我们一般使用的热泵主要是加热我们的家庭空间和生活用水在30-60度之间运行,但许多工业过程需要更高的温度,有些行业则需要完全不同的技术。


工业界与他们的研究伙伴合作,最近开发出世界上第一台热泵,它可以在180度的温度下产生工艺热。

世界上第一台可以加热到180度的热泵产生 主要用于工业制造

完美满足欧洲工业五分之一的需求


不同的工艺有不同的加热需求,从50到100度,到数千度。欧洲五分之一的工业需要大约100到180度的温度。


SINTEF研究员Michael Bantle说:"这种新的热泵提供的正是他们想要的东西,所以它有很大的商业潜力。对于那些旨在减少温室气体排放和能源消耗的行业来说,这将是低风险的果实。"


将受益于在这些温度下运行的热泵的行业包括食品、渔业和水产养殖、造纸、石油和天然气以及冶金行业。


世界上第一家零排放乳品厂


新的热泵代表了挪威卑尔根市TINE最初开发的乳制品加工技术的进一步进步,并使该公司成为世界上第一家零排放乳品公司。它是第一个只使用热泵对这些产品进行工业加热,温度范围为100℃。


该项目展示了如何利用绿色工业流程实现盈利,热泵使我们能够消除温室气体排放,同时节约一次能源。一次能源是指从外部能源输入设施的能源。


TINE通过一系列热泵和蓄热器将其多余热量提升到工艺热温度,从而将其总能耗降低50%。


在乳制品行业通常不需要高于100度的温度,可以使用氨水和水作为工作介质来产生。


“这种混合物是一种众所周知的制冷剂,适用于工作温度在50到120度之间。”班特尔补充道。


自从他们在TINE取得成功以来,研究人员一直在研究如何利用热泵概念产生更高的温度,这种概念还利用了一种对气候友好的制冷剂。


班特尔说:“为了实现高达180度的温度,我们必须确定一种具有某种不同热性能的制冷剂,我们最终选择了其中最自然的一种--水。”

世界上第一台可以加热到180度的热泵产生 主要用于工业制造

把两台机器合二为一


该项目是由SINTEF、NTNU和挪威压缩机制造商Tocircle共同完成的。他们共同开发了一种热泵,它结合了SINTEF在水和蒸汽技术领域的丰富研发经验,以及Tocircle专门设计和制造的旋转叶片机。


“叶片式压缩机是一种装有叶片的压缩机,叶片的旋转使压缩机的容积随着每转而改变。”班特尔解释说Tocircle压缩机背后的秘密是,所有与工作介质接触的运动部件都是用水润滑的。


与蒸汽压缩相关的注入水的使用不仅促进润滑,而且降低了系统上的热应力。如果没有水,压缩机在压缩时有过热的危险。


所有这些因素结合在一台机器上,为开发以纯水为工质的高温热泵提供了一个非常有前景的平台,尤其是因为许多工业过程首先已经使用蒸汽作为能量载体。


无热浪费


研究人员预计,新的热泵技术将使工业能耗降低40%至70%,这将有助于回收低温余热。因此,这将减少使用燃气或电锅炉的需要。


班特尔说:“这意味着我们不再需要浪费任何热量,而是可以保持我们自己产生的热量,这反过来将大大减少我们的温室气体排放,因为它将有可能保留工业过程产生的多余热量,将其送入热泵,从而提高工艺温度。”


Bantle补充说:“投资热泵需要钱,但这项技术将保证大幅度节约,从而使我们能够相对较快地收回投资成本。”


温室气体排放量为零


班特尔说:“由于我们在挪威有很好的清洁能源,因此使用这种热泵技术不会产生温室气体排放。”


在欧洲大部分地区,能源结构并非完全可再生,或许只有三分之一的能源可以被视为清洁能源。


预计该技术将于2021年投放市场。


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