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高温二氧化碳热泵
由于人工合成的制冷剂本来并不存在于自然界中，必然会对环境造成某些已知或者未知的影响，因此，自然工质以及类自然工质成为目前制冷剂的首选，CO2就是其中很有潜力的一种。CO2较传统制冷剂的优势在于 ODP=0、GWP=1、单位制冷量大、换热性能优良以及在低环境温度下优越的使用效果。本项目是基于自然工质-二氧化碳，突破了高压二氧化碳蒸发器、气冷器的设计，确定其换热能力和经济性的最优匹配，制定膨胀功回收方法及其控制策略。最终研制出高温高效二氧化碳热泵系统。该系统可用于产生热水，出水温度可高达 90℃，也可应用于干燥温度较高的物料干燥场合，还可用于产生蒸汽，在消毒、熨烫等领域应用。该系统在零下 25 摄氏度的环境温度下可以正常启动并具有一定的制热能力。中国目前正处于节能减排、制冷剂替代的大趋势下，加之某些条件下传统制冷剂热泵无法达到要求，因此二氧化碳热泵具有广阔的应用前景。
中国科学院大学
2021-04-11
化工生产中的热泵节能技术与装备
该技术实际上是一种结合具体生产流程的工艺改进及其 相应成套装置的开发，不是标准化的产品装置，需要结合具体对象量身定制地进行开发。
西安交通大学
2021-04-11
联合站油田采油污水余热回收热泵装置
注水采油生产工艺中，油气水混合物被输送到联合站进行三相分离，典型的分离工艺是将油气水混合物加热到 45-48℃，送入三相分离器进行三相分离，分离后的原油含水率达到销售标准，废水经过滤沉降、冷却降温、生化处理等手段处理后回注地下，气体则作为生产过程加热的燃料。国内大部分油田井口采出液的含水率一般都在 70%以上，长庆油田约为 50%左右。以含水率 50%为例，水的比热约为原油的两倍，因此用于加热混合物的热量约有 3/4消耗在水中，三相分离后这部分废水携带大量余热回注地下，造成能量浪费。这些用于加热站外来液的能源形式主要有两种：一是附近刚好有天然气采气厂，则可从采气厂引专门的天然气管线供应燃料，经济性较好；附近没有采气厂的，只能烧外输的原油获取热量，经济性非常差并影响原油产量。三相分离器分离出的天然气有限，对解决生产加热作用甚微。
西安交通大学
2021-04-11
化工生产中的热泵精馏节能技术与装备
项目背景简述：化工生产中存在大量的蒸发、浓缩、精馏、结晶、干燥等分离过程，这一过程需要消耗巨大的能量作为塔釜热源，同时消耗大量的冷却水将塔顶蒸发产物冷凝成液态。本项目针对这一背景，基于压缩式热泵技术，提出了一种适用于此类工艺过程的节能改造技术，其基本思路是用压缩机对塔顶气态物料进行压缩，使其温度提高后用于塔釜液态物料加热，同时使塔顶物料冷凝为液态产物，形成一套压缩式热泵精馏（蒸馏）工艺及其成套装置设计技术。
西安交通大学
2021-04-11
热泵辅助的高固污泥厌氧消化技术
1 成果简介利用水源热泵实现污水厂出水中低品位热能的回收， 并为污泥高温或中温厌氧消化供应热源。污水处理厂产生的污泥经机械浓缩至含固率 12%以上，经过 60℃水解后进入厌氧反应器进行高温厌氧消化，生成沼气（见图 1）。沼气经收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通过机械脱水、干化等一系列过程后获得干化污泥，可用作优质肥料原料或覆盖土。该方法及系统可以显著实现污泥的稳定化和减量化，为污泥后续的减量化和资源化处置提供基础，污水厂内部水、热、能的优化配置，污水厂整体能耗降低 20%以上，而整体投资也比传统 的污泥消化+干化节省 20%以上。 图 1 工艺流程图2 应用说明工艺采用了污水源热泵和高固污泥厌氧消化技术，涉及了清华大学的 5 项专利技术。传统污泥消化（含固率 3-5%） +干化工艺相比，它的优点是：消化污泥浓度高，反应器体积可以缩短 40%以上；耗热量减少 40%以上；有机物降解率较高；适合处理有机物含量较低的污泥；处理后污泥的卫生条件好；操作简便，易控制。研究是在 863 课题和科技支撑项目的资助下完成，历史 6 年。目前在我国南方的污水厂已经完成中试（ 图 2）。中试系统实际运行取得的主要参数如下： 进泥 VSS/SS=0.57，停留时间 28d，进泥含固率 12%时，污泥的平均 VSS 去除率达到48.2%；若将所产沼气用于污泥干化，可获得含水率 55%的污泥。 图 2 建成的中试系统3 应用说明有机物含量 40%以上的污泥以及相似有机物料的厌氧消化。4 效益分析系统投资（热泵+污泥消化+干化）大约为 18 万元/吨污泥（ 80%含水率），运行费 110元/吨污泥（ 80%含水率）左右。5 合作方式技术转让或者联合推广。
清华大学
2021-04-13
山楂饼及糖块热泵干燥机及其系统
山楂饼及糖块热泵干燥机包括四套热泵机组、两台风机、一套重力热管、一套把热泵机组及重力热管换热器组合在一起的风道系统和一套中央控制器。具有系统简单、控温简单、节能高效、安全可靠等特点的热泵干燥机及其系统，该热泵干燥机及其系统可适用于山楂饼或糖块等具有相同干燥工艺和干燥车间结构形式的食品生产过程。根据调研，全国山楂饼生产企业主要集聚区有两个：山东潍坊和河北承德，生产企业大约有450家，干燥车间数量为580个，热泵干燥设备总需求量大于580台，采用热泵干燥设备后每年将减少CO2排放18.9万吨，减少氮氧化物排放904吨，减少SO2排放311吨，每年节约能源1.72亿kWh（按每年330天保守估算）。按照30%的市场占有率估算，所开发的热泵干燥设备将产生3480万元的产值。本技术和设备在粮食干燥、药材干燥、污泥干燥等其他领域也会有很好的应用市场。
青岛大学
2021-04-13
基于MVR热泵技术的DMF/DMAC节能回收系统
MVR是机械式蒸汽再压缩的英文简称（Mechanical Vapor Recompression），其基本原理是对蒸发过程中产生的二次蒸汽通过机械再压缩，提高二次蒸汽的温度及压力，循环利用，以达到大幅度节能与环保的目的。 从DMF/DMAC废水中回收DMF/DMAC，目前通常采用的节能方法是多效精馏工艺，但能耗还是偏高，而且分解严重，影响了产品收率和环境。采用MVR热泵精馏技术，一方面可以大幅度节能，另一方面降低了操作温度，减少了分解，在提高产品收率的同时
常州大学
2021-04-14
余热利用高能效比热泵热水器系统
1 成果简介由于能源的危机，中国面临着巨大的节能压力，要求我们大力发展节能减排的产业。近几年来，国内出现了很多水源热泵， 地热源热泵，空气源热泵等多种回收低品位热源的热泵技术，经验表明，这些技术得到了很好的推广，同时具有较强的适应性。但是对于废水和污水等工业和生活的废热，却没有很好的利用。企业和家庭的生活污水中含有大量的废热，现阶段，这些热量被大量直接排走，造成了巨大浪费。 本技术成果综合了空气源和废热水源等热泵的优点，具有从空气和废水中同时吸收热量的功能，同时加入了自循环和相关控制装置，换热充分，使热水器的热水温度能够稳定，同时最大限度的利用废弃能源，达到最高的系统能效比 COP（ =系统制热量/系统耗电量），系统 COP最高可达 10。系统样机如下图：图 1 余热利用高能效比热泵热水器样机 图 2 系统能效比随时间变化曲线 图 2 是实验系统运行时的系统能效比随时间的变化曲线，当系统稳定后，系统可长时间运行在高能效比（ COP=10）的工况下，系统能效比 COP 为 6~10 左右，相比电加热热水器和锅炉洗浴，节省电耗 80~90%，节省煤耗 80~90%， 应用前景广阔。本技术申报国家发明专利和实用新型专利。2 应用说明此系统可充分利用低品位热能，如废水热、地热、工业废热、交通工具废气余热等低温热源，适用范围较广。热水器采用自循环温控和液位控制系统，变频控制压缩机系统，确保热水达到指定温度才出热水，随着运行时间增加，热水温度恒定。热水温度 40~60℃。 热水器可用于洗浴中心或者商业酒店等场所，也可用在家庭洗浴和厨房使用。
清华大学
2021-04-13
大空间建筑基于热源羽流的喷嘴送风气流组织设计方法
大空间建筑气流组织设计是决定室内热环境优劣的重要因素之一。常规方法不考虑室内热源羽流作用时射流偏离问题。研究团队通过理论研究与实验研究获得在热源羽流作用下的气流组织设计用系列轨迹方程，利用此轨迹方程可更准确地设计气流组织，以达到符合要求的室内热环境，研究团队提出了基于热源作用下的喷嘴送风气流组织设计方法
上海理工大学
2021-01-12
无线多域多电协同传输
2014教育部自然科学奖二等奖，高速可靠的宽带无线通信是现代信息社会的基本需求，也是我国基础研究重大战略方向之一，但其面临着无线频谱资源日益紧缺以及能源消耗急速增长的瓶颈问题，为寻求突破，多域多点协作的新型宽带无线传输成为重要研究课题，它以多天线MIMO传输为基础，充分挖掘和协同利用空间、时间、频率、功率、终端和网络等多域与多点资源，大幅度提升系统的频谱效率与能量效率。本项目在国家863计划、国家科技重大专项以及国家自然科学基金等重要课题的支持下，重点围绕宽带无线通信中的多用户MIMO协作、中继协作和多点协作网络场景，研究多域多点协作的新型宽带无线传输理论及系统架构，提出了适应复杂无线传播环境的高效能。 分布式多域多点协作理论与关键技术，取得系列原创性成果，形成较为完整的多域多点协作传输理论体系。
东南大学
2021-04-13