日前,在2015年青島市科學技術獎勵大會上,科研成果《基于疏導換熱的污水及地表水熱泵供熱供冷技術》被授予技術發(fā)明獎一等獎,主要研究人吳榮華代表獲獎者發(fā)言。  

“城市污水中蘊含著巨大的‘能量’,提取后可用于供熱制冷系統,并達到節(jié)能減排的效果。”青島科創(chuàng)新能源科技有限公司技術總監(jiān)、青島大學特聘教授吳榮華認為,污水可再次創(chuàng)造價值。十多年來,通過不斷的技術創(chuàng)新,他組織實施了全國98%以上的污水源熱泵項目,將該類生態(tài)環(huán)保新能源推向了全國。  

污水是巨大的能量寶庫  

吳榮華從2003年開始潛心研究污水源、地表水源、工業(yè)余熱源熱泵系統,是我國污水源熱泵技術的主要開創(chuàng)者和帶頭人。  

“污水中蘊藏著巨大的能量,我們要做的就是如何將這些熱能有效控制并利用。”吳榮華介紹,污水源熱泵系統能借助污水源熱泵壓縮機,消耗少量電能,在冬季把存于水中的熱能“提取”出來,用于供熱,夏季則把室內的熱量“收集”起來,釋放到水中,降低室溫。  

吳榮華選擇和投身該領域,主要原因是認識到水源熱泵技術具有熱源溫度穩(wěn)定,制冷、制熱系數比傳統的空氣源熱泵高,運行費用比普通中央空調系統低等特點,有著非常廣闊的發(fā)展前景,“一個新產品,即使技術先進、操作方便,但如果其成本比現有產品高,相信沒有幾個人會選擇。”  

污水源熱泵技術有近150多年的歷史,在理論上已經相當成熟,但將技術成果轉化到日常應用卻是一個嶄新的課題,國外也只是在1980年前后才開始應用。  

2010年來到膠州后,吳榮華在科創(chuàng)新能源科技有限公司進行科技成果轉化,生產第一代熱泵設備。當時,哈爾濱某賓館的供熱鍋爐因環(huán)保問題被要求拆除,賓館負責人找到吳榮華,并購買了一套污水源熱泵系統,鍋爐拆除,新設備也安裝完畢。但意外卻發(fā)生了,新設備運行過程中出現了堵塞現象,停止運轉導致整個賓館氣溫驟降。未達到購買方的取暖要求,吳榮華只能按照合同約定賠償。  

示范項目遍布全國  

與此同時,北京某單位也訂購了一套設備,合同簽了,預付款交了,制造團隊卻突然說技術難度大,存在類似上述的問題。吳榮華一聽也急了,不能按時供貨,不僅要支付違約金,公司聲譽還會受損,“盡快查找原因,必須做出來!”  

當天,吳榮華便召集研發(fā)團隊成員一起深入生產車間,經過實地考察,吳榮華摸著門兒了,“就從污水流動環(huán)節(jié)入手”。大家一起查看流程、計算數據、修改參數、分析結果。幾天下來,問題終于找到了,原來是城市污水中的頭發(fā)絲和塑料袋等堵塞了設備管道。  

吳榮華跟技術團隊吃住在一起,從最原始的方法入手,歷時三天三夜,設備堵塞問題總算是徹底解決。“說起來只是一層窗戶紙的問題,只要捅對了、捅破了,問題看起來也就簡單了。”吳榮華笑著說。  

“問題解決的第二天,采購方的大貨車已開到了車間門口,而車間內的工人正在加緊完成最后的噴漆程序。”談到當時緊張的情景,吳榮華記憶猶新,“雖然很累、很緊迫,但也逼迫我們突破了技術難關,第二代熱泵設備隨之產生。”  

經過十幾年的研究與應用,吳榮華的污水熱泵系統已發(fā)展到第四代,包括疏導式污水換熱器、自動除垢機、系統低能耗設計等成套關鍵技術與設備,每一代新技術都對此前存在的問題進行了改進和完善。  

如今,石家莊福建茶城、山西國瑞大廈、西安第六污水處理廠、北京五里坨污水處理廠、西寧青藏鐵路調度大廈等污水源熱泵系統均獲得成功。  

零排放+節(jié)能50%  

“第四代疏導式污水換熱器的技術成果被鑒定為‘世界首創(chuàng)、國際領先水平’。”吳榮華說,該技術之所以榮獲技術發(fā)明一等獎,正是因為其承壓能力高、不漏水、流動阻力小,不需要前置過濾,清洗及維護周期增大一倍,換熱效率提高30%以上,占地面積減小30%,實現了污水及地表水源熱泵系統高效、可靠運行。初投資低至每平方米50～80元,運行成本每平方米只需12～18元,分別比傳統供暖方式節(jié)省37%、40%。  

在科創(chuàng)新能源有限公司并未懸掛空調外機,更沒有高聳的鍋爐煙囪,室內空氣卻清新舒適。“與傳統鍋爐供熱相比,污水源熱泵不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵,環(huán)境效益顯著。”吳榮華說。  

除了節(jié)能,污水源熱泵也實現了零排放。據測算,按青島地區(qū)1000萬平方米的建筑項目計,保守估計每年可節(jié)省原煤10萬噸、減排二氧化硫670噸、減排二氧化碳26萬噸、減排粉塵3000噸。吳榮華介紹說,污水源熱泵能源利用效率遠高于其他形式的中央空調系統,節(jié)能率可達到50%。  

如今,吳榮華的科研團隊已自主研發(fā)了50余項專利,完成了50余個項目的可行性研究、工程方案設計與系統運行調試。  

“我們的目標是,將水源熱泵系統推向全國,讓大家都能用上低成本、低耗能、高效率的環(huán)保型新能源。”吳榮華說。

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