“我國年工業用能約29.1億噸標準煤，但（dàn）其中150攝氏度以下（xià）餘熱(低品位熱能)往往是‘廢熱’，其總量相當於工業用（yòng）能的（de）14.2%。如果40%的餘（yú）熱能得到有效利用（yòng），一年就（jiù）能節約1.65億噸標煤，意義巨大。”上海（hǎi）交通大學製冷與低溫工程研究所所長（zhǎng）王如（rú）竹說。
王如竹教授已經和綠色能源“磕”了30餘年，藏著20多項頂尖的綠色能源技術的中意綠色能源實驗室，是他多年技術攻堅的集成體（tǐ）現。在（zài）這裏，基於數十載製冷、換熱技術的研發，王如竹帶領團隊開展了“低品位餘能回收（shōu）技術及熱泵裝備研發與示範”項目，破解節能減排“痛點”。
熱泵作為一（yī）種節能技術，可將低溫廢熱變成有用的（de）高品位熱能，例如替代常規煤鍋爐進行供暖，可極大緩解北方集中供熱（rè）熱源緊張局（jú）麵，同時實現工業生產的節能降（jiàng）耗，讓天更藍、地更綠。
超強熱泵背後的“引（yǐn）擎”
不同溫度的廢熱有不同的用武之地（dì）。如中高溫餘熱通（tōng）過熱（rè）機對（duì）外做功可發電，中（zhōng）低溫餘熱通（tōng）過回（huí）收可發電、製冷和供熱，低溫餘熱可通過熱泵供應生（shēng）活（huó）熱水等。通過消耗少（shǎo）量的化石能源或（huò）電力，可以把回收的餘熱轉化為有用的高品位熱能，再用於工業流程（chéng）或供（gòng）暖（nuǎn）工程。
“溫度低、能量密度低且分散（sàn）等原因是低溫餘熱難以回收利用（yòng）的大難題。”王（wáng）如竹說。壓縮式熱泵、吸收式熱泵和（hé）化學（xué）熱泵是餘熱品位提升的主要途徑。三種熱泵技術雖已有一定發（fā）展，但一直以（yǐ）來難以突破熱泵（bèng）容量、能效比、溫升與可靠性兼得的（de）瓶頸。項目不僅需要攻克技術難題，還要考慮經濟效益。如果節能不節錢（qián），這些技術（shù）與裝備也難以推廣應用。
對此，王如竹帶領的項（xiàng）目組攻堅克難，通過單個技術的研發和對流程、工藝等方麵的創新（xīn）優（yōu）化，研製出效率高、容（róng）量大、熱負荷適應性強的“超級”熱泵，突破了低品位餘能規模化應（yīng）用的技術壁壘，並促進了新興熱泵裝備產（chǎn）業發展。
性能提升和係統優化匹（pǐ）配是提高壓縮（suō）式熱泵能效的關鍵。“一般設備采用蒸發器和冷凝器各一個的單一（yī）係統。”王如竹說。項目組將壓縮式熱泵（bèng）蒸發和冷凝溫度各（gè）分為兩（liǎng）段，采用獨立逆流雙係統（tǒng）進行分段蒸發和分段冷凝，減少了蒸發和冷凝的（de）換熱溫差，降低壓縮機壓比，從而提升（shēng）能效。
“高性能吸收式熱泵示範機組（zǔ）容量特別大，隻能實地組裝，任何返工或修改都要付出巨大代價（jià）。”項目組（zǔ）的潘權（quán）穩博士說，由於機組體積大，還（hái）需根據運輸的極限尺寸進行分割設計與製造（zào），並對每個部件進行嚴格的測試和質量把關，保證實地組裝一次成功（gōng）。本文由上海凱太轉（zhuǎn）載發布；上海凱太主要研發製（zhì）造（zào）一體化預製泵站,一體化雨水提升泵站,一體化汙水提（tí）升泵站,地埋式一體化預製泵站等;歡迎訪問上海凱太官網查詢具（jù）體產品信息。
相比而言，化學熱泵的技術成熟度遠低於壓縮式和（hé）吸收式熱泵（bèng）。項目（mù）團隊研究（jiū）的50千瓦級化學熱泵在國際上（shàng）沒有先（xiān）例（lì）可參考，研究人員的不懈努力，保證了示範工程的一次（cì）成（chéng）功。
“沿途下蛋”，產業化溢出效應顯著
研究的產業（yè）化應用（yòng）為項目團（tuán）隊（duì）研製的超（chāo）級熱泵提供了廣闊天（tiān）地。
用於鞍鋼靈山供暖改造工程的壓縮式熱泵示範機組，製熱能效（xiào）比較技術（shù）突破前提升了15%—20%，達6.67，熱輸出容量9兆瓦（wǎ），可年節省3500餘噸（dūn）標煤（méi）。“目（mù）前世界最先進的機組能效比也僅約5.5—5.8，威尼斯官方网站的機組已超世界最先進（jìn）水平。”王如竹很自豪，“該熱泵係統示範成（chéng）功後，客戶馬上又加訂了5台。”
在大唐甘肅發電有（yǒu）限公（gōng）司西固熱電廠餘熱回收供（gòng）暖的（de）示範項目中，項目研發的高效吸收式熱泵供熱效率是蒸汽供熱的1.77倍，目前已（yǐ）穩定運行了兩個供暖季。“第（dì）一個供暖季就回（huí）收了約4.34萬噸標煤的餘熱，節省了（le）52.9萬噸的水，減排13.5萬噸二氧化碳排放。”王如竹（zhú）說，這相當於15900台常規家用空（kōng）調（diào）熱泵的（de）製（zhì）熱量。
廢熱利用，除了熱（rè）能轉化，儲熱技術也相當關（guān）鍵。對此，團（tuán）隊研發（fā）了相變儲熱材料和係統，並直接“沿途下蛋”，在江蘇昂彼特堡能（néng）源集（jí）團實現了（le）成果轉（zhuǎn）化。“該儲熱器完全可以滿足我國北方地區的冬季供暖需求。”王如竹說。儲熱供暖示（shì）範工程也已落（luò）地北京延慶區政府大（dà）樓，3年不到就可回收投資。
此外，在行（háng）業難點“高溫水蒸氣熱泵”方麵，團隊研製出采用雙螺杆（gǎn）帶中間噴水冷卻的（de）壓縮式熱泵技（jì）術，並在（zài）漢鍾精機股份有限公司成功轉化應用。
同時，與項目牽頭單位上海交大合作的企業和單位也在不斷發展壯大：珠（zhū）海格力（lì）電器股（gǔ）份有限公司已開發（fā）出13項壓縮式製冷和熱泵相（xiàng）關的國際（jì）領先（xiān）技術；雙良節能（néng）係統股份有限（xiàn）公司建成了亞（yà）太地區規模最（zuì）大的溴化鋰（lǐ）中央空調製（zhì）造基地；中國科學院（yuàn）工程熱物（wù）理研究所建成國內（nèi）首台50千瓦級化學熱（rè）泵樣機……
基於示範工程，工業餘熱的網絡化利（lì）用、規模化應用還在探（tàn）索中。項目團隊（duì）編著的《低品位餘能網絡化利（lì）用導則》將（jiāng）成為工業（yè）餘熱規模化利用的指導書。“未來要綜合考慮餘熱熱源、餘熱轉（zhuǎn）換技術，根據用戶的需求，按照能量（liàng）目標和匹配（pèi）準則實現優化匹配，形成解決工業餘能（néng）電、熱、冷、儲（chǔ）高效利用的整（zhěng）體網絡化解決方案，這對（duì）量大麵廣的（de）節能減排具有（yǒu）重要意義。”王（wáng）如竹說，“希望威尼斯官方网站的這本指導書能為工業節能減排（pái）的大規模應用提供經（jīng）驗。”
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