供熱是人類(lèi)終端用能的主要方式。在“雙碳”戰略背景下，高碳排的燃煤/燃氣鍋爐替代是重要議題。通過(guò)吸收式熱泵技術(shù)，利用天然氣、生物質(zhì)沼氣、氫/氨混燃料等清潔或可再生能源驅動(dòng)，并從空氣、土壤、廢水中回收低品位熱能，耦合實(shí)現低碳、高效供熱，成為建筑、工業(yè)領(lǐng)域百萬(wàn)套燃料鍋爐的潛在替代方案，有望實(shí)現20億噸/年的碳減排效果。

吸收式熱泵循環(huán)及基本原理

在國際上，尤其是以天然氣為主要供熱能源的歐洲國家，很多學(xué)者針對燃氣吸收式空氣源熱泵開(kāi)展了系列研究，但是存在諸多瓶頸問(wèn)題。在技術(shù)層面上，難以高效利用低品位空氣能，無(wú)法深度回收煙氣余熱，大溫跨工況性能惡化。在裝備層面上，難以滿(mǎn)足大溫差變環(huán)溫需求，且單機功率較小，多為30~60kW，僅適用于單棟住宅或別墅供暖，難以滿(mǎn)足國內1000~10000kW的分布式區域供暖需求，無(wú)法對現有燃氣鍋爐進(jìn)行原位替代。

近年來(lái)，在理化所所長(cháng)基金、國家自然科學(xué)基金等支持下，低溫制冷與特種動(dòng)力技術(shù)研究中心公茂瓊研究員團隊針對現有吸收式熱泵變溫熱源利用率低、大溫跨供熱性能差的主要瓶頸，從強化“熱源-系統-負荷”匹配著(zhù)手，攻克了變溫分餾發(fā)生、中間吸收回熱、大溫跨梯級供熱等系列關(guān)鍵技術(shù)，突破了傳統定溫發(fā)生對以煙氣為代表的變溫熱源的利用瓶頸，改善了溶液顯熱交換在大溫跨工況下的回熱惡化，形成了變溫型吸收式熱泵核心技術(shù)體系，在本領(lǐng)域權威期刊發(fā)表高水平論文20余篇，撰寫(xiě)專(zhuān)著(zhù)1部，授權國家發(fā)明專(zhuān)利10余件。

團隊所撰寫(xiě)吸收式熱泵技術(shù)專(zhuān)著(zhù)

在此基礎之上，依托濟南產(chǎn)業(yè)化項目，由公茂瓊研究員指導、鹿丁副研究員具體負責，開(kāi)展了燃氣吸收式空氣源熱泵研發(fā)工作，形成了余熱梯級回收、中間吸收回熱、溶液高效除霜、循環(huán)濃度調控、寬環(huán)溫自動(dòng)運行、全預混低氮燃燒、超靜音設計、撬裝化集成等關(guān)鍵裝備工藝，完成30/60/100/200/1000kW系列規格機組的研發(fā)，其中200kW機組已經(jīng)突破了國內外同類(lèi)裝備的最大規格，亮相2024年中國制冷展，獲得了業(yè)內的廣泛關(guān)注，并被評選為展會(huì )優(yōu)秀成果。

30~1000kW系列規格燃氣吸收式空氣源熱泵開(kāi)發(fā)

燃氣吸收式空氣源熱泵亮相中國制冷展

自2022年起，系列規格燃氣吸收式空氣源熱泵先后在臨沂、滄州和天津開(kāi)展了建筑低碳供暖應用示范。其中，200kW機組于2023年11月至2024年3月在滄州市前棗園小區完成了供暖季連續運行。經(jīng)第三方檢測機構認證，在整個(gè)供暖季-18~15℃寬環(huán)溫區間，機組平均燃氣能效（供熱功率/天然氣熱值）達到1.44，節約天然氣3.7萬(wàn)方，節省燃氣費用15萬(wàn)元，降低碳排放8萬(wàn)公斤。單機功率和性能顯著(zhù)優(yōu)于國際同類(lèi)產(chǎn)品，相比燃氣鍋爐的節能潛力達到37.5%，有望成為建筑、工業(yè)領(lǐng)域百萬(wàn)套燃料鍋爐的優(yōu)選替代方案，助力國家“雙碳”戰略的穩步實(shí)現。

燃氣吸收式空氣源熱泵在滄州的試點(diǎn)應用及檢測報告