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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
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
锂空气电池及相关材料
该项目涉及一种含新型催化剂的锂空气电池正极及其制备方法。锂空气电池正极材料的质量组成：催化剂为 5-30％，碳材料为 40-80％,粘结剂为 5-30％。催化剂为金属纳米颗粒(20-60nm)高分散在微米级的碳片上的复合材料；所述金属纳米颗粒为钴、镍、铜、锌、锰、铬、钼、钒或钇。碳材料包括乙炔黑、超导炭黑、碳纤维、石墨烯、超导炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一种或两种。粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和丁苯树脂一种或两种以上。本发明的优点是：该催化剂可促进氧的还原，降低充电过电位，在锂空气电池中表现出优异的电催化性能；而且该催化剂工艺简单，采用环保无毒的试剂，在锂空气电池领域有广泛的应用前景。
南开大学
2021-02-01
隧道/地铁空气快速净化车
独头掘进的深长隧道、坑道、地下人防工程及国防工程等无论是爆破施工或挖掘施工，还是后续渣石清运，以及后来在正常使用时，内部都会产生大量粉尘颗粒、烟雾和有害气体。 传统净化方式有喷水降尘、鼓风置换、吸风置换、就地安装净化设备等。此时由于隧道深长， 净化不仅难度大、设施投入大、功耗大，而且效率低下，影响工程进度和人员健康，即使有 多个进排风口的地铁内一旦突发毒气事件，因排出毒气会影响附近民众，地铁隧道内的就地 净化也显得尤为重要。隧道空气快速净化车针对隧道空间封闭的特点，利用相对运动原理，将传统利用风机管 道把污染空气送到净化设备的方式改为由净化车向污染空气进行相对运动。其工作时伸展空 间变大，再辅以风幕遮挡隧道断面，净化车行驶过空间的空气得到净化。不工作(如渣石清 运)时收缩变小，停靠洞壁，不影响其他工作。该车利用静电除尘原理和细微颗粒凝聚技术 净化粉尘和烟雾，利用等离子体技术净化有害气体。
清华大学
2021-04-11
低温液化空气储能系统
随着我国电网容量的不断增长，可再生能源、分布式供能和智能电网的蓬勃发展，为了实现电力供应中的“削峰填谷”和可再生能源并网，急需一种大规模容量的储能发电系统。利用LNG中的冷对空气进行液化，通过低温储槽进行存储，在用电高峰时，液态空气通过发电装置驱动透平对外输出电能。
中国科学院大学
2021-04-10
转炉空气喷吹冷却技术
由于高导热率镁碳砖炉衬在转炉上的普遍使用，转炉出现了炉壳温度升高、炉壳变形加剧的问题，导致炉壳使用寿命缩短。为了延长炉壳的使用寿命，应当采取的一个重要措施就是降低炉壳的工作温度，抑制炉壳的变形。 北京科技大学与宝钢合作，对转炉空气喷吹冷却技术进行了系统研究。根据相似性原理，对管式和板式两种空气喷吹冷却系统的传热特性进行了实验研究，测量了不同参数条件下空气喷吹系统的对流换热系数，在对实验数据进行分析处理的基础上，获得了空气喷吹冷却系统换热系数的准数方程。 综合利用计算机仿真和现代测试分析技术，建立了流固耦合的非线性有限元分析模型，从理论上分析了转炉炉壳空气喷吹系统的冷却机理，形成了空气喷吹冷却的分析方法和设计理论。同时建立了大型转炉在射流冷却条件下的温度场的有限元分析模型，对转炉稳态和瞬态温度场进行了模拟仿真，分析钢水温度波动、炉衬厚度、溅渣护炉对炉衬和炉壳温度的影响，并证实了采用空气喷吹冷却系统后能较大幅度地降低炉壳温度。 在充分吸取上述的研究成果的基础上，结合宝钢一炼钢厂的现场实际情况，在国内首次完成了转炉风冷系统设计。 该系统已经在宝钢的两座300吨转炉上投入使用，实验证明该系统投资少，运行稳定，能够较好地控制炉壳温度。该成果达到了国内首创,国际领先水平。该项技术适用于各种需要控制炉壳温度的氧气转炉，并可以向需要冷却的大型高温容器上进行推广
北京科技大学
2021-04-13
压缩空气储能技术
无水坝抽水蓄能技术是一种全新原理的电能高效储存新技术，它同时具有抽水蓄能和压缩空气储能技术的优点：充放电效率高（大于 70%），相对抽水蓄能技术而言，其储能密度高，建造周期短，投资低，不受地质环境制约。该技术是西安交通大学王焕然教授团队最新发明成果，在国际上处于领跑地位，目前团队拥有 6 项发明专利，在国外发表高水平的 SCI 论文多篇，其中 ESI 高被引论文 1 篇。无水坝抽水蓄能系统已经在实验室完成了原理性验证，为加速推进该技术的工程应用进程，正在建造 MW 级的实验电站。 无水坝抽水蓄能技术同其它大规模物理储能技术一样，是解决我国日益严重的弃风、弃光及电网调峰问题的最有效方法，属于能源领域科技前沿技术。其应用前景极其广阔。
西安交通大学
2021-04-11
多功能空气净化膜
近期，大气污染呈现新特点，重金属离子、细菌的含量呈上升趋势。针对目前日益严重的环境问题，设计了一种多功能空气净化膜。该空气净化膜可通过复杂的物理、化学多重相互作用，实现对细菌和 PM2.5 粒子的捕获；并且在光照条件下，聚合物可以将氧气分子激发出活性氧，用于杀伤细菌。该空气净化膜对 PM2.5 的去除率为 83% 以上；对细菌的杀伤率超过 95% 。与市面上大多空气净化产品相比，该空气净化膜具有高效吸附有害物质、高效的抗菌效果、高效消除封闭空间 PM2.5 、不会产生二次污染等多方面优势。
河北工业大学
2021-04-13
锌-空气燃料电池系统
1 成果简介
锌-空气燃料电池作为一种新型的燃料电池系统，用锌作能量来源，实现发电。锌-空气燃料电池具有如下特点：
与一般氢空气燃料电池比，成本低，不需要贵金属做催化剂；
与一般蓄电池比，不需要充电，可像加油一样快速补料；
与燃油内燃机比，燃料可再生，锌发电后变为氧化锌可通过电解得以还原；
环保安全，放进火里也不燃烧。
本研究组已研究开发出 200 瓦的 5 节燃料电池堆，其电流密度指标达到国际先进，证明了设计方案的可行性。利用该技术方案，依据功率需求可开发大小不等的锌-空气燃料电池系统。为产业化应用，接下来需要做的工作是设计产品构型、完善整体集成。 2013_8_1 上图 用于方案验证的锌-空气燃料电池系统
2 应用说明
锌-空气燃料电池可做军用电源，具有补充能量快、安全的优势；可配合风力发电、太阳能发电系统的大型储能-发电装置，为电网调峰补谷，具有安全、成本低优势；可作为未来电动汽车的动力电源，具有安全、价廉、不需要充电、续驶里程长等优势。
3 效益分析
量产的锌-空气燃料电池系统，制造成本与铅酸蓄电池相当，而使用寿命更长。
4 合作方式
联合开发。
清华大学
2021-04-13
BHTP热管空气预热器
热管是一种具有超导传热性能的传热元件。它通过管内工作介质的二相流变化，以潜热的形式来传递热量。因此，它传热能力大、传热效率高，是传热技术中近二十年来出现的一项高效传热成果。它具有极高的导热性，良好的等温性，冷热两侧的传热面积可任意改变，可远距离传热，可控制温度等一系列优点。由热管元件组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、体积小、安装方便，对其它设备无影响、流体阻力小，不需维修和外加动力、有利于控制露点腐蚀等优点。其投资回收期短，用碳钢作管壳的热管换热器，一般在一年之内收回全部投资，使用寿命7年以上。所制造的用热管元件组成的热管换变器已广泛应用于电力、石化、冶金、锅炉、陶瓷、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，可提高热能利用率30%左右，节约燃料10%左右，有效的减少大气污染。取得了显著的经济效益。
北京航空航天大学
2021-04-13