超级热泵 让低品位余能实现回收利用
把“命门”把握在自己手中  “我国年工业用能约29.1亿吨标准煤,但其间150摄氏度以下余热(低档次热能)往往是‘废热’,其总量适当于工业用能的14.2%。假如40%的余热能得到有用使用,一年就能节约1.65亿吨标煤,含义巨大。”上海交通大学制冷与低温工程研讨所所长王如竹说。  王如竹教授现已和绿色动力“磕”了30余年,藏着20多项顶尖的绿色动力技能的中意绿色动力实验室,是他多年技能攻坚的集成表现。在这里,依据数十载制冷、换热技能的研制,王如竹带领团队展开了“低档次余能收回技能及热泵配备研制与演示”项目,破解节能减排“痛点”。  热泵作为一种节能技能,可将低温废热变成有用的高档次热能,例如代替惯例煤锅炉进行供暖,可极大缓解北方集中供热热源严重局势,一起完成工业生产的节能降耗,让天更蓝、地更绿。  超强热泵背面的“引擎”  不同温度的废热有不同的用武之地。如中高温余热经过热机对外做功可发电,中低温余热经过收回可发电、制冷和供热,低温余热可经过热泵供给日子热水等。经过耗费少数的化石动力或电力,能够把收回的余热转化为有用的高档次热能,再用于工业流程或供暖工程。  “温度低、能量密度低且涣散等原因是低温余热难以收回使用的大难题。”王如竹说。紧缩式热泵、吸收式热泵和化学热泵是余热档次进步的首要途径。三种热泵技能虽已有必定开展,但一直以来难以打破热泵容量、能效比、温升与可靠性兼得的瓶颈。项目不只需求霸占技能难题,还要考虑经济效益。假如节能不节钱,这些技能与配备也难以推广使用。  对此,王如竹带领的项目组攻坚克难,经过单个技能的研制和对流程、工艺等方面的立异优化,研制出功率高、容量大、热负荷适应性强的“超级”热泵,打破了低档次余能规划化使用的技能壁垒,并促进了新式热泵配备工业开展。  功能进步和体系优化匹配是进步紧缩式热泵能效的要害。“一般设备选用蒸腾器和冷凝器各一个的单一体系。”王如竹说。项目组将紧缩式热泵蒸腾和冷凝温度各分为两段,选用独立逆流双体系进行分段蒸腾和分段冷凝,减少了蒸腾和冷凝的换热温差,下降紧缩机压比,然后进步能效。  “高功能吸收式热泵演示机组容量特别大,只能实地拼装,任何返工或修正都要支付巨大价值。”项目组的潘权稳博士说,因为机组体积大,还需依据运送的极限尺度进行切割规划与制作,并对每个部件进行严厉的测验和质量把关,确保实地拼装一次成功。  比较而言,化学热泵的技能成熟度远低于紧缩式和吸收式热泵。项目团队研讨的50千瓦级化学热泵在世界上没有先例可参阅,研讨人员的不懈努力,确保了演示工程的一次成功。  “沿途下蛋”,工业化溢出效应明显  研讨的工业化使用为项目团队研制的超级热泵供给了广阔天地。  用于鞍钢灵山供暖改造工程的紧缩式热泵演示机组,制热能效比较技能打破前进步了15%—20%,达6.67,热输出容量9兆瓦,可年节约3500余吨标煤。“现在世界最先进的机组能效比也仅约5.5—5.8,咱们的机组已超世界最先进水平。”王如竹很骄傲,“该热泵体系演示成功后,客户立刻又加订了5台。”  在大唐甘肃发电有限公司西固热电厂余热收回供暖的演示项目中,项目研制的高效吸收式热泵供热功率是蒸汽供热的1.77倍,现在已安稳运行了两个供暖季。“第一个供暖季就收回了约4.34万吨标煤的余热,节约了52.9万吨的水,减排13.5万吨二氧化碳排放。”王如竹说,这适当于15900台惯例家用空调热泵的制热量。  废热使用,除了热能转化,储热技能也适当要害。对此,团队研制了相变储热资料和体系,并直接“沿途下蛋”,在江苏昂彼特堡动力集团完成了效果转化。“该储热器完全能够满意我国北方地区的冬天供暖需求。”王如竹说。储热供暖演示工程也已落地北京延庆区政府大楼,3年不到就可收回出资。  此外,在职业难点“高温水蒸气热泵”方面,团队研制出选用双螺杆带中心喷水冷却的紧缩式热泵技能,并在汉钟精机股份有限公司成功转化使用。  一起,与项目牵头单位上海交大协作的企业和单位也在不断开展壮大:珠海格力电器股份有限公司已开宣布13项紧缩式制冷和热泵相关的世界抢先技能;双良节能体系股份有限公司建成了亚太地区规划最大的溴化锂中央空调制作基地;中国科学院工程热物理研讨所建成国内首台50千瓦级化学热泵样机……  依据演示工程,工业余热的网络化使用、规划化使用还在探究中。项目团队编著的《低档次余能网络化使用导则》将成为工业余热规划化使用的指导书。“未来要归纳考虑余热热源、余热转化技能,依据用户的需求,依照能量方针和匹配原则完成优化匹配,构成处理工业余能电、热、冷、储高效使用的全体网络化处理方案,这对量大面广的节能减排具有重要含义。”王如竹说,“期望咱们的这本指导书能为工业节能减排的大规划使用供给经历。”

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