工业高温热泵前景
2022-11-16

一个更加生态、节能、优化的世界是我们共同的追求目标!为应对严峻的全球气候变化,国际社会在蒙约的基础上于2016年10月通过了《基加利修正案》,将16种氢氟碳(HFCs)化合物纳入管控范围,这是继2015年12月达成的《巴黎协定》后又一里程碑式的重要文件,开启了协同应对臭氧层耗损和气候变化的历史新篇章。作为最大的发展中国家和缔约国,中国在面临巨大困难的情况下,于2020年9月提出了“碳达峰”目标和“碳中和”愿景,并于2021年4月16日宣布接受《基加利修正案》,此举彰显了中国积极应对气候变化、坚持低碳发展的决心,将在环境、能源和经济方面给中国和全球带来深远的影响!

作为能源消费和制造业大国,中国目前二氧化碳的排放量大于100亿吨,而能源结构中碳基能源如煤炭、石油和天然气占绝大部分。从能源消耗的的角度来看,工业、交通和住宅是我国最主要的耗能板块,其中工业耗能达42.9EJ,约占全国总能源消费的49%。在工业能耗中约50-70%是以热能的形式消耗的,且其中的约45%为中低温热量,即温度小于250℃,大多数在80℃-170℃之间。基于目前能源结构和能耗板块分布,要实现“碳中和”就必须完成能源的转型,就必须加大主要以电力形式出现的零碳能源和低碳能源的比重。

热泵技术是电力转化为热量的最佳途径。在过去的10年中,得益于国家各方面政策的驱动和热泵技术节能环保的优点,热泵行业在热水、采暖和烘干应用领域得到了长足的发展,热泵技术在低于80℃的应用方面日趋成熟并获得了市场的广泛认可。全行业终端产值在2021年超过500亿元。受到欧洲天然气持续涨价的影响,热泵出口方面更是增长近一倍,表现抢眼。预计2022年,热泵在出口以及烘干应用方面将继续保持高速增长。

在碳达峰、碳中和的大背景下,高温热泵是未来热泵技术研究的重要方向之一,技术突破将导致性能和可靠性的大幅提升。工业高温热泵的应用前景十分广阔。

压缩机作为热泵系统的核心部件,运行在高温工况时,存在着巨大的性能和可靠性的挑战。轴系和润滑系统的正常工作对压缩机的可靠性而言至关重要,我们不仅需要根据冷媒的类型、压缩机部件材料的不同来选择合适的润滑油,还得对油路系统进行针对性的优化设计,以保证受力部件端面得到充分的润滑。考虑到工业高温热泵应用常见到的余热回收或高回气温度情况,对电机以及回气冷却流路必须进行增强和再优化设计,确保电机在高温下能长期可靠运行。同时,选配目前已经非常成熟的补气增焓、喷液以及中间排气技术,不仅可以很好地控制排气温度,还可以帮助系统提高运行效率和可靠性。

涡旋压缩机凭高容积效率、制热效果好和运行稳定等诸多耳熟能详的优点在热泵应用领域深受客户和市场的认可。相信在压缩机工程技术人员对高温热泵应用的深入研究,更多的涡旋核心应用技术,如多级排气技术、多级压缩技术和动态背压密封技术等将得到进一步的优化和突破,压缩机的高温应用性能和可靠性将得到大幅的提高!

总的来讲,碳中和目标的实现必须改变现有工业生产中的用热体系,而由此带来的产业链升级必将促进热泵和压缩机技术的变革。涡旋压缩机将在工业高温热泵的应用上和在工业节能减排的过程中成为最主要的助力。

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