技術(shù)分享特邀專家：盛穎|副教授，天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院
主題：大溫升熱泵技術(shù)
主要研究方向：能質(zhì)調(diào)配與轉(zhuǎn)化利用技術(shù);工業(yè)余熱回收技術(shù)研究；固廢資源化利用技術(shù);清潔能源互聯(lián)調(diào)配研究。
一、單級壓縮式高溫?zé)岜?/span>
1.高溫工質(zhì)BY-3
在最初研發(fā)的BY-3號中，其技術(shù)亮點有二：一是新型熱泵機組實現(xiàn)制熱溫度85℃，單級提升溫差70℃，在檢測標(biāo)準(zhǔn)熱源溫度48℃時，COP可高達3.62；二是高溫?zé)岜脵C組與余熱系統(tǒng)可配合使用，完成實際工程應(yīng)用?，F(xiàn)實生活中，利用BY-3號實施的典型應(yīng)用案例包括小區(qū)供暖系統(tǒng)改造、原油外輸提溫工程以及除濕轉(zhuǎn)輪耦合系統(tǒng)等。
2.高溫工質(zhì)BY-4
在BY-3的研發(fā)基礎(chǔ)上，為了進一步提高熱泵的工作溫區(qū)，盛穎副教授研究團隊又開發(fā)了高溫工質(zhì)BY-4，適用于90-110℃溫區(qū)。當(dāng)冷凝側(cè)出水與蒸發(fā)側(cè)進水溫差小于35℃時，此時COP大于3.5，性能也隨之更加優(yōu)質(zhì)。
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3.高溫工質(zhì)BY-5
如今，BY-5也隨之面世，實現(xiàn)了制熱溫度110℃，單級提升溫差高于60℃，檢測標(biāo)準(zhǔn)熱源溫度69.84℃時，COP能夠高達3.62。在新型工質(zhì)BY-5中，當(dāng)冷凝溫度為135℃時，飽和蒸氣壓力為2.64Mpa，另外當(dāng)蒸發(fā)溫度和溫度之差為60℃時，理論壓縮比小于4.0。此外，研究團隊通過對壓縮機、潤滑油、節(jié)流機構(gòu)控制程序的研究，從而實現(xiàn)了高溫下壓縮機從流固耦合到高溫潤混油、以及系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確控制。研究團隊利用高溫?zé)岜?，用于車間工藝塔底重沸器物料加熱工作，使之成為節(jié)能減碳的利器。二、復(fù)疊式高溫?zé)岜?/span>
由于單級壓縮式高溫?zé)岜迷诠ぷ鲿r存在一定的限制因素，因此其工作溫區(qū)無法持續(xù)突破，于是復(fù)疊式高溫?zé)岜脩?yīng)運而生。
復(fù)疊式高溫?zé)岜每蓪崿F(xiàn)制熱溫度140℃，最高提升溫差100℃。除此之外，當(dāng)熱源溫度為40℃-60℃之間時，COP為1.72。低溫端循環(huán)工質(zhì)即為BY-3,高溫端采用普通的R245fa。實驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)制熱溫度達到142℃時，高低端制冷循環(huán)的壓縮比分別為3.84和4.13，此時系統(tǒng)的COP為1.72。
高溫端冷鏈器出水溫度每升高10℃，系統(tǒng)COP則降低10%；低溫端蒸發(fā)器入口水溫每增加10℃，低溫端制冷劑質(zhì)量流量約增加1.75%；高溫端制冷劑質(zhì)量流量增加約0.8%，系統(tǒng)COP變化約為10.2%。目前實現(xiàn)的制熱溫度可高達168℃，最高提升溫差113℃。
新型工質(zhì)BY-6具有較高的單位容積制熱器。此外，將BY-6與BY-3配對使用，使得低溫端壓機的排氣壓力較低，高溫工況下運行也更加的廣泛。實驗系統(tǒng)測試結(jié)果如下：
總而言之，大溫差熱泵系列能夠覆蓋60-170℃的工作范圍，因此能夠滿足大多數(shù)工業(yè)熱泵的需求。
聶教授
