西安交大陳文卿:走向風口的高溫熱泵
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9月10-12日,由中國制冷學會、國際制冷學會、江蘇省科協主辦,江蘇省制冷學會、無錫市科協、無錫市制冷學會、i傳媒承辦的“CHPC·中國熱泵”2023熱泵產業生態大會,在無錫成功召開。會議期間,西安交通大學蘇州研究院研究員 陳文卿對“CHPC·中國熱泵”2023高溫熱泵應用發展產業峰會作總結匯報。以下為演講實錄:

在高溫熱泵分論壇中,七個報告內容涵蓋了主機、系統、換熱器、壓縮機這些高溫熱泵系統關鍵部件以及高溫熱泵系統產品,其中還涉及到高溫熱泵系統的典型應用案例,以及企業以及學術端對于未來產品的規劃和布局的展望。作為目前熱泵行業中的熱點市場,高溫熱泵的技術和應用受到了廣泛的關注。
上海交通大學助理研究員胡斌分享了《高溫熱泵系統中間冷卻器參數優化研究》課題,報告體現了帶回熱的兩極壓縮高溫熱泵循環中間冷卻器的參數對于整個制熱循環的性能的影響。報告特色就是系統采用的是低GWP的R1336mzz(Z)工質,蒸發溫度70℃,冷凝溫度則是達到了160℃。雖然整個工作還是在循環優化設計這個階段,但是對未來直接出蒸汽的這種高溫熱泵,比如說出氣溫度達到150℃以上的高溫熱泵產品的研制,具有非常好的指導意義。
英華特與谷輪作為國內外專業渦旋壓縮機企業代表,各自分別于高溫熱泵系統的研發成果進行了分享展示,英華特目前已經擁有以R515b為工質、出水溫度達到100℃的壓縮機產品,到2023年年底,英華特還將推出以R245fa工質、實現最高冷凝溫度達到130℃的相關產品。谷輪也展示專用壓縮機的技術成果,出水溫度從30℃~120℃。同時,谷輪也將自己的產品應用到蘇州工廠中,通過磷化線的優化展示出良好的經濟效果。
格力、荏原、美的樓宇作為主機制造企業都詳細介紹了自身特色的產品,格力產品系列從大到小非常全面;荏原推出了直接出氣溫度178℃的離心式熱泵,雖然還在場內測試階段,但成果令人期待;美的樓宇除了推出成熟工質的高溫熱泵產品之外,目前正在全力開發R290的高溫熱泵。
目前中大容量的工業高溫熱泵系統的壓縮機,涵蓋了三種形式:螺桿式的高溫熱泵壓縮機、離心式的高溫熱泵壓縮機,以及水蒸汽壓縮機。螺桿式高溫熱泵壓縮機目前冷凝溫度能夠做到125℃,也有企業在開發135℃甚至更高溫度的螺桿壓縮機。目前的系統結構基本上都是在考慮永磁電機直驅變頻變容形式,但是也已經有了兩級壓縮的產品,兩級壓縮的產品又分單電機驅動的兩級壓縮和雙電機驅動的兩級壓縮。雙電機驅動的兩級壓縮在系統適應性上來講是非常好的,在每一種工況都能找到一個匹配出來最佳的工作狀態。對于螺桿式壓縮機來說,可能未來冷凝溫度在150℃以上,需要考慮到潤滑油、電機冷卻以及低GWP冷媒工質單位容積制冷量偏小的問題,現在一個趨勢是提轉速,另一個趨勢就是要高速無油化,而高速無油化下振動噪聲問題需要大家重點關注。
離心式高溫熱泵壓縮機目前主要是耐高溫的永磁電機結構形式,有兩級壓縮的,也有兩臺兩級壓縮串聯形成四級壓縮的形式。隨著磁懸浮這種應用越來越普及,從整體的發展趨勢來講,離心式高溫熱泵壓縮機冷凝溫度是正在往更高的溫區去拓展。
在水蒸氣壓縮機領域中,以目前的雙螺桿壓縮機形式來說,單級的溫升實現35K~40K之間,現在也有企業在測的水蒸氣壓縮機單級已經能達到了60K,而且還在進一步的提升。那么兩級壓縮可以實現80℃的溫升是沒有問題的,從100℃提升到180℃?,F在的趨勢是抓緊開發更高溫升的兩級壓縮以及四級壓縮的離心式水蒸汽壓縮機,預計在半年或者一年的時間會有企業會推出來相應的一些產品。(本內容為其在“CHPC·中國熱泵”2023熱泵產業生態大會總結報告發言,通過編輯整理成文)
“CHPC·中國熱泵”是中國制冷學會發起,以學會為平臺,以江億院士為核心,聯合相關多組織,組織開展“CHPC·中國熱泵”的相關工作,包括個人和企業組織建設、多媒體矩陣打造、專業學習平臺建設、線下活動系列以及和標準規范等全面開展,從而行業提供一個精準的資源共享的平臺。世界熱泵看中國,中國熱泵大有可為。“CHPC·中國熱泵”戰略規劃的實施,將會在規范化方面起到引領示范作用,將會促進國內外熱泵領域技術交流,推進我國熱泵產業高效綠色發展,助推中國熱泵走高質量發展之路,“CHPC·中國熱泵”,共同為中國熱泵事業向更高維度發展添磚加瓦。