这个河源人与广东专家团队攻克能源领域难题

一机三用 能源折叠

广州日报 2025年06月19日 曾焕阳

  冷热电机组可循环实现制冷(气)、制暖(气)和发电。

  机组与室外太阳能可综合循环利用冷热能源。

  三联供机组利用换热管进行地下储能是该项目的关键核心技术。

  在低温热源循环利用领域,一项创新成果正在广东省河源市东源县漳溪畲族乡日光村悄然开花结果——投入运行半年之久的冷热电机组实现了供冷、供热与发电“一机三用”,节能效果高达85%,成功破解了长期困扰行业的冷热能源综合循环利用难题。

  昨日,记者独家采访了该项技术的领头人、广东太阳煤能源技术有限公司技术总监张王丹。他向记者讲述了技术专业团队十余年来潜心研发节能减排技术的艰辛历程。

  文、图/广州日报全媒体记者曾焕阳

  潜心研发十余载 如今“开花结果”

  张王丹介绍,2009年他从传统制造业转型,投身节能环保及新能源研发,至今已有十余年。目睹城乡空调机普及带来的能源浪费问题,他将研究目标锁定“空调发电机”技术,希望能将传统空调机排往室外的冷凝热转化为电能。这项研究引起广东工业大学的关注,双方组建了校企联合科研团队,并合作成立了“高效制冷、制热与低品位热源发电装备研发中心”,由张王丹出任研发中心主任。

  在团队集体智慧和不懈努力下,经过多年的技术攻关,图纸方案经过反复修改优化,最终在不破坏地形地貌的前提下,利用波纹管热传输技术,将三联供机组输出的冷热能储存于地下,显著提升了冷热能的循环回收效率。

  今年元旦前,冷热电三联供机组开始在东源县漳溪畲族乡日光村一栋民房投入运行,平稳运行半年后,验证了其技术的突破性:不仅能综合回收利用环境冷热,成功将空调机冷凝热转化为电能,还能将水箱自来水制成生活热水。张王丹称,这套三联供验证系统,基于全新的热力循环架构,其核心亮点在于能量梯级回收机制。

  专家眼

  能源综合利用率大幅提升

  广东工业大学能源系教师刘良德指出,该机组能巧妙提效处理低品位废热,利用循环热力差驱动膨胀机,成功实现了在15℃极低温差下发电。这一突破打破了卡诺循环的百年桎梏,开辟了能源利用新路径——传统系统在如此低温差下发电曾被认为几乎不可能。同时,系统配备的高效冷凝潜热回收装置,能将运行余热零能耗转化为生活热水,大幅提升了能源综合利用率。

  刘良德特别强调,系统集成的多源热管理矩阵,将屋顶光伏热板与地下岩土储能层有机结合,构成独特的“天地能源互联网”,这一设计使系统在南方高湿复杂环境中,仍能保持95%以上的高效稳定运行。能效数据显示,验证机组表现卓越:每小时仅输入5.6kW电力,可同步输出20.3kW制冷量、23.6kW制热量及1.2kW发电量,综合能效比超过9.0。这意味着每输入1度电,可产出3.1度等效能源,远优于传统系统3.2—3.6的COP值。而在经济性方面,该系统节能率高达85%,使投资回收期缩短至3年以内,极大提升了项目经济可行性和吸引力。

  填补低温热源发电技术领域的空白

  中国建筑科学研究院太阳能中心高级工程师黄祝连在考察示范基地后给予高度评价,他说:“能源三联供,打破了传统能源应用思维,是可再生能源向更高层次、更高水平的技术革新。”

  广州大学建筑节能研究院陈奇良博士指出,该系统在25℃以下低温热源实现发电,填补了技术空白,其模块化设计具备广泛适应性和可扩展性,可无缝接入工业废热、地热等多种场景,为重构分布式能源生态提供可能。在实际运行中,机组每小时净能耗仅4.6度,替代了传统系统31度的电力消耗,节能效果显著的“能源折叠”效应,为其今后大规模推广奠定了坚实基础。

  冷热电综合循环利用适用多种场景

  张王丹满怀信心地表示:“我们的目标是让每一份热度都成为推动可持续发展的燃料。”

  “只要有空气温差的地方,就能实现冷热能循环互换和发电。落地于广东河源的这套专利技术设备,不仅可以广泛适用于体育馆、图书馆、博物馆、美术馆、文化馆、戏剧院、电影院、学校、工厂等各类大型活动场所,而且还适用于边远山区无法输送电源的自建楼房或海洋周边的小岛城市。”国内多位能源综合利用领域的专家学者一致认为,相信“冷热电综合循环利用”这一专利技术,今后将会在更多的地方落地生根。

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