当前,我国实现“双碳”目标任重道远,工业领域的节能降碳将是一个重要突破口。
数据显示,目前,我国工业能源消费量占全社会能源消费总量的66%左右,且一半以上为热能。这意味着,要实现工业领域“双碳”目标的实现,关键是工业供热的“开源节流”。
在这场工业领域的“绿色革命”中,创新科技正成为决定性的力量。记者了解到,在热泵领域深耕超过二十年的美的,近年来通过技术创新,在高温热泵领域实现多点突破,为工业供热提供低碳解决方案,推动制造业绿色升级。
伴随市场需求增长迅猛、行业技术不断升级,近年来,美的也在能源赛道上“狂飙”。据了解,“美的能源”近期已经以集团层面战略品牌形象向行业“亮相”,产品端上也实现了“源、网、荷、储、热”的全面布局。未来,“美的能源”将为工业乃至家庭等场景的能源变革进行赋能。
聚焦:为工业绿色转型提供“最优解”
据悉,工业制造高度依赖供热能源,一些产品在生产过程中需要大量热能来驱动设备和生产线。然而,传统的工业供热主要依赖煤炭和天然气等不可再生能源,且这些能源在应用过程中,会产生大量的碳排放,环境保护所面临的挑战也就不断增多。
值得一提的是,按温度水平的划分,目前要满足工业用热的中温需求(<80~200°C),传统的方式是通过锅炉等燃煤来供热。但伴随而来的是高能低用,产生大量烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物,以及传输距离较长时、成本高,效能降低等问题。如果在这一供热温度区间内,通过技术升级,使得供热可“开源节流”,那么“绿色制造”将照进现实。
因此,高温热泵成为了工业实现低碳转型的最优解之一。
超高温单机双级变频离心工业热泵机组
“通过余热回收这一技术,我们可以回收在制造生产过程中产生的废热和余热,然后将它转化为可利用的高温、高热,实现能源利用的提升。”美的楼宇科技水机产品企划负责人刘凯说。
一项数据显示,当前,一般的工业余热资源回收率仅约为30%,而高温热泵能够将低品位余热回收40%并应用到流程之中,可相当于节约1.65亿吨标准煤。此外,高温热泵可实现工业用热的“电气化”,如今已成为工业领域碳中和的一个重要手段。
记者了解到,针对行业迫在眉睫的绿色低碳转型需求,美的如今已在高温热泵产品上实现了技术突破,推出多款引领行业的高温热泵产品,助推工业供能方式的升级。
例如在产品端上,美的推出了超高温单机双级变频离心工业热泵。该热泵采用新一代绿色环保制冷剂R1233zd(E),实现超高温、大温升,热源侧与供水侧出水最高温升达70℃。此外,其设计工况制热COP4.2,高效节能,还采用H级绝缘高压电机和润滑要求更低的滚动轴承,可靠性更高。
无独有偶,美的还推出了超高温双级磁悬浮水蒸气压缩机。据悉,该产品采用航空级高效气动设计,结合自研高精度磁悬浮轴承技术,单机组饱和温升30~50K,模块化串联,最高可实现200°C蒸汽输出。此外,产品主机搭载高性能蒸汽密封技术,耐腐无油免维护,运行安全可靠;配置灵活,可单独使用升压工艺流程,还可与螺杆、离心热泵耦合复叠,构建绿色、清洁、低碳供热系统,实现工业锅炉的高效替代,满足复杂的工业用热场景需求。
“对比行业,我们有技术上的优势。”刘凯以“超高温单机双级变频离心工业热泵”产品为例称,作为该热泵“心脏”的压缩机,在设备运行高温高压之下,也能兼具可靠性和效率。此外,团队研发的“管外沸腾换热复合强化技术”,能大幅提升环保制冷剂R1233zd(E)蒸发沸腾的传热性能。“这些都是我们在技术研发上的突破。”
“我们是目前国内能做全栈自研磁悬浮的厂家之一。”美的楼宇科技暖通与能源技术专家郑春元透露,从“超高温双级磁悬浮水蒸气压缩机”产品角度看,这是业内第一次将“磁悬浮”技术用在水蒸气压缩机上。“蒸气本身需要用上非常大功率的磁悬浮电机,但我们已经自研出高转数、大功率的电机并用在产品上。”郑春元介绍称,产品还有团队自研的“双动密封”技术,能让蒸汽泄漏率低于0.1%这一极限水平,确保压缩机产品运行的可靠性。
美的超高温磁悬浮水蒸气压缩机
关注:“美的能源”为全场景绿色赋能
“当前,高温热泵还处于初期发展阶段,但运行所产生的节能效果非常显著。”刘凯称,今年初,国家发展改革委等六部门联合印发《推动热泵行业高质量发展行动方案》,重点强调大功率高温热泵、高效压缩机等推动行业发展的核心技术,这为研发方、应用方都提供了一颗“定心丸”。“政策进一步明确了未来的研究方向,我们将会有更多的创新技术、投入研发资源在高温热泵领域。”刘凯说。
记者了解到,依托当前引领行业的高温热泵产品,让美的打开了更多领域的新市场。
据悉,目前,美的高温热泵产品可应用于化工、食品加工、制药、纺织、造纸等多个工业领域,并在用于蒸汽生产、干燥、加热、蒸发过程中,大大降低化石能源消耗及减少费用支出。此外,美的高温热泵还可以与其他可再生能源(如太阳能、风能、地热能)结合使用,进一步提高能源利用效率,不仅有助于实现工业领域的碳中和目标,同时更推动可再生能源的广泛应用。
例如,美的楼宇科技为福建一食品企业提供了高温热泵的解决方案,通过多级设备的协作,形成高效供能,然后再和工厂原本的锅炉进行配合,从而提升绿色生产能力和效益。
值得一提的是,除了工业领域的应用,美的高温热泵产品及解决方案,还“瞄准”了楼宇改造、家用等领域。
郑春元告诉记者,近年来,我国北方不断推进“煤改电”工作,不少农村将过去的烧煤、燃气的供暖方式换成热泵供暖。“这对于我们来说是新的市场机遇。”郑春元表示,随着热泵的不断普及、推广,进一步催生家庭能源的需求。“这是未来的趋势。”此外,一些高层楼房的“建筑光伏一体化”如今也成为城市改造潮流,这将为行业带来新的商业机会。“我们在工业领域沉淀下来的热泵技术,完全可以满足民用采暖需求,且它的收益率可能会更高。”
美的能源
不仅是简单的供能、用能,随着新能源行业的快速发展,美的也在能源赛道上“狂飙”。此前,美的接连收购合康新能、科陆电子等企业,依托整合美的各板块能源业务,已实现能源的“源、网、荷、储、热”的全面布局,“美的能源”的全产业链生态已蔚然成形。
今年,美的还收购了Arbonia的Climate部门,形成MBT climate的区域发展主体,提升欧洲家庭能源管理的服务水平,进一步打开了海外能源市场。
美的集团副总裁兼CTO卫昶曾表示,美的进军能源产业有优势、有底气。一是在电力电子、电控技术等领域有多年积累,帮助美的能够快速切入储能系统赛道;二是美的是全球最大的热泵生产商之一,一直在拓展热泵的性能和应用场景,另外在热管理领域的深厚技术实力,也使得美的储能产品的热管理技术更具引领性;三在AI人工智能等领域,美的在集团层面已预见性“落子”中央研究院和AI(人工智能)研究院等平台载体,通过算法、智能感知等领域的人才储备,使美的能源系统“聪明”、高效。
据悉,高温热泵仅是美的在能源领域技术创新的“冰山一角”,未来,美的将通过持续的创新,推动产品突破和应用“落地”,进一步为能源产业转型、可持续发展赋能。
文/广州日报新花城记者:黄子宁
图/企业提供
广州日报新花城编辑:何波