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一次“奇思妙想”斩获国际大奖

  • 发布时间:2016-02-16 01:30:55  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  □ 本报记者俞慧友

  不久前,一家来自湖南、名不见经传的企业——湖南长沙东尤工程设备公司凭借一项独创的“水汽能热泵中央空调”技术,获得国际碳金奖绿效企业成长潜力奖。

  据称:其比常规中央空调可节能30%—70%不等,在冬季制热中无需锅炉,可以达到减碳降霾的效果。何为“水汽能”?

  东尤工程设备公司董事长黄国和告诉记者,这一概念的提出,源自旅行中的一次“奇思妙想”。

  2006年的一天,黄国和乘坐飞机从长沙前往北京。那天,长沙地面为38℃高温,飞机到达万米高空后机上温度仪显示机外温度为-39.8℃。近78℃的温差,让黄国和的脑海中突然冒出一个念头:按常人理解,离太阳越近不应该是越热吗?为什么温度不升反降?是什么导致了这78℃的温差?这些问号也由此拉开了他探究水汽能及水汽能热泵中央空调技术的序幕。

  黄国和告诉记者,在多次探索后他发现,大气层靠近地面的对流层中有大量的水蒸气,它们充当了储存太阳能热量的载体,而万米高空的平流层空气稀薄,缺乏能储存太阳能热量的水蒸气,因而留不住热量。

  “相对化石能源,水汽是一种免费的储能载体。从汽态‘水’冷凝成液态水放出热量,再从液态水蒸发成汽态‘水’吸收热量,循环往复,无疑是大自然赐予人类的宝贵的可再生能源。”黄国和说。按照他的理解,水汽能储存的大量太阳能热量,可通过水的汽液相变而发生改变,因而可以设计和制造一种水汽能型热源塔热泵,转换和利用水汽能,制冷、制热及制取生活热水。

  湖南省制冷学会理事长、中南大学能源科学与工程学院院长廖胜明认为,水汽能本质上可视为空气能的一种,但可以有效克服直接利用空气能时效率较低、工况较差等弊端。

  为研发出这种水汽能热泵中央空调技术,黄国和先后与中国建筑科学研究院、国家空调设备质量监督检验中心、湖南大学、中南大学等单位开展产学研合作,并带领团队突破了低温下温差获取热能、空气破碎技术、抗冻剂浓缩技术、防腐蚀技术、智能控制等多个水汽能热泵中央空调的核心技术。

  “目前的传统电中央空调,在外界气温低于5℃的情况下制热,外机会结霜、制热效果不理想,需要依靠锅炉辅助制热。而水汽能热泵中央空调,即使是-20℃甚至更低的温度,都能利用温差技术和水的相变从冷空气中的水蒸气中收集热能,且不需要锅炉辅助制热。这可以大大降低能耗。”黄国和自豪地告诉记者。

  从第一、二代热泵的开式热源塔热泵技术,到第三、四代的闭式热源塔热泵技术,再到现在的第五、六代水汽能热泵中央空调技术,追求技术完善之路上,黄国和和他的团队,付出了常人难以想象的精力与经济投入。

  为了攻克控制防冻液浓度的稳定性问题,为找到症结所在,黄国和与公司的科研人员们一道,曾连续60天在工地24小时不间断地记录空调工作时的各种数据,并先后发明了一种基于冷蒸发的浓缩系统,来解决防冻液的再生和循环使用难题,研究出了一种新型防冻液配方,在大幅降低腐蚀性的同时可优化防冻液吸热性能,还发明了量子纳米雾化技术来解决空调制热制冷的换热效率及衰减难题等。

  如今,东尤工程公司的该项技术已拥有几十项国家发明专利和实用新型专利、计算机软件著作权、版权等,并斩获了第四届中国创新创业大赛“优胜企业”奖、联合国环境规划署等部门颁发的“全球人居环境绿色技术范例”奖。

  “水汽能技术的研究,这仅仅是一个开端,还有很多问题需要完善和解决。比如,我们仍在继续进行抗冻剂新材料研发,在解决了热源和冷源问题的基础上,积极探索与世界先进的空调主机技术水平的结合与同步提升。此外,我们还在大胆的尝试攻关‘精准化供热’,一旦实现,可以更有效的降低能耗。目前,这种攻关也取得了一定的成效。”黄国和介绍,去年以来,公司分别与国防科技大学、中南大学、湖南大学、湖南科技大学等学校签订了长期产学研合作研发协议,就水汽能热泵技术及应用开发、化工和新材料、信息和自动化控制等进行合作研究。

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