. آب میعانات یا به وسیله گرانش و یا با کمک پمپ به دیگ برمی گردد.
برخی از سیستم ها فقط از یک لوله برای بازگشت بخار و میعانات ترکیبی استفاده می کنند. از آنجا که هوای به دام افتاده مانع گردش مناسب می شود ، چنین سیستم هایی دارای دریچه های خروجی هستند که اجازه می دهد هوا پاکسازی شود. در ساختمانهای تجاری خانگی و کوچک ، بخار با فشار نسبتاً کم ، کمتر از ۱۵ psig (200 کیلو پاسکال) تولید می شود.
به دلیل هزینه نصب لوله کشی ، سیستمهای گرمایش بخار به ندرت در ساختمانهای مسکونی تک خانواده نصب می شوند. لوله ها باید با دقت شیب داشته باشند تا از انسداد میعانات گیر افتاده جلوگیری شود. در مقایسه با روشهای دیگر گرمایش ، کنترل خروجی سیستم بخار دشوارتر است. با این حال ، برای مثال ، می توان بخار را بین ساختمانهای محوطه دانشگاه ارسال کرد تا از دیگ بخار مرکزی کارآمد و سوخت کم هزینه استفاده شود. ساختمانهای بلند از چگالی کم بخار استفاده می کنند تا از فشار بیش از حد لازم برای گردش آب گرم از دیگ بخار نصب شده در زیرزمین جلوگیری کنند.
در سیستم های صنعتی ، بخار فرآیند مورد استفاده برای تولید برق یا اهداف دیگر نیز می تواند برای گرمایش فضا مورد استفاده قرار گیرد. بخار برای سیستم های گرمایشی نیز ممکن است از دیگهای بازیابی گرما با استفاده از گرمای هدر رفته در فرآیندهای صنعتی به دست آید.
همچنین درباره خنک کننده:
خنک کننده عبارت است از حذف گرما ، معمولاً منجر به کاهش دما و/یا تغییر فاز می شود. کاهش دمای حاصل از هر وسیله دیگری ممکن است خنک کننده نیز نامیده شود.
انتقال انرژی حرارتی ممکن است از طریق تابش حرارتی ، هدایت گرما یا همرفت صورت گیرد. نمونه ها عبارتند از:
- دستگاه ها
- مبدل حرارتی
- سرمایش تابشی در سپرهای حرارتی
- رادیاتور در خودروها
- اینترکولر
- مایع خنک کننده
- برج های خنک کننده ، همانطور که در کارخانه های بزرگ صنعتی و نیروگاه ها استفاده می شود
- HVAC (گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع)
- لوله حرارتی
- سینک حرارتی
- لوله گرداب ، همانطور که در خنک کننده صنعتی صنعتی استفاده می شود
- فناوری یخ پمپ شونده
گرمایش و سرمایش شامل طیف وسیعی از کاربردها و فناوری های استفاده نهایی است. در بخش ساختمانها شامل آشپزی ، گرمایش آب ، گرمایش محیط ، خنک کننده محیط و تبرید است. در صنعت ، علاوه بر گرمایش و سرمایش محیط ، گرمایش فرآیند را نیز شامل می شود – از کاربردهای دمای پایین (به عنوان مثال در صنایع غذایی) تا کاربردهای درجه حرارت بالا (به عنوان مثال در صنایع سیمان ، آهن و فولاد).
گرمایش و سرمایش برای مقاصد مسکونی ، تجاری و صنعتی سهم زیادی از کل تقاضای نهایی انرژی را به خود اختصاص می دهد. به عنوان مثال ، در اتحادیه اروپا ، گرمایش و سرمایش در ساختمانها و صنایع نیمی از مصرف انرژی را شامل می شود (رقم برآورد شده توسط کمیسیون اروپا)
در حال حاضر ، تقاضا برای گرمایش در ساختمانها و صنایع بیشتر از تقاضا برای سرمایش است. با این حال ، دومی به تدریج در حال افزایش است ، به ویژه به دلیل افزایش تقاضا برای تهویه مطبوع یا تبرید مواد غذایی و تجهیزات پزشکی. به عنوان مثال ، طبق گفته اتحادیه اروپا ، تا سال ۲۰۳۰ انرژی مورد استفاده برای خنک سازی ساختمانها در سراسر اروپا ۷۲ درصد افزایش می یابد ، در حالی که انرژی مورد استفاده برای گرمایش ساختمانها ۳۰ درصد کاهش می یابد (به نقل از گاردین ، ۲۰۱۵ ، ۲۶ اکتبر ، جهان استفاده از انرژی بیشتری برای سرمایش نسبت به گرمایش).
در سطح جهان ، تقاضای انرژی برای گرمایش تا سال ۲۰۳۰ افزایش یافته و سپس تثبیت می شود. تخمین زده می شود که تا سال ۲۰۶۰ میزان انرژی مورد استفاده در سرمایش در سراسر جهان از انرژی مورد استفاده در گرمایش پیشی می گیرد (منبع: Isaac، M.، van Vuuren، DP، ۲۰۰۹٫ “مدل سازی تقاضای انرژی بخش مسکونی جهانی برای گرمایش و تهویه مطبوع در زمینه تغییر آب و هوا “
گزارش اخیر گرمایش و سرمایش منطقه ای (DHC) را ارزیابی می کند. DHC به عنوان گرمایش یا سرمایش متمرکز آب تعریف می شود.
که سپس از طریق شبکه لوله به ساختمان های مختلف توزیع می شود. سیستم های DHC عمدتا بر پایه سوخت های فسیلی است و زغال سنگ و گاز طبیعی بخش عمده ای از تقاضا را برآورده می کند. در سال ۲۰۱۴ ، گرمایش منطقه ای تجدیدپذیر تنها ۱ درصد از مصرف انرژی تجدیدپذیر را در سراسر جهان نشان می داد ، در حالی که سهم سرمایش منطقه ای تجدیدپذیر ناچیز بود. تجزیه و تحلیل نقشه ایرنا نشان می دهد که سهم گرمای تجدیدپذیر منطقه در کل استفاده از تجدیدپذیرها می تواند تا سال ۲۰۳۰ به ۳ درصد برسد (۳٫۴ ژاژول). بیش از ۹۰ درصد این پتانسیل از انرژی زیستی است.
علاوه بر افزایش استفاده از انرژی های تجدیدپذیر ، اقدامات مربوط به بهره وری انرژی می تواند با کاهش تقاضا برای گرمایش و سرمایش به استفاده پایدار از انرژی کمک کند. در ساختمانها ، اقدامات کارآمد شامل تکنیک های پیشرفته ساخت و طراحی ، عایق بندی بیشتر و اطلاعات بهتر و کنترل مصرف انرژی با ترموستات های هوشمند است.
در صنعت ، انرژی گرمایش و سرمایش را می توان با استفاده از فن آوری های کم مصرف مانند واحدهای ترکیبی حرارت و نیرو (CHP) و از طریق راه حل ها و فناوری های مدیریت انرژی ذخیره کرد. اتصال بخش می تواند به برق اضافی اجازه دهد تا گرمایش و سرمایش ساختمان ها و صنایع را تأمین کند.