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超級(jí)熱泵 讓低品位余能實(shí)現(xiàn)回收利用

  “我國(guó)年工業(yè)用能約29.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,但其中150攝氏度以下余熱(低品位熱能)往往是‘廢熱’,其總量相當(dāng)于工業(yè)用能的14.2%。如果40%的余熱能得到有效利用,一年就能節(jié)約1.65億噸標(biāo)煤,意義巨大!鄙虾=煌ù髮W(xué)制冷與低溫工程研究所所長(zhǎng)王如竹說(shuō)。

    王如竹教授已經(jīng)和綠色能源“磕”了30余年,藏著20多項(xiàng)頂尖的綠色能源技術(shù)的中意綠色能源實(shí)驗(yàn)室,是他多年技術(shù)攻堅(jiān)的集成體現(xiàn)。在這里,基于數(shù)十載制冷、換熱技術(shù)的研發(fā),王如竹帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了“低品位余能回收技術(shù)及熱泵裝備研發(fā)與示范”項(xiàng)目,破解節(jié)能減排“痛點(diǎn)”。

    熱泵作為一種節(jié)能技術(shù),可將低溫廢熱變成有用的高品位熱能,例如替代常規(guī)煤鍋爐進(jìn)行供暖,可極大緩解北方集中供熱熱源緊張局面,同時(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能降耗,讓天更藍(lán)、地更綠。

    超強(qiáng)熱泵背后的“引擎”

    不同溫度的廢熱有不同的用武之地。如中高溫余熱通過(guò)熱機(jī)對(duì)外做功可發(fā)電,中低溫余熱通過(guò)回收可發(fā)電、制冷和供熱,低溫余熱可通過(guò)熱泵供應(yīng)生活熱水等。通過(guò)消耗少量的化石能源或電力,可以把回收的余熱轉(zhuǎn)化為有用的高品位熱能,再用于工業(yè)流程或供暖工程。

    “溫度低、能量密度低且分散等原因是低溫余熱難以回收利用的大難題!蓖跞缰裾f(shuō)。壓縮式熱泵、吸收式熱泵和化學(xué)熱泵是余熱品位提升的主要途徑。三種熱泵技術(shù)雖已有一定發(fā)展,但一直以來(lái)難以突破熱泵容量、能效比、溫升與可靠性兼得的瓶頸。項(xiàng)目不僅需要攻克技術(shù)難題,還要考慮經(jīng)濟(jì)效益。如果節(jié)能不節(jié)錢,這些技術(shù)與裝備也難以推廣應(yīng)用。

    對(duì)此,王如竹帶領(lǐng)的項(xiàng)目組攻堅(jiān)克難,通過(guò)單個(gè)技術(shù)的研發(fā)和對(duì)流程、工藝等方面的創(chuàng)新優(yōu)化,研制出效率高、容量大、熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)的“超級(jí)”熱泵,突破了低品位余能規(guī)模化應(yīng)用的技術(shù)壁壘,并促進(jìn)了新興熱泵裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

    性能提升和系統(tǒng)優(yōu)化匹配是提高壓縮式熱泵能效的關(guān)鍵!耙话阍O(shè)備采用蒸發(fā)器和冷凝器各一個(gè)的單一系統(tǒng)!蓖跞缰裾f(shuō)。項(xiàng)目組將壓縮式熱泵蒸發(fā)和冷凝溫度各分為兩段,采用獨(dú)立逆流雙系統(tǒng)進(jìn)行分段蒸發(fā)和分段冷凝,減少了蒸發(fā)和冷凝的換熱溫差,降低壓縮機(jī)壓比,從而提升能效。

    “高性能吸收式熱泵示范機(jī)組容量特別大,只能實(shí)地組裝,任何返工或修改都要付出巨大代價(jià)!表(xiàng)目組的潘權(quán)穩(wěn)博士說(shuō),由于機(jī)組體積大,還需根據(jù)運(yùn)輸?shù)臉O限尺寸進(jìn)行分割設(shè)計(jì)與制造,并對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和質(zhì)量把關(guān),保證實(shí)地組裝一次成功。本文由上海凱太轉(zhuǎn)載發(fā)布;上海凱太主要研發(fā)制造一體化預(yù)制泵站,一體化雨水提升泵站,一體化污水提升泵站,地埋式一體化預(yù)制泵站等;歡迎訪問(wèn)上海凱太官網(wǎng)查詢具體產(chǎn)品信息

    相比而言,化學(xué)熱泵的技術(shù)成熟度遠(yuǎn)低于壓縮式和吸收式熱泵。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究的50千瓦級(jí)化學(xué)熱泵在國(guó)際上沒(méi)有先例可參考,研究人員的不懈努力,保證了示范工程的一次成功。

    “沿途下蛋”,產(chǎn)業(yè)化溢出效應(yīng)顯著

    研究的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制的超級(jí)熱泵提供了廣闊天地。

    用于鞍鋼靈山供暖改造工程的壓縮式熱泵示范機(jī)組,制熱能效比較技術(shù)突破前提升了15%—20%,達(dá)6.67,熱輸出容量9兆瓦,可年節(jié)省3500余噸標(biāo)煤。“目前世界最先進(jìn)的機(jī)組能效比也僅約5.5—5.8,我們的機(jī)組已超世界最先進(jìn)水平!蓖跞缰窈茏院,“該熱泵系統(tǒng)示范成功后,客戶馬上又加訂了5臺(tái)。”

    在大唐甘肅發(fā)電有限公司西固熱電廠余熱回收供暖的示范項(xiàng)目中,項(xiàng)目研發(fā)的高效吸收式熱泵供熱效率是蒸汽供熱的1.77倍,目前已穩(wěn)定運(yùn)行了兩個(gè)供暖季!暗谝粋(gè)供暖季就回收了約4.34萬(wàn)噸標(biāo)煤的余熱,節(jié)省了52.9萬(wàn)噸的水,減排13.5萬(wàn)噸二氧化碳排放!蓖跞缰裾f(shuō),這相當(dāng)于15900臺(tái)常規(guī)家用空調(diào)熱泵的制熱量。

    廢熱利用,除了熱能轉(zhuǎn)化,儲(chǔ)熱技術(shù)也相當(dāng)關(guān)鍵。對(duì)此,團(tuán)隊(duì)研發(fā)了相變儲(chǔ)熱材料和系統(tǒng),并直接“沿途下蛋”,在江蘇昂彼特堡能源集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化!霸搩(chǔ)熱器完全可以滿足我國(guó)北方地區(qū)的冬季供暖需求!蓖跞缰裾f(shuō)。儲(chǔ)熱供暖示范工程也已落地北京延慶區(qū)政府大樓,3年不到就可回收投資。

    此外,在行業(yè)難點(diǎn)“高溫水蒸氣熱泵”方面,團(tuán)隊(duì)研制出采用雙螺桿帶中間噴水冷卻的壓縮式熱泵技術(shù),并在漢鐘精機(jī)股份有限公司成功轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

    同時(shí),與項(xiàng)目牽頭單位上海交大合作的企業(yè)和單位也在不斷發(fā)展壯大:珠海格力電器股份有限公司已開(kāi)發(fā)出13項(xiàng)壓縮式制冷和熱泵相關(guān)的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù);雙良節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司建成了亞太地區(qū)規(guī)模最大的溴化鋰中央空調(diào)制造基地;中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所建成國(guó)內(nèi)首臺(tái)50千瓦級(jí)化學(xué)熱泵樣機(jī)……

    基于示范工程,工業(yè)余熱的網(wǎng)絡(luò)化利用、規(guī);瘧(yīng)用還在探索中。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)編著的《低品位余能網(wǎng)絡(luò)化利用導(dǎo)則》將成為工業(yè)余熱規(guī);玫闹笇(dǎo)書(shū)!拔磥(lái)要綜合考慮余熱熱源、余熱轉(zhuǎn)換技術(shù),根據(jù)用戶的需求,按照能量目標(biāo)和匹配準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配,形成解決工業(yè)余能電、熱、冷、儲(chǔ)高效利用的整體網(wǎng)絡(luò)化解決方案,這對(duì)量大面廣的節(jié)能減排具有重要意義。”王如竹說(shuō),“希望我們的這本指導(dǎo)書(shū)能為工業(yè)節(jié)能減排的大規(guī)模應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。”

產(chǎn)品關(guān)鍵詞:一體化預(yù)制泵站 , 切割式排污泵 , 全自動(dòng)隔油設(shè)備 , 污水提升設(shè)備 , 研磨排污泵 , 無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備 , 排污泵 , QBY氣動(dòng)隔膜泵 , 微型隔膜泵, G型螺桿泵

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