創(chuàng)新環(huán)保節(jié)能 還人類碧水藍(lán)天

田靜

在全球氣候變暖的背景下，生態(tài)環(huán)境不斷向人類發(fā)出警告，以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全球熱點(diǎn)。黨的十八屆三中全會(huì)果斷推出 “史上最嚴(yán)”的生態(tài)環(huán)保新政，以制度保護(hù)生態(tài)環(huán)境，《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也將節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)置于7大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之首，專家估算，“十二五”期間，中國在生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排領(lǐng)域中，將投資萬億元。一系列決策和舉措相繼出臺(tái)，顯示出黨和政府治污減排的堅(jiān)定決心。而坐落于湖南長沙的湖南創(chuàng)化低碳環(huán)?？萍加邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“創(chuàng)化”）在我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)中更是做出了重大貢獻(xiàn)。

成立于2012年的創(chuàng)化是一家高起點(diǎn)、高要求的創(chuàng)新型企業(yè)，它以長沙高新區(qū)為依托，集合了一批高學(xué)歷或高級(jí)職稱的高級(jí)人才，他們因?yàn)椤皠?chuàng)化環(huán)境，美好生活”的共同目標(biāo)走到一起，是一支充滿創(chuàng)新活力的年輕隊(duì)伍，一直致力于節(jié)能環(huán)保技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)和推廣，并換來了十幾項(xiàng)國家發(fā)明專利和二十幾項(xiàng)實(shí)用新型專利。

高效換熱器及實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)采暖制冷一體化熱源塔技術(shù)

創(chuàng)化以先進(jìn)的科技理論為基礎(chǔ)，敢為人先，通過多年努力，突破性地研發(fā)出多種高效換熱器和高效熱能回收技術(shù)；獨(dú)創(chuàng)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)的熱源塔技術(shù)，可從空氣中獲取巨大的水汽潛熱與顯熱，并且不受緯度和濕冷空氣影響，并顯現(xiàn)出這一技術(shù)的優(yōu)越性。因?yàn)樵摷夹g(shù)采用空氣換熱器輪流化霜，而主機(jī)無須停機(jī)或待機(jī)，都可以一直源源不斷地為房間提供熱量，這不耽擱制熱時(shí)間，不影響采暖溫度，化霜時(shí)主機(jī)繼續(xù)制熱工作，而且化霜的熱能來自空氣中的熱能，這不只是對(duì)保護(hù)機(jī)組、延長設(shè)備使用壽命大有裨益，更重要的是它可以實(shí)現(xiàn)最大化制熱化霜控制方法。他們還發(fā)明了微通道逆流蒸發(fā)器與冷凝器，不僅適用于小規(guī)模制冷或制熱，而且可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制冷制熱時(shí)采用微通道逆流換熱技術(shù)。當(dāng)今微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域里無法實(shí)現(xiàn)逆流換熱方式，也只是采用錯(cuò)流方式使制冷劑與空氣進(jìn)行熱量交換，也很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；评渲茻幔?yàn)榭諝鈸Q熱系數(shù)比水的換熱系數(shù)要小得多，用于和空氣換熱的微通道蒸發(fā)器和微通道冷凝器是難以比及采用液體進(jìn)行換熱的微通道蒸發(fā)器及冷凝器的。作為他們制冷采暖空調(diào)系統(tǒng)所研發(fā)的核心技術(shù)之一的微通道逆流蒸發(fā)器和微通道逆流冷凝器不僅體積非常小，而且換熱效率非常高，極大提高了機(jī)組整體性能，加上可代替現(xiàn)行空調(diào)末端的板翅式逆流細(xì)通道表冷器與散熱器，由此形成三大核心技術(shù)內(nèi)容，必將形成當(dāng)今世界先進(jìn)的、高效的制冷制熱空調(diào)整體技術(shù)。若采用二氧化碳作為制冷劑以迎合微通道耐高壓特性，它將會(huì)顛覆現(xiàn)有采暖空調(diào)之現(xiàn)狀。因?yàn)槎趸甲鳛橹评鋭┧欠浅－h(huán)保的制冷劑，再加上其優(yōu)良的熱力學(xué)特性和較高的冷凝溫度，并與逆流微通道水冷式冷凝器相結(jié)合，這就開創(chuàng)了低成本高效率的二氧化碳制冷空調(diào)新時(shí)代，同時(shí)也是開創(chuàng)了微通道換熱器規(guī)?；瘧?yīng)用的新時(shí)代，而且可以真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的采暖空調(diào)與大規(guī)模制冷空調(diào)一體化，使鍋爐采暖成為歷史，并輔之以廉價(jià)的衛(wèi)生熱水生產(chǎn)，從而達(dá)到最大平均制熱量控制化霜的目的。這不僅可以節(jié)約能源，還可以節(jié)約水資源，可以實(shí)現(xiàn)真正放棄鍋爐采暖的傳統(tǒng)，這對(duì)于緩解環(huán)境壓力，消除霧霾具有十分重要的意義。

公司總經(jīng)理劉小江對(duì)公司核心技術(shù)的競爭優(yōu)勢信心滿滿，“從換熱器項(xiàng)目、提高火電廠和核電廠發(fā)電效率的項(xiàng)目、高效率海水淡化技術(shù)，再到一種高效熱源塔制冷一體機(jī)的研制，我們?nèi)〉昧艘幌盗袆?chuàng)新成果，技術(shù)比較優(yōu)勢明顯，且原創(chuàng)性非常強(qiáng)。”

目前，人類所使用的能源有80%以上是需要通過熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，而能量轉(zhuǎn)換過程不可或缺地需要利用各種換熱器。換熱器在許多行業(yè)和許多領(lǐng)域都會(huì)見到它的身影。從日常生活中的家庭電器產(chǎn)品到工業(yè)生產(chǎn)它無處不在，可見換熱器是節(jié)能減排最為關(guān)鍵的設(shè)備。創(chuàng)化發(fā)明的高效換熱器，在換熱器行業(yè)具有領(lǐng)航意義，它不僅高效而且堅(jiān)固，其堅(jiān)固性可與管殼式換熱器相媲美；其高效性超過了板式換熱器和板翅式換熱器。

該技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，不僅可以應(yīng)用于小規(guī)模換熱領(lǐng)域，如家用空調(diào)。同樣也可以應(yīng)用在大規(guī)模換熱領(lǐng)域，如熱電廠、核電廠、石油化工等所需換熱工藝中。它將我國節(jié)能減排首席科學(xué)家過增元教授所研究發(fā)明的場協(xié)同理論作為理論基礎(chǔ)，創(chuàng)造性地發(fā)明了蜂窩逆流式換熱器和板翅式逆流微通道或細(xì)通道換熱器。它吸取了現(xiàn)有微通道換熱器、板式換熱器和板翅式換熱器所長，結(jié)構(gòu)緊湊，采用了微通道和細(xì)通道的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)也吸取了板式換熱器和板翅式換熱器優(yōu)良特性，尤其在流體分配技術(shù)上對(duì)于其他各類換熱器來說有著無法比擬的優(yōu)勢。該技術(shù)可以做到換熱器內(nèi)部每一細(xì)小通道的流程和阻力是相等的，從而使換熱器橫截面流速均勻一致，在逆流換熱情況下使溫度梯度場與流速場的余弦夾角趨于零，使得換熱效率得到極大提高。

實(shí)踐證明了場協(xié)同理論的正確性，創(chuàng)化有力地把這一理論應(yīng)用推向一個(gè)嶄新的高度。他們開發(fā)的一款板翅式逆流細(xì)通道散熱器，在相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)檢測，檢測結(jié)果讓所有在場專家同仁們?yōu)橹@嘆，該領(lǐng)域里有多少科技工作者為之奮斗了一生都很難做到把換熱器換熱效率提高10%，而創(chuàng)化能夠做到幾倍地提高確實(shí)難以讓人相信。當(dāng)今高性能的散熱器一般是很難超過80w/℃·m?的。而湖南創(chuàng)化所發(fā)明創(chuàng)造的板翅式逆流細(xì)通道散熱器居然可以實(shí)現(xiàn)300w/℃·m?以上的換熱系數(shù)。若能推廣開來，可為我國減少十幾億噸的二氧化碳排放量，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)億噸。減少一半以上的我國霧霾天氣發(fā)生率。

創(chuàng)化發(fā)明的多個(gè)高性能的換熱器必將會(huì)開創(chuàng)換熱器行業(yè)一個(gè)新時(shí)代，可應(yīng)用于輪船飛機(jī)、汽車水箱和空調(diào)、輕紡造紙、電力生產(chǎn)企業(yè)、電力能源輸送、機(jī)械冶煉、醫(yī)藥化工等各領(lǐng)域。用于汽車中冷器可以大大減少汽車尾氣排放量，市場前景不可小覷。

在汽車日益普及的今天，汽車給人們出行帶來方便的同時(shí)，也帶來了大量的汽車尾氣排出，造成了嚴(yán)重的大氣污染。目前，渦流增壓發(fā)動(dòng)機(jī)比普通發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更強(qiáng)的動(dòng)力，原因之一是其燃燒效率更高。降低進(jìn)氣溫度是提高燃燒效率的有效途徑之一。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在相同的空燃比條件下，增壓后進(jìn)氣溫度每降10℃，發(fā)動(dòng)機(jī)功率可提高3%-5%。中冷器的作用是降低發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣的進(jìn)氣溫度，以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。只是現(xiàn)有中冷器采用的是錯(cuò)流換熱的換熱方式，并且是空氣對(duì)空氣進(jìn)行換熱，其換熱效率相對(duì)空氣和液體換熱效率要低。

由于逆流換熱有較大的平均溫差，換熱效率高，水的吸熱能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣。于此，創(chuàng)化推出了一種可提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，并減少有害氣體排放的裝置及方法。該裝置及方法通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣密度、降低進(jìn)氣溫度，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)做功效率（10%以上），并可減少有害氣體排放（氮氧化物排放減少24%以上），很大程度上減少了對(duì)大氣的污染，達(dá)到了綠色環(huán)保的目的。

火電廠、熱電廠降耗技術(shù)，提高節(jié)能環(huán)保能力

目前，我國火電發(fā)電量約占全部發(fā)電量80%以上，然而火電廠、熱電廠是兩大耗能場所，其釋放的氣體也都嚴(yán)重污染著環(huán)境，如果能夠找到降低火電廠、熱電廠能耗的先進(jìn)技術(shù)，對(duì)環(huán)境保護(hù)將具有非凡的意義。

《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》要求2015年氮氧化物排放量較2010年下降10%，新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》氮氧化物排放限值標(biāo)準(zhǔn)高于發(fā)達(dá)國家水平，要求所有火電廠于2014年7月1日前達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡痣姀S是我國污染物減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。

而熱電廠和核電廠的發(fā)電效率都在35%左右，即便使用超臨界鍋爐，其發(fā)電效率也很難突破45%。大部分熱能散失到發(fā)電廠周圍的空氣或江海湖泊里，既浪費(fèi)了熱能，也在一定程度上污染了環(huán)境。然而，超臨界鍋爐雖是迄今世界最先進(jìn)的熱電技術(shù)，但過高蒸汽溫度和燃燒溫度不僅需要消耗較多的昂貴耐高溫金屬材料，而且燃燒過程會(huì)產(chǎn)生大量的酸性膠溶性氣體NOx，這是造成霧霾最主要原因之一。

如何另辟蹊徑，采用降低凝汽器的溫度辦法來提高發(fā)電效率，似乎已是不二選擇，怎樣才可以實(shí)現(xiàn)呢？采用現(xiàn)行的技術(shù)，哪怕是降低0.5℃都是非常困難的事情。而創(chuàng)化所研發(fā)的換熱器以及散熱器不僅可以應(yīng)用于熱電廠的風(fēng)冷裝置，還可以代替現(xiàn)行的凝汽器。大家都知道逆流換熱方式平均溫差是最大的，溫差才是換熱的動(dòng)力，而現(xiàn)行的凝汽器采用的是錯(cuò)流換熱方式，這無疑是無法實(shí)現(xiàn)高效冷凝效果的，其端差也是無法實(shí)現(xiàn)最小化的。

采用創(chuàng)化所研發(fā)的換熱器技術(shù)替代現(xiàn)行的凝汽器，可以使蒸汽冷凝速度加快，從而提高發(fā)電效率。因?yàn)樵摷夹g(shù)是采用純逆流方式進(jìn)行換熱，并且蒸汽側(cè)采用翅片形式而不同于現(xiàn)行的管式，其單位體積換熱面積大，蒸汽流動(dòng)阻力小，冷凝的水側(cè)采用細(xì)通道，其換熱效率高，越接近分子運(yùn)動(dòng)自由程，其換熱速度就越快。

創(chuàng)化低碳技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)冷卻水采用全封閉式方式，水垢產(chǎn)生幾率小，而且可以減小循環(huán)泵30%的功率，因?yàn)榉忾]循環(huán)不存在壓頭損失，循環(huán)冷卻水也會(huì)減少許多。風(fēng)冷裝置采用了逆流換熱方式，風(fēng)的利用率高，減少了風(fēng)機(jī)30%以上的輸出功率。大大減少了熱電廠對(duì)水資源的消耗量，同時(shí)提高了發(fā)電效率，減少了二氧化碳和NOx的排放量。從而達(dá)到了節(jié)能、降耗、增效，確保機(jī)組長期安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。

乏汽，指的是釋放出熱勢能推動(dòng)汽輪機(jī)做功，從汽輪機(jī)下部排汽口排出的蒸汽。創(chuàng)化低碳經(jīng)過多年潛心研究，突破性地發(fā)明了乏汽潛熱循環(huán)利用技術(shù)，開創(chuàng)性地研究出怎樣解決熱電廠60%以上熱能浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境熱污染現(xiàn)象。采用一種兩級(jí)噴射吸收熱泵可以把乏汽潛熱差不多60%以上熱能重新反饋給凝結(jié)水，可把凝汽器后段熱能循環(huán)利用起來。該提高熱力循環(huán)效率的裝置及方法能夠更好地提高熱力循環(huán)效率，并且非常機(jī)巧地把郎肯循環(huán)與逆卡若循環(huán)結(jié)合起來，以達(dá)到提高煤的單耗發(fā)電效率目的。

該發(fā)明專利技術(shù)會(huì)使熱力發(fā)電系統(tǒng)向環(huán)境排熱量大大減少，而且以比較經(jīng)濟(jì)的手段來散熱。因?yàn)樯嵩磁c環(huán)境溫差比現(xiàn)有技術(shù)要大許多，實(shí)現(xiàn)大溫差小熱量方式來散熱，不僅可以節(jié)約冷卻水循環(huán)量，減小循環(huán)泵功率，而且可以使散熱風(fēng)扇功率大大減小。

新型海水淡化技術(shù)，增加淡水來源

我國水資源豐富，但是人均淡水占有量極少，且分布不均。海水淡化是解決目前我國水資源危機(jī)的重要途徑。創(chuàng)化研發(fā)的一種全新的、高效率的海水淡化技術(shù)，采用了兩級(jí)噴射吸收熱泵原理：一級(jí)噴射直接引射水汽，同時(shí)也用作冷凝水汽的冷源；二級(jí)噴射把海水熱量轉(zhuǎn)移至高溫處，并將其熱量反饋給后面流進(jìn)冷凝器和熱交換器的海水，使之提溫后進(jìn)入真空環(huán)境里的蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，蒸發(fā)了的水汽經(jīng)溫度較低的噴射冷凝水（循環(huán)淡水）引射和冷凝，與該噴射引射水一道，進(jìn)入淡水循環(huán)箱內(nèi)。

實(shí)踐證明，射流泵比蒸汽噴射泵更節(jié)能，引射效率更高，因而采用噴射吸收方式進(jìn)行熱泵循環(huán)有著顯著的優(yōu)勢。這種全新的海水淡化技術(shù)，最大的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單、循環(huán)泵少、中品位熱能溫升高且轉(zhuǎn)化率較高，噴射吸收在噴射過程中不僅在傳質(zhì)，同時(shí)也在傳熱，它可以把吸收循環(huán)熱100%傳入發(fā)生器內(nèi)。該技術(shù)可將海水淡化成本降至2元/噸以下。它不僅適宜規(guī)模制取淡水，也特別適用于潛艇、輪船、海島及我國西部水質(zhì)較差的地方。對(duì)人類的飲水健康具有極大的意義。

多年來，創(chuàng)化人始終如一地秉持科學(xué)發(fā)展觀，致力于環(huán)保高效節(jié)能產(chǎn)品研究與開發(fā)。創(chuàng)化團(tuán)隊(duì)有信心打造綠色的環(huán)保事業(yè)大平臺(tái)，并希望得到相關(guān)部門的支持，得到各界企事業(yè)單位的合作，以期共創(chuàng)美好未來。