ระบบเครือข่ายไอน้ำของแมนฮัตตัน นิวยอร์ก
(worksinprogress.co)- แมนฮัตตันส่งจ่าย ไอน้ำที่ผลิตจากศูนย์กลาง ผ่านเครือข่ายท่อยาว 105 ไมล์มาตั้งแต่ปี 1882 และจนถึงทุกวันนี้ยังรองรับอาคารขนาดใหญ่กว่า 1,500 แห่ง รวมถึงการใช้งานด้านทำความร้อน น้ำร้อน และอุตสาหกรรมในพื้นที่ 500 ล้านตารางฟุต
- เครือข่ายนี้เติบโตขึ้นเพื่อลดการใช้หม้อไอน้ำแยกตามอาคารและ โลจิสติกส์ถ่านหิน ในเมืองที่มีอาคารสูงมากขึ้น โดยมีจุดเริ่มจากการทดลองระบบทำความร้อนแบบเขตของ Birdsill Holly และการนำมาใช้เชิงพาณิชย์ของ New York Steam Company ในปี 1882
- ปัจจุบันระบบของ ConEd ดำเนินงานด้วยกำลังการผลิตไอน้ำราว 11.5 ล้านปอนด์ต่อชั่วโมง จากโรงงานผลิต 4 แห่งในแมนฮัตตันและ 1 แห่งใน Queens รวมถึงกำลังผลิตที่ซื้อจากโรงไฟฟ้า 322MW ใน Brooklyn
- ไอน้ำมีข้อดีคือเคลื่อนที่ได้โดยไม่ต้องใช้ปั๊มและนำไปใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมได้โดยตรง แต่การบำรุงรักษาทำได้ยากเพราะมีอุณหภูมิและความดันสูง ต้องจัดการน้ำควบแน่น และมีความเสี่ยงจาก water hammer
- ระบบทำความร้อนแบบเขตสมัยใหม่โดยมากกำลังเปลี่ยนไปใช้ ระบบน้ำร้อนเป็นหลัก และความหนาแน่นของความต้องการความร้อน การลงทุนเริ่มต้นขนาดใหญ่ และการสนับสนุนเชิงนโยบาย เป็นปัจจัยชี้ขาดว่าจะนำระบบมาใช้ได้หรือไม่
บทบาทปัจจุบันของเครือข่ายไอน้ำแมนฮัตตัน
- แมนฮัตตันส่งจ่าย ไอน้ำ ให้แก่อาคารที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์มาตั้งแต่ปี 1882
- ไอน้ำไม่ได้ใช้แค่เพื่อทำความร้อน แต่ยังรองรับการทำงานในเมืองหลายด้าน
- รีดผ้าลินินของ The Waldorf Astoria
- ล้างจานและอุ่นอาหารในร้านอาหาร
- ซักเสื้อผ้าในร้านซักรีด
- ฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ของ NewYork-Presbyterian Hospital
- ควบคุมความชื้นและอุณหภูมิรอบงานศิลปะของ Metropolitan Museum of Art
- ทำความร้อนพื้นที่และน้ำร้อนในอพาร์ตเมนต์และอาคารสำคัญต่าง ๆ
- ระบบนี้ทำงานในรูปแบบ ผลิตจากศูนย์กลาง วัดปริมาณ และส่งผ่านท่อ เช่นเดียวกับไฟฟ้า ท่อระบายน้ำ และน้ำประปา
- ปัจจุบันเครือข่ายท่อยาว 105 ไมล์รองรับอาคารกว่า 1,500 แห่ง อสังหาริมทรัพย์ 500 ล้านตารางฟุตในแมนฮัตตัน และเป็นฐานการใช้ชีวิตของผู้คน 3 ล้านคน
ปัญหาการทำความร้อนก่อนยุคระบบทำความร้อนส่วนกลาง
- การทำความร้อนคิดเป็นประมาณ ครึ่งหนึ่ง ของการใช้พลังงานขั้นสุดท้ายทั่วโลก
- ก่อนมีระบบทำความร้อนส่วนกลางสมัยใหม่ เตาผิงและเตาเป็นวิธีหลัก โดยเผาเชื้อเพลิงอย่างไม้ ถ่านหิน พืชผลส่วนเกิน และมูลสัตว์
- เตาผิงแบบดั้งเดิมไม่มีประสิทธิภาพอย่างมาก โดยดึงอากาศเข้าเพื่อการเผาไหม้ 300 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที และปล่อยความร้อนที่เกิดขึ้นออกปล่องไฟได้มากสุดถึง 85%
- การตัด ขน และผ่าฟืนอาจต้องใช้แรงงานมากถึง สองเดือนต่อคนต่อปี
- เชื้อเพลิงแข็งยังเพิ่มมลพิษทั้งในอาคารและนอกอาคาร
- งานวิจัยชิ้นหนึ่งคำนวณว่าเตาผิงปล่อย PM2.5 58mg ต่อไม้ฟืน 1kg
- การอยู่ในห้องที่เปิดเตาผิงฟืนนาน 1 ชั่วโมง ถูกคำนวณว่าเทียบได้กับอายุขัยที่สั้นลงราว 18 นาที หรือพอ ๆ กับบุหรี่ 1.5 มวน
พัฒนาการของระบบทำความร้อนส่วนกลางและหม้อน้ำ
- James Watt วางรากฐานของระบบทำความร้อนส่วนกลางในช่วงปลายทศวรรษ 1700 โดยเชื่อมหม้อไอน้ำส่วนกลางเข้ากับท่อภายในบ้านของตน
- William Strutt ใช้ถ่านหินให้ความร้อนแก่อากาศเย็นก่อนส่งผ่านท่อดักต์เข้าไปในบ้านในปี 1805
- ราวปี 1863 หม้อน้ำ เริ่มมีรูปแบบสำคัญของระบบทำความร้อนในบ้านสมัยใหม่
- ปล่อยไอน้ำผ่านท่อที่พับไปมาเพื่อให้ได้พื้นที่ผิวมากในพื้นที่ขนาดเล็ก
- ถ่ายทอดความร้อนสู่ห้องผ่านการพาความร้อนและการแผ่รังสี
- ติดตั้งวาล์วที่หม้อน้ำแต่ละตัวเพื่อควบคุมอุณหภูมิแยกตามห้องได้
- หม้อน้ำช่วยปรับปรุงการกระจายความร้อนภายในอาคาร แต่แต่ละอาคารก็ยังต้องมีหม้อไอน้ำของตัวเอง
- หม้อไอน้ำหน้างานในอาคารขนาดใหญ่มีภาระด้านพื้นที่และต้นทุนสูง เพราะต้องมีห้องหม้อไอน้ำ พื้นที่เก็บถ่านหิน ระบบท่อ และช่างผู้ชำนาญสำหรับบำรุงรักษา
โลจิสติกส์ถ่านหินและมลพิษในเมือง
- หากให้ความร้อนแก่ Empire State Building ด้วยถ่านหิน จะต้องใช้ถ่านหินมากกว่า 45 ตันต่อวัน หรือราวสองตู้คอนเทนเนอร์
- สถานีไฟฟ้า Pearl Street ของ Thomas Edison ก็ใช้ถ่านหินมากกว่า 20 ตันต่อวันในช่วงเปิดดำเนินการปี 1882
- ราคาที่ดินในแมนฮัตตันที่สูงขึ้นทำให้ปัญหาพื้นที่สำหรับเก็บและจัดการถ่านหินยิ่งรุนแรง
- ตั้งแต่ทศวรรษ 1790 ถึงทศวรรษ 1880 ราคาที่ดินหลักเพิ่มขึ้น 10 เท่า
- จาก 400 ดอลลาร์ต่อเอเคอร์ในปี 1825 พุ่งขึ้นเป็นมากกว่า 1 ล้านดอลลาร์ต่อเอเคอร์ในปลายศตวรรษที่ 19 และมีมูลค่าเทียบปัจจุบันมากกว่า 30 ล้านดอลลาร์
- ประเภทของถ่านหินก็จำกัดเงื่อนไขการดำเนินงานด้วย
- Anthracite มีคาร์บอน 92~98% เผาไหม้ได้ร้อนและสะอาดกว่า แต่ติดไฟยาก
- Bituminous coal มีคาร์บอน 45~86% ร้อนน้อยกว่าและก่อมลพิษมากกว่า
- เมืองต่าง ๆ ในสหรัฐเริ่มควบคุมเขม่าและควันตั้งแต่ทศวรรษ 1880 แต่กฎระเบียบมักถูกเพิกเฉย
- เมื่อการนัดหยุดงานในปี 1902 ทำให้ราคา anthracite สูงขึ้น โรงงานบางแห่งใน New York City จึงเปลี่ยนไปใช้ bituminous coal ส่งผลให้ควันปกคลุมเมืองและเพิ่มความกังวลของประชาชน
การเติบโตในแนวตั้งของแมนฮัตตันและความต้องการความร้อน
- ระหว่างปี 1850 ถึง 1900 ประชากรแมนฮัตตันเพิ่มจาก 515,000 คนเป็น 1.8 ล้านคน
- ความหนาแน่นประชากรในบางพื้นที่สูงถึง 632,000 คนต่อตารางไมล์ ซึ่งมากกว่าปัจจุบัน 10 เท่า
- ความแออัดก่อให้เกิดปัญหาด้านศีลธรรมและสาธารณสุข และการกำกับดูแลสลัมก็ยิ่งทำให้ปัญหาพื้นที่ขาดแคลนในแมนฮัตตันรุนแรงขึ้น
- รถไฟยกระดับอย่าง Ninth Avenue Line ที่เปิดในปี 1878 ช่วยขยายขนาดการใช้งานจริงของเมือง แต่ค่าโดยสารก็ยังไม่ถูกพอสำหรับแรงงานค่าแรงต่ำที่จะเดินทางประจำได้อย่างสม่ำเสมอ
- หากแมนฮัตตันต้องการเติบโตต่อไป ก็จำเป็นต้อง สร้างขึ้นด้านบน
- อาคารสูงเกิดขึ้นได้จากนวัตกรรมสำคัญสองอย่าง
- ลิฟต์นิรภัยของ Elisha Otis ในปี 1852 มีเบรกนิรภัยทำงานเมื่อสายเคเบิลขาด ช่วยลดความกลัวในการขึ้นลงอาคารสูง
- ความก้าวหน้าในการผลิตเหล็กกล้า เช่น กระบวนการ Bessemer ทำให้การสร้างโครงเหล็กที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงกว่าถึง 10 เท่าเป็นไปได้อย่างคุ้มค่า
- ความสูงของอาคารใน New York เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
- ปี 1890 อาคารที่สูงที่สุดมี 18 ชั้น
- ปี 1899 Park Row Building สูง 31 ชั้น
- ปี 1908 Singer Building สูง 41 ชั้น
- การสร้างอาคารสูงช่วยเพิ่มพื้นที่อยู่อาศัยและพื้นที่พาณิชย์ แต่พื้นที่เหล่านั้นก็ต้องการระบบทำความร้อน ไฟฟ้า และน้ำประปาควบคู่กันไป
Birdsill Holly และจุดเริ่มต้นของระบบทำความร้อนแบบเขต
- New York ตอบโจทย์ปัญหานี้ด้วย ระบบทำความร้อนแบบเขต ซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์ของ Birdsill Holly
- Holly ทำงานกับปัญหาความเสี่ยงจากไฟไหม้ในเมืองและระบบจ่ายน้ำ และในปี 1856 เขาได้สร้างอุปกรณ์ที่เป็นต้นแบบของปั๊มดับเพลิงไอน้ำ
- ระบบ ‘Holly System of Direct Water Supply and Fire Protection for Cities, Towns and Villages’ ของเขาจ่ายน้ำแรงดันให้บ้านเรือนและหัวดับเพลิงอย่างต่อเนื่อง ช่วยลดความจำเป็นของอ่างเก็บน้ำและท่อสแตนด์ไปป์
- มี 23 เมืองนำระบบนี้ไปเลียนแบบ และต่อมา U.S. Supreme Court ได้สั่งให้จ่ายค่าเสียหายแก่ Holly
- จากประสบการณ์ด้านปั๊มไอน้ำ ระบบท่อ และความหนาแน่นของเมือง Holly จึงพัฒนาแนวคิดระบบทำความร้อนแบบเขตด้วยไอน้ำ
- ใช้หม้อไอน้ำเพียงชุดเดียวให้ความร้อนแก่อาคารหลายหลัง เพื่อรวมศูนย์ความเสี่ยงจากไฟไหม้และโลจิสติกส์ด้านเชื้อเพลิงทำความร้อน
- เริ่มแรกใช้ท่อขนาด 1.5 นิ้ว ก่อนขยายเป็นท่อ 3 นิ้วภายในร่องไม้ที่หุ้มฉนวนด้วยใยหิน
- ส่งไอน้ำจากหม้อไอน้ำใต้ดินที่ 31 Chestnut Street ไปยังบ้านข้างเคียง
- ในปี 1877 การทดลองใช้งานระดับเขตที่ใช้งานได้จริงครั้งแรกจึงเริ่มขึ้น
- จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ใหม่ เช่น วาล์ว ตัวควบคุมแรงดัน steam trap ขายึดชดเชยการขยายตัวจากความร้อน และมิเตอร์
- ภายในฤดูหนาวมี 20 ครัวเรือนสมัครใช้งาน
- เครือข่ายประกอบด้วยท่อยาว 3 ไมล์ หม้อไอน้ำ 3 ชุด และแรงดัน 25~30psi
- หลังการทดลองประสบความสำเร็จ จึงมีการก่อตั้ง Holly Steam Combination Company และ Holly ได้จดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์มากกว่า 50 รายการ
- ภายในปี 1882 มีระบบไอน้ำแบบ Holly อย่างน้อย 20 แห่งที่เปิดใช้งาน และระบบใน Denver ก็ยังเดินเครื่องต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 1880
การเติบโตของ New York Steam Company
- แมนฮัตตันมีสาธารณูปโภคในเมืองอยู่แล้ว เช่น ท่อส่งน้ำจากแม่น้ำ Croton ในทศวรรษ 1830 และท่อก๊าซหลักในทศวรรษ 1850
- Wallace Andrews และ Charles E. Emery ได้เห็นแบบออกแบบของ Holly แล้วตัดสินใจนำระบบไอน้ำมาใช้ในนครนิวยอร์ก
- Andrews เป็นผู้ผลักดันการระดมทุนและขออนุญาตจากสภาเมือง โดยงานวางสายไฟฟ้าของ Edison ก็ส่งผลต่อสภาพแวดล้อมด้านการอนุญาตขุดถนนเช่นกัน
- ในปีแรกของการดำเนินงานคือปี 1882 New York Steam มีรายได้รวม 200,000 ดอลลาร์ หรือราว 6 ล้านดอลลาร์เมื่อปรับตามเงินเฟ้อ
- สถานีไอน้ำแห่งแรกสร้างขึ้นที่ 172–176 Greenwich St ซึ่งปัจจุบันเป็นพื้นที่ของ World Trade Center memorial
- มีหม้อไอน้ำกำลัง 250 แรงม้า 64 ตัววางอยู่ในอาคาร 4 ชั้น
- ถ่านหินถูกลำเลียงขึ้นไปยังชั้นบน แล้วปล่อยลงสู่หม้อไอน้ำผ่านรางชูต ส่วนเถ้าก็ถูกทิ้งลงสู่ชั้นใต้ดินด้วยวิธีเดียวกัน
- ในปี 1884 มีท่อเดินระบบแล้ว 5 ไมล์ และทำกำไรได้จากการส่งไอน้ำให้ลูกค้า 250 ราย ตั้งแต่ Battery ไปจนถึง Murray St ใกล้กับ Civic Center ในปัจจุบัน
- ระบบรวมศูนย์ยังมีข้อดีในด้านผังเมืองและสาธารณสุข
- New York Steam Corporation ประเมินว่าระบบรวมศูนย์นี้เข้ามาแทนที่ถ่านหิน 1.2 ล้านตันและควันจากปล่องไฟมากกว่า 2,500 ปล่อง
- มีการคำนวณว่าหากต้องขนถ่านหินและเถ้าแบบเดิม จะต้องใช้รถบรรทุกขนาด 5 ตันวันละ 700 คัน เป็นเวลา 300 วัน
- ยิ่งมีอาคารใหม่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายมากขึ้น ต้นทุนการวางท่อและขนย้ายถ่านหินก็ยิ่งกระจายไปยังค่าบริการของลูกค้าได้มากขึ้น ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพสูงขึ้น
- ลูกค้ารุ่นแรกจำนวนมากเป็นอาคารสำนักงาน เช่น First National Bank และยังรวมถึงร้านอาหาร เครื่องกำเนิดไฟฟ้า โรงซักรีด และโรงอาบน้ำสาธารณะ
- ตึกระฟ้าสไตล์ Art Deco ส่วนใหญ่ในช่วงทศวรรษ 1920–1930 รับไอน้ำจาก New York Steam Company
- Standard Oil Building
- Ritz Tower Building
- New York Life Insurance Company
- Paramount Building
- Chrysler Building
- Waldorf-Astoria
- Rockefeller Center
- Empire State
- ในปี 1931 กำไรต่อปีแตะ 2 ล้านดอลลาร์ และในปี 1932 ระบบนี้กลายเป็นระบบทำความร้อนแบบเขตที่ใหญ่ที่สุดในโลก ด้วยท่อรวม 65 ไมล์และอาคารที่เชื่อมต่อมากกว่า 2,500 แห่ง
ระบบไอน้ำสมัยใหม่ที่ ConEd ดำเนินงาน
- ปัจจุบันเครือข่ายนี้เป็นของ Consolidated Edison หรือ ConEd
- มีโรงผลิตอยู่ 4 แห่งในแมนฮัตตันและ 1 แห่งใน Queens และยังซื้อไอน้ำเพิ่มจากโรงไฟฟ้าขนาด 322MW ใน Brooklyn
- โรงงานที่ใหญ่ที่สุดอยู่ที่ 14th Street ริมแม่น้ำ East River และกินพื้นที่เกือบทั้งบล็อกเมือง
- หม้อไอน้ำขนาดใหญ่ 12 ตัวทำความร้อนน้ำจนถึงประมาณ 177°C
- จากนั้นอัดเข้าสู่เครือข่ายที่แรงดัน 150psi หรือราว 10 บรรยากาศ
- กำลังการผลิตรวมของจุดติดตั้งหม้อไอน้ำทั้ง 6 แห่งอยู่ที่ประมาณ 11.5 ล้านปอนด์ ของไอน้ำต่อชั่วโมง
- ในช่วงพีกมีการใช้งานมากกว่า 9 ล้านปอนด์ต่อชั่วโมง
- ในฤดูหนาว ปริมาณการใช้น้ำใกล้เคียงกับสระว่ายน้ำโอลิมปิกเกือบ 2 สระต่อชั่วโมง
- โดยทั่วไปไอน้ำจะออกผ่านท่อหลักขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลาง 2–3 ฟุต ก่อนกระจายไปยังเครือข่ายท่อย่อยยาว 105 ไมล์
ท่อใต้ดินและวิธีเชื่อมต่ออาคาร
- ท่อรุ่นเก่าเป็นเหล็กหล่อ และบางส่วนยังมีฉนวนแร่ใยหินที่ Emery ใช้เหลืออยู่ ซึ่งเป็นปัญหาเมื่อซ่อมบำรุงหรือเกิดรอยร้าว
- ในเหตุท่อแตกครั้งใหญ่ล่าสุดเมื่อปี 2023 นครนิวยอร์กต้องปิดถนน 7 ช่วงตึก และล้างทำความสะอาดอาคารกับถนนโดยรอบ
- ท่อรุ่นใหม่ทำจากโลหะผสมเหล็กกล้าคาร์บอน มักหุ้มด้วยฉนวนใยแร่แล้ววางไว้ในรางคอนกรีตสำเร็จรูป
- ช่วยลดการสูญเสียความร้อน
- ช่วยลดผลกระทบต่อท่อและสายไฟใกล้เคียง
- ท่อส่วนใหญ่อยู่ลึกใต้ดิน 4–15 ฟุต ซึ่งลึกกว่าสาธารณูปโภคชนิดอื่น
- ท่อหลักที่ลึกที่สุดอยู่ใต้ Park Avenue Tunnel ลึกกว่ารางรถไฟที่วิ่งระหว่าง Bronx กับ Grand Central ลงไปอีก 30 ฟุต
- เมื่อตึกใหม่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย จะมีการติดตั้งวาล์วบริการและท่อ แล้วลดแรงดันไอน้ำที่เข้าชั้นใต้ดินลงมาเหลือประมาณ 125psi
- หลังจากนั้นอาคารส่วนใหญ่จะส่งไอน้ำที่ผ่านมิเตอร์และอุปกรณ์ลดแรงดันไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อกระจายต่อไปยังอพาร์ตเมนต์และห้องต่าง ๆ
มิเตอร์ ค่าบริการ และผลของความหนาแน่น
- ConEd ใช้มิเตอร์แบบ orifice plate เป็นหลักในการคำนวณค่าบริการลูกค้า
- เป็นแผ่นโลหะบางที่มีรูเจาะอย่างแม่นยำ ติดตั้งในแนวตั้ง داخلท่อ
- เซ็นเซอร์จะวัดความดันที่ลดลงเมื่อไอน้ำไหลผ่านรู เพื่อนำไปคำนวณอัตราการไหล
- การคิดค่าบริการไอน้ำใช้หน่วย megapound ซึ่งเท่ากับ 1 ล้านปอนด์
- การเชื่อมต่อของอาคารอพาร์ตเมนต์ทุกแห่งต้องจ่ายค่าบริการคงที่ 3,555.43 ดอลลาร์ต่อเดือน ณ เวลาที่เขียน
- ค่าใช้ตามปริมาณเริ่มตั้งแต่ 11.35 ดอลลาร์ต่อ megapound ในฤดูร้อน ไปจนถึง 35.013 ดอลลาร์ในช่วงพีกซีซัน
- ตัวอย่างจากข้อมูลของ NYC Department of Buildings แสดงให้เห็นผลของความหนาแน่นต่อค่าใช้จ่าย
- อาคารพักอาศัย 70 ยูนิตใน Midtown ที่ 201 East 62nd Street ใช้ 5,962 megapound ในปี 2021 คิดเป็นประมาณ 16,741.23 ดอลลาร์ต่อเดือน หรือ 239.16 ดอลลาร์ต่อยูนิตต่อเดือน
- Lincoln Towers ที่มี 454 ยูนิต จ่ายอย่างน้อย 47,370.80 ดอลลาร์ต่อเดือนสำหรับ 19,483 megapound หรือ 104.34 ดอลลาร์ต่อยูนิตต่อเดือน
- โครงสร้างราคานี้เอื้อประโยชน์อย่างมากต่อ อาคารที่มีความหนาแน่นสูง
การควบคุมแรงดันและปัญหาคอนเดนเสท
- ความท้าทายใหญ่ของการบำรุงรักษาเครือข่ายไอน้ำคือการจัดการ แรงดัน ที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อไอน้ำเคลื่อนที่และไหลเข้าสู่อาคาร
- วิศวกรใช้วาล์วสองด้านของวาล์วบริการเพื่อควบคุมแรงดันที่เข้าสู่ลูกค้าแต่ละรายอย่างละเอียด และใช้เซ็นเซอร์เฝ้าติดตามการใช้งานของระบบ
- หากแรงดันสูงเกินไป วาล์วจะเปิดเพื่อระบายไอน้ำออกผ่านตะแกรง
- หากแรงดันสูงเกินไปเป็นเวลานาน ConEd จะปิดหม้อไอน้ำบางส่วน
- หากแรงดันต่ำเกินไป จะเปิดหม้อไอน้ำเพิ่มหรือปิดวาล์วในจุดอื่นเพื่อเพิ่มการจ่าย
- กลไกป้อนกลับส่วนใหญ่ของระบบนี้เป็นแบบอัตโนมัติแล้ว และเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์กับวาล์วความแม่นยำสูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
- ปัจจุบันระบบนี้มีประสิทธิภาพแบบต้นทางถึงปลายทาง 60% {p:60}
- เมื่อไอน้ำเย็นลง จะเกิดคอนเดนเสท (condensate) ซึ่งเป็นหยดน้ำสะสมขึ้น
- คอนเดนเสทจะดูดซับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง
- ในช่วงท่อเก่าที่เข้าถึงโครงสร้างใต้ดินได้ยาก การซ่อมการกัดกร่อนอาจมีราคาแพงและเสี่ยงอันตราย
- ในฤดูหนาว คอนเดนเสทอาจแข็งตัวจนทำให้เกิดการอุดตันและท่อแตกได้
วอเตอร์แฮมเมอร์และเหตุระเบิดปี 2007
- ความขัดข้องที่รุนแรงที่สุดคือ วอเตอร์แฮมเมอร์ (waterhammer)
- คอนเดนเสทสามารถรวมตัวเป็นมวลน้ำที่เติมเต็มพื้นที่หน้าตัดของท่อได้
- เมื่อมวลน้ำนั้นเจอกับไอน้ำแรงดันสูง มันจะถูกผลักไปตามท่อและอาจเร่งความเร็วได้ถึง 100 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือมากกว่า 50 เมตรต่อวินาที
- เมื่อน้ำที่เคลื่อนที่เร็วชนกับวาล์วปิด โค้งหักศอกแรง ๆ หรือสิ่งกีดขวาง จะเกิดแรงดันพุ่งสูงที่มากกว่าแรงดันเดินระบบปกติอย่างมาก
- สิ่งนี้อาจนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงหรือทำให้ทั้งระบบล้มเหลว
- ความขัดข้องร้ายแรงครั้งล่าสุดเกิดขึ้นในปี 2007 ที่ 41st และ Lexington
- ท่ออายุ 82 ปีระเบิด กระจายเศษซากไปทั่ว Midtown
- ฝนตกหนักทำให้ท่อเย็นลงและเกิดคอนเดนเสทจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
- กับดักไอน้ำที่อุดตันทำให้น้ำระบายออกไม่ได้
- ความดันภายในพุ่งสูงจนเกิดการระเบิด
- มีผู้บาดเจ็บเกือบ 50 คน และผู้หญิงคนหนึ่งเสียชีวิตจากอาการหัวใจวายระหว่างพยายามหลบหนี
ทำไมระบบทำความร้อนแบบเขตสมัยใหม่จึงหันไปใช้น้ำร้อน
- ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ไอน้ำหาได้ง่ายจากโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม และอุณหภูมิสูงของมันก็เหมาะทั้งกับกระบวนการอุตสาหกรรมและการใช้งานในบ้าน
- ไอน้ำลอยขึ้นด้านบน จึงเข้ากับสภาพเมืองหนาแน่นที่มีอาคารสูงได้ตามธรรมชาติ
- ด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่สูงและพลังงานความร้อนที่มาก จึงยังส่งความร้อนได้ไกลพอแม้จะมีการสูญเสียความร้อนระหว่างทาง
- หลังทศวรรษ 1930 การออกแบบระบบใหม่โดยทั่วไปเปลี่ยนไปใช้ น้ำร้อน เป็นตัวกลางถ่ายเทความร้อน
- ระบบน้ำร้อนสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 180°C ภายใต้แรงดันสูง และต่ำได้ถึง 40°C
- อุณหภูมิที่ต่ำกว่าช่วยลดความต่างอุณหภูมิกับสภาพแวดล้อม จึงลดการสูญเสียความร้อน
- ฉนวนก็โดยทั่วไปมีประสิทธิภาพดีกว่าที่อุณหภูมิต่ำ
- ระบบไอน้ำสูญเสียความร้อนระหว่างการกระจาย 10–25% ขณะที่ระบบน้ำร้อนอุณหภูมิต่ำสามารถลดเหลือ 3–5%
- อุณหภูมิและแรงดันที่ต่ำกว่ายังช่วยลดความเสี่ยงจากอุบัติเหตุแรงดันสูงและการรั่วไหล ทำให้การติดตั้งและบำรุงรักษาง่ายกว่า ปลอดภัยกว่า และถูกกว่า
ต้นทุนการกู้คืนคอนเดนเสทและการสูญเสียพลังงาน
- ระบบไอน้ำต้องจัดการคอนเดนเสทแยกต่างหาก ทำให้มีความซับซ้อนมากขึ้น
- คอนเดนเสทต้องถูกแยกออกจากไอน้ำแล้วระบายทิ้ง หรือไม่ก็สูบกลับไปยังหม้อไอน้ำผ่านท่อส่งกลับเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่
- โดยทั่วไป 50–60% ของต้นทุนลงทุนของระบบทำความร้อนแบบเขตจะอยู่ที่ท่อและปั๊ม
- ในระบบขนาดใหญ่ ท่อส่งกลับอาจมีราคาแพงเกินไป
- หากระบายคอนเดนเสททิ้ง จะสูญเสียพลังงานรวมที่ป้อนเข้าสู่ระบบไป 15% ทำให้ประสิทธิภาพการเดินระบบลดลง
- เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพ 70–90% ของระบบสมัยใหม่ ความต่างจากประสิทธิภาพ 60% ของระบบไอน้ำ New York เกิดจากการสูญเสียระหว่างการกระจายและการระบายคอนเดนเสทเป็นหลัก
ระบบทำความร้อนส่วนกลางด้วยน้ำร้อนและแหล่งความร้อนใหม่
- ระบบน้ำร้อนสามารถทำให้น้ำร้อนถึงอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดได้ง่ายด้วยฮีตเตอร์แบบจุ่มไฟฟ้า จึงผสานเข้ากับพลังงานหมุนเวียนได้ง่าย
- โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้น้ำจำนวนมากในการหล่อเย็นเตาปฏิกรณ์ และเตาปฏิกรณ์ที่ Beznau และ Haiyang ก็จ่ายความร้อนให้ระบบทำความร้อนส่วนกลางแล้วหลายร้อย GWh ต่อปี
- ดาต้าเซ็นเตอร์ก็เป็นแหล่งความร้อนที่มีศักยภาพเช่นกัน เพราะเกือบเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไปทั้งหมดเป็นความร้อน
- ดาต้าเซ็นเตอร์ขนาดใหญ่หนึ่งแห่งสามารถปล่อยความร้อนได้ 20~50MW
- ในปี 2024 ดาต้าเซ็นเตอร์ทั่วโลกใช้ไฟฟ้ารวม 47GW
- โครงการพัฒนาใหม่บางแห่งนำความร้อนทิ้งจาก London Underground มาใช้กับฮีตปั๊มเพื่อป้อนระบบทำความร้อนส่วนกลาง
- น้ำในสถานะของเหลวที่ 100°C มีความร้อนจำเพาะมากกว่าไอน้ำที่อุณหภูมิเดียวกันราวสองเท่า จึงเก็บพลังงานได้ราวสองเท่าต่อการเพิ่มอุณหภูมิหนึ่งหน่วยต่อกิโลกรัม
- ระบบที่ใช้น้ำร้อนสามารถกักเก็บพลังงานไว้ในช่วงที่ความต้องการไฟฟ้าต่ำหรือมีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมาก แล้วปล่อยออกมาเป็นความร้อนในภายหลัง
- โครงข่ายทำความร้อนในเมืองยังสามารถทำหน้าที่เป็น แหล่งกักเก็บพลังงานระดับเมือง เพื่อช่วยพยุงโครงข่ายไฟฟ้าได้ด้วย
ตัวอย่างระบบทำความร้อนส่วนกลางทั่วโลก
- ทั่วโลกมีระบบทำความร้อนส่วนกลางอยู่หลายหมื่นระบบ โดยเฉพาะในยุโรปเหนือและยุโรปตะวันออก
- ขนาดท่อของเมืองหลัก ๆ ใหญ่มาก
- Helsinki: 870 ไมล์
- Copenhagen: มากกว่า 1,000 ไมล์
- Stockholm: 1,200 ไมล์
- Vienna: มากกว่า 750 ไมล์
- Moscow: มากกว่า 10,000 ไมล์
- Copenhagen จ่ายความต้องการทำความร้อนของเมืองมากกว่า 99% ผ่านระบบทำความร้อนส่วนกลาง
- Moscow United Energy Company จ่ายความร้อนให้ประชาชน 90% ของ Moscow
- ในสหราชอาณาจักรมีระบบทำความร้อนที่ให้บริการอาคารตั้งแต่สองหลังขึ้นไป 2,000 ระบบ และมากกว่าหนึ่งในสามอยู่ใน London
- คิดเป็นราว 2% ของความต้องการความร้อนในสหราชอาณาจักร
- ระบบน้ำร้อนชื่อดังของ Pimlico เปิดใช้งานในปี 1950 และให้ความร้อนแก่บ้านเรือนมากกว่า 3,000 หลังด้วยความร้อนทิ้งจาก Battersea Power Station โดยยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน
- Westminster กำลังพิจารณาปรับปรุงหรือปิดระบบ Pimlico เนื่องจากความเก่าและความเข้มข้นคาร์บอน
กรณีที่ไอน้ำยังคงได้เปรียบ
- บางระบบกำลังเลิกใช้ไอน้ำ และระบบใหม่ ๆ ก็น่าจะเดินระบบด้วยน้ำร้อนมากกว่า
- ถึงอย่างนั้นไอน้ำก็ยังมีข้อได้เปรียบชัดเจน
- ไอน้ำเคลื่อนที่ได้ด้วยตัวเอง จึงไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มส่งไปยังจุดที่ต้องการ
- ระบบน้ำร้อนต้องปั๊มน้ำกลับ
- ระบบไอน้ำที่ระบายน้ำคอนเดนเสทออกต้องใช้ปริมาณท่อเพียงประมาณครึ่งเดียว
- กระบวนการอุตสาหกรรมจำนวนมากยังต้องใช้ไอน้ำโดยตรง
- ภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง ระบบทำความร้อนส่วนกลางด้วยไอน้ำ ก็อาจยังเป็นตัวเลือกที่เหมาะกว่า
เงื่อนไขที่ทำให้ระบบทำความร้อนส่วนกลางใช้ได้จริง
- ระบบทำความร้อนส่วนกลางเป็นเทคโนโลยีระดับ ย่านเมือง อย่างแท้จริง และต้องการความหนาแน่นของความต้องการความร้อนที่สูง
- เนื่องจากการสูญเสียความร้อนและต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน หากความหนาแน่นความร้อนเชิงเส้น หรือปริมาณความร้อนที่ขายได้ต่อท่อเครือข่าย 1 เมตร ต่ำกว่า 2~3MWh ต่อปี โดยทั่วไปมักไม่คุ้มทุน
- นี่เทียบได้กับความหนาแน่นขั้นต่ำราว 12 ครัวเรือนต่อเอเคอร์ หรือ 30 ครัวเรือนต่อเฮกตาร์
- ระดับนี้ใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยของโครงการชานเมืองใหม่ในสหราชอาณาจักร แต่ถือว่าหนาทึบพอสมควรสำหรับการพัฒนาชานเมืองในสหรัฐฯ
- เขตใช้ประโยชน์ที่ดินเพื่อที่อยู่อาศัย R1 ของ Los Angeles กำหนดขนาดแปลงขั้นต่ำ 0.114 เอเคอร์ จึงต่ำกว่าเกณฑ์นี้ และทำให้ที่ดินที่อยู่อาศัยในเมืองสามในสี่ถูกตัดออกไป
- โดยทั่วไประบบทำความร้อนส่วนกลางจะมุ่งไปที่โครงการที่เล็กกว่าและหนาแน่นกว่า
- โครงการที่อยู่อาศัย
- ย่านศูนย์กลางธุรกิจ
- กลุ่มอาคารราชการ
- แคมปัส
- โรงพยาบาล มหาวิทยาลัย และสถานประกอบการอุตสาหกรรมสามารถเป็นแหล่งยึดเหนี่ยวที่ให้ความต้องการความร้อนพื้นฐานอย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้ระบบคุ้มค่ามากขึ้น
ต้นทุนเริ่มต้นและการสนับสนุนเชิงนโยบาย
- ต้นทุนเงินลงทุนเริ่มต้นสูง
- จากงานวิจัยปี 2014 ต้นทุนเครือข่ายทำความร้อนส่วนกลางในสหราชอาณาจักรอยู่ที่ประมาณ 1,242 ปอนด์ ต่อท่อ 1 เมตร
- ต้นทุนก่อสร้างที่สูงและระบบผังเมืองที่ซับซ้อนในประเทศที่ใช้ภาษาอังกฤษยิ่งผลักดันให้ต้นทุนสูงขึ้น
- มีแรงจูงใจทางการค้าที่ทำให้ผู้อยู่อาศัยสนับสนุนระบบลักษณะนี้
- ใน Denmark พลังงานส่วนกลาง 94.4% มีราคาถูกกว่าแหล่งความร้อนอิสระทางเลือกภายใต้อัตราควบคุม
- การคำนวณบางส่วนใน UK ชี้ว่าประหยัดได้ปีละ 350 ปอนด์เมื่อเทียบกับหม้อต้มก๊าซ และ 950 ปอนด์เมื่อเทียบกับฮีตปั๊มอากาศ
- หากต้องการขยายระบบทำความร้อนส่วนกลาง ก็มีแนวโน้มว่าจะต้องอาศัยการสนับสนุนเชิงนโยบายและแรงจูงใจทางการเงินอย่างมากเพื่อข้ามอุปสรรคเริ่มต้น
- รัฐบาล UK ได้กำกับดูแลตลาดนี้อย่างชัดเจนใน Energy Act 2023 และเริ่มกระบวนการรับฟังความเห็นเพื่อพิจารณา heat network zoning
- สรุปการรับฟังความเห็นมองว่า ในอนาคตความร้อนของสหราชอาณาจักรอาจมีสัดส่วนสูงสุด 20% ที่มาจากเครือข่ายความร้อน
ตำแหน่งของระบบไอน้ำ New York
- ระบบไอน้ำของ New York City เป็น สิ่งตกค้างเชิงสัญลักษณ์จากอดีต ที่กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันและภาษาทางภาพของเมือง
- มันทำหน้าที่เป็นเทคโนโลยีจำเป็นในยุคที่อาคารของแมนฮัตตันเริ่มพุ่งสูงขึ้นสู่ท้องฟ้า
- ระบบนี้เป็นหนึ่งในรากฐานทางประวัติศาสตร์ของการทำความร้อนส่วนกลางที่ถูกส่งออกไปทั่วโลกและได้รับการพัฒนาต่อยอด
- เมืองแห่งอนาคตอาจไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยท่อไอน้ำยาวหลายร้อยไมล์
- แต่อย่างน้อยส่วนสำคัญของการทำความร้อนและความเย็นในเมืองอนาคตอาจมาจากระบบระดับพื้นที่ที่ปั๊มน้ำผ่านท่อฉนวนประสิทธิภาพสูง
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ในบทความตั้งค่า ประสิทธิภาพตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง ไว้ที่ 60% และยังต้องบวกค่าบำรุงรักษาเครื่องกำเนิดไอน้ำกับเครือข่ายท่อเข้าไปด้วย
โครงข่ายส่งไฟฟ้ามีประสิทธิภาพถึงผู้บริโภคประมาณ 85% และหม้อน้ำไฟฟ้าแบบความต้านทานรุ่นเก่ามีประสิทธิภาพ 100% ถ้าอย่างนั้นก็สงสัยว่าอาคารสร้างใหม่มีเหตุผลอะไรที่จะเข้าร่วมระบบไอน้ำ
แต่ถ้าวัดจากศักยภาพความร้อน เทคโนโลยีแบบเก่าอยู่ที่ราว 33% และเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ดีที่สุดก็ได้เพียงประมาณ 45% เมื่อเผาถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติจะเกิดความร้อนจำนวนมาก และบางส่วนใช้หมุนกังหัน แต่ปริมาณมากถูกทิ้งสู่บรรยากาศผ่านคอนเดนเซอร์หรือไอเสีย
ตรงนี้เองที่การกระจายไอน้ำยอดเยี่ยมขึ้นมา เพราะทำให้ทำ การผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วม ได้ โดยนำความร้อนทิ้งบางส่วนจากการผลิตไฟฟ้าไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมทำความร้อน โรงไฟฟ้าต้องใช้ไอน้ำเหนือวิกฤตที่ 1000F และ 1000 PSI แต่เครือข่ายไอน้ำต้องการเพียงไอน้ำราว 150 PSI และ 350F และไอน้ำนี้ยังมีพลังงานจากหัวเผาเหลืออยู่มาก แต่มีประโยชน์ต่อกังหันค่อนข้างน้อย
ดังนั้นถ้าใช้ไฟฟ้าทำความร้อน ก็เท่ากับทิ้งความร้อนฟรีไปเปล่า ๆ แน่นอนว่าเครือข่ายกระจายความร้อนก็ไม่ได้ฟรี
หากไฟฟ้าผลิตจากโซลาร์และลมและสามารถกักเก็บได้ การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าอาจได้เปรียบทางเศรษฐศาสตร์ การกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยตรงนั้นยากกว่ามาก
Usage fees are then added on top, paying anywhere from $11.35 per megapound in the summer to $35.013 during peak season.แต่ไอน้ำที่ต่ำกว่า 1112 BTU ต่อปอนด์จะควบแน่นเมื่อเทียบกับอุณหภูมิห้อง ดังนั้นพลังงานความร้อนของไอน้ำหนึ่งเมกะปอนด์อย่างน้อยคือ 325,895 kWhเท่ากับต้นทุนส่วนเพิ่มประมาณ 1~3 เซนต์ต่อ MMBtu หรือ 3.5~11 เซนต์ต่อ MWh ค่าต่อเชื่อม $3,555 นั้นเล็กกว่าค่าไอน้ำ $13k~$44k ที่บทความกล่าวถึงมาก
เทียบกันแล้ว ก๊าซธรรมชาติอยู่ที่หลายดอลลาร์ต่อ MMBtu และไฟฟ้าขายส่งอยู่ที่ $40~$60 ต่อ MWh ไอน้ำถูกกว่าหลายลำดับขนาด
ถ้าราคาในบทความถูกต้อง ดูเหมือนว่า Lincoln Towers จ่าย $2.43 ต่อเมกะปอนด์ ซึ่งต่ำกว่าค่าใช้งาน $11.35 ที่ระบุไว้ก่อนหน้านั้นมาก จึงไม่รู้เหตุผล แต่ไอน้ำแทบจะเหมือนฟรี อาจมีเงินอุดหนุนหรือกฎระเบียบที่บังคับให้ผลิตอยู่ก็ได้ ไอน้ำจำนวนมากมาจากการผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วมซึ่งเป็นผลพลอยได้ของกระบวนการลดมลพิษ ดังนั้นต้นทุนต่ำก็สมเหตุสมผล แต่ถ้าจะอธิบายราคานี้ได้ ดูเหมือนว่าไอน้ำเกือบทั้งหมดต้องเป็นผลพลอยได้
ต้นทุนค่าเสียโอกาส แบบ “จริง ๆ เอาไปใช้ทำอย่างอื่นได้” จึงเป็น 0
ส่วนนี้สะดุดตามากเป็นพิเศษ:
in 1962, the anthracite seam under Centralia, PA – 25 miles to the west of Lehigh County – caught on fire and is still burning today.)น่าทึ่งที่เหมืองถ่านหินใต้ดินติดไฟมากว่า 60 ปีและยังคงไหม้อยู่ อยากรู้ว่าเหมืองจะไหม้ต่อไปได้อีกนานแค่ไหน รูปใน Google ก็น่าสนใจทีเดียว
https://www.dmr.nd.gov/ndgs/ndnotes/ndn13_h.htm และ https://www.dmr.nd.gov/ndgs/documents/newsletter/2013Winter/...
นักสำรวจยุคแรกหลายคนบันทึกเหตุไฟไหม้ถ่านหินในพื้นที่ northern Great Plains และตลอดหลายปี ไฟป่าทุ่งหญ้าได้จุดติดชั้นลิกไนต์หลายครั้ง ใน western North Dakota ที่ Theodore Roosevelt National Park และสองแห่งใกล้ Amidon ชั้นลิกไนต์ยังไหม้อยู่เป็นเวลาหลายปีจนถึงไม่นานมานี้ และชั้นลิกไนต์ที่ Buck Hill ในอุทยานไหม้ระหว่างปี 1951~1977
แต่นั่นเป็นเพียงประวัติศาสตร์สมัยใหม่ ระหว่างทำงานภาคสนามที่บิวต์ขนาดใหญ่ใน western North Dakota พบกรวดคลิงเกอร์ใน Arikaree Formation ซึ่งแสดงว่าถ่านหินไหม้มาตั้งแต่ก่อนที่หินชั้นนั้นจะทับถมเมื่อประมาณ 25 ล้านปีก่อน เป็นไปได้มากว่าไฟได้กวาดผ่านที่ราบ North Dakota และจุดติดชั้นถ่านหินมาตั้งแต่ราว 40 ล้านปีก่อน เมื่อทุ่งหญ้าเริ่มเกิดขึ้นครั้งแรก
https://en.wikipedia.org/wiki/Yanar_Dagh
https://www.cnn.com/travel/article/yanar-dag-azerbaijan-land...
Seattle ก็มีแบบนี้เหมือนกัน University of Washington ก็มี และน่าทึ่งที่ตอนนี้ก็ยังคุ้มค่าทางเศรษฐกิจอยู่
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Seattle_Steam_Company
ตอนเด็ก ๆ ผมไปย่านใจกลาง Indianapolis บ่อย ๆ และมักกลัวไอน้ำที่พุ่งขึ้นมาจากฝาท่อและตะแกรงถนนอยู่เสมอ พอมารู้ทีหลัง ความกลัวนั้นก็ไม่ได้ไร้เหตุผล เพราะบางครั้งมันก็ระเบิดด้วย [2]
0: https://en.wikipedia.org/wiki/Perry_K._Generating_Station
1: https://info.citizensenergygroup.com/thermal/history
2: https://www.wfyi.org/news/articles/locking-covers-installed-...
ลูกค้ารายใหญ่ที่สุดคือโรงพยาบาลบนเนินเขา และไอน้ำไม่ได้ใช้แค่ทำความร้อน แต่ยังใช้ ฆ่าเชื้อเครื่องมือแพทย์ ด้วย
หนึ่งในสามหนังสือที่ผมชอบที่สุดตอนเด็กเกี่ยวข้องกับบทความนี้ มันยังเป็นนิทานเปรียบเทียบที่ยอดเยี่ยมว่าด้วยการไหลของเวลาและเทคโนโลยีด้วย คุ้มที่จะหามาสักเล่ม และผมก็ยังมีหนังสือของตัวเองอยู่
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mike_Mulligan_and_His_Steam_...
เพิ่งรู้เป็นครั้งแรกว่าการกระจายไอน้ำถูกคิดค้นในสหรัฐฯ ราวปี 1880 และยังคงใช้อยู่ใน NYC ผมไม่เคยคิดว่า “Steam Plants” หมายถึง โรงงานที่ผลิตไอน้ำ เพื่อส่งจ่ายตามตัวอักษร นึกว่าเป็นสำนวนขำ ๆ ที่ใช้เรียกสิ่งที่พ่นควันสีขาวออกมา
ไม่ได้มีแค่เครือข่ายขนาดเล็กเท่านั้นที่เดินระบบด้วยไอน้ำ ระบบทำความร้อนด้วยไอน้ำ ของ Munich เริ่มมาตั้งแต่ปี 1908 และตั้งแต่ปี 2022 กำลังถูกดัดแปลงด้วยงบมหาศาลให้เป็นระบบน้ำร้อน เพื่อรองรับแหล่งความร้อนจากพลังงานความร้อนใต้พิภพและฮีตปั๊มหมุนเวียนอื่น ๆ ได้ดีขึ้น เพราะแหล่งความร้อนเหล่านี้ไม่สามารถร้อนพอที่จะสร้างไอน้ำเหนือจุดวิกฤตได้ [1]
[1] https://www.swm.de/dam/doc/geschaeftskunden/fernwaerme/flyer...
ดูเหมือนชาว New York จะชอบเอาอะไรต่อมิอะไรใส่ท่อจริง ๆ แค่ของธรรมดาอย่างน้ำ น้ำเสีย และก๊าซยังไม่พอ ก็เลยเอาไอน้ำใส่ท่อ, ที่ Roosevelt Island ก็เอาขยะผสมสุญญากาศใส่ท่อ [1], เมื่อก่อนยังเอาจดหมายใส่ท่อด้วย [2], ดูเหมือนจะส่งหนูผ่านท่อเข้าไปในบ้านคนด้วย, บางครั้งก็มีคนเอาดินปืนใส่ท่อ [3], และถึงขั้นเอาตัวเองใส่ท่อด้วย [4]
ฟังดู ฟรอยด์สุด ๆ จนควรไปคุยกับนักบำบัดหน่อยแล้ว
[1] https://www.untappedcities.com/inside-roosevelt-islands-futu...
[2] https://www.untappedcities.com/pneumatic-tube-mail-new-york-...
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/George_Metesky
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Second_Avenue_Subway
Shoreham Nuclear Power Plant สร้างโดย Long Island Lighting Company(LILCO) ระหว่างปี 1973~1984 ด้วยงบประมาณราว 6 พันล้านดอลลาร์ แต่ไม่เคยถูกใช้งานเลย และถูกรื้อถอนทั้งหมดในปี 1994 นับเป็นหนึ่งในโครงการอุตสาหกรรมที่แพงที่สุดในบรรดาโครงการที่สร้างเสร็จแล้วแต่ไม่ได้ถูกใช้ตามวัตถุประสงค์เดิม
สงสัยว่า ระบบทำความร้อนแบบเขต พบได้ทั่วไปแค่ไหน Montpelier ในรัฐ Vermont ใช้เตาฟืนผลิตไอน้ำแล้วส่งไปยังพื้นที่ส่วนใหญ่ของย่านใจกลางเมืองขนาดเล็ก: https://www.montpelier-vt.org/427/Project-Background
ผมไม่แน่ใจเรื่องแหล่งเชื้อเพลิงของเครือข่าย Minneapolis แต่เครือข่าย St Paul ใช้เศษไม้/ของเสียจากไม้และก๊าซธรรมชาติ
Minneapolis: https://cordiaenergy.com/our-networks/minneapolis/
St Paul: https://www.districtenergy.com/
เครือข่ายไอน้ำอายุ 30 ปีนี้บางครั้งก็รั่ว ทำให้เห็นพื้นดินเดือดปุด ๆ เหมือนบ่อน้ำพุร้อน
อยากรู้ว่าถ้าใช้ระบบทำความร้อนแบบนี้กับบ้านตัวเอง จะถูกกว่าการทำความร้อนด้วยน้ำมันสักแค่ไหน
(1) https://www.enwave.com/locations/pei.htm
ข้อเท็จจริงที่ผมชอบที่สุดเกี่ยวกับระบบกระจายไอน้ำคือ มันใช้ทำความเย็นได้ด้วย โดยใช้คอมเพรสเซอร์ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ หรือใช้ การทำความเย็นแบบดูดซับ
อย่างน้อยแบบแรก ดูเหมือนว่า ConEd ของ NYC เคยนำไปใช้จริงหรือศึกษาเป็นทางเลือก: https://web.archive.org/web/20071008014254/http://www.coned....