吳榮華：從污水中找到能量寶庫
日前,在2015年青島市科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,科研成果《基于疏導(dǎo)換熱的污水及地表水熱泵供熱供冷技術(shù)》被授予技術(shù)發(fā)明獎一等獎,主要研究人吳榮華代表獲獎?wù)甙l(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(tǒng),并達(dá)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(shù)總監(jiān)、青島大學(xué)特聘教授吳榮華認(rèn)為,污水可再次創(chuàng)造價值。十多年來,通過不斷的技術(shù)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(tǒng),是我國污水源熱泵技術(shù)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(tǒng)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(nèi)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(lǐng)域,主要原因是認(rèn)識到水源熱泵技術(shù)具有熱源溫度穩(wěn)定,制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高,運行費用比普通中央空調(diào)系統(tǒng)低等特點,有著非常廣闊的發(fā)展前景,“一個新產(chǎn)品,即使技術(shù)先進(jìn)、操作方便,但如果其成本比現(xiàn)有產(chǎn)品高,相信沒有幾個人會選擇。”
污水源熱泵技術(shù)有近150多年的歷史,在理論上已經(jīng)相當(dāng)成熟,但將技術(shù)成果轉(zhuǎn)化到日常應(yīng)用卻是一個嶄新的課題,國外也只是在1980年前后才開始應(yīng)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(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)化,生產(chǎn)第一代熱泵設(shè)備。當(dāng)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(fù)責(zé)人找到吳榮華,并購買了一套污水源熱泵系統(tǒng),鍋爐拆除,新設(shè)備也安裝完畢。但意外卻發(fā)生了,新設(shè)備運行過程中出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象,停止運轉(zhuǎn)導(dǎo)致整個賓館氣溫驟降。未達(dá)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(shè)備,合同簽了,預(yù)付款交了,制造團(tuán)隊卻突然說技術(shù)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(dāng)天,吳榮華便召集研發(fā)團(tuán)隊成員一起深入生產(chǎn)車間,經(jīng)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(shù)據(jù)、修改參數(shù)、分析結(jié)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(shè)備管道。
吳榮華跟技術(shù)團(tuán)隊吃住在一起,從最原始的方法入手,歷時三天三夜,設(shè)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(nèi)的工人正在加緊完成最后的噴漆程序。”談到當(dāng)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(shù)難關(guān),第二代熱泵設(shè)備隨之產(chǎn)生。”
經(jīng)過十幾年的研究與應(yīng)用,吳榮華的污水熱泵系統(tǒng)已發(fā)展到第四代,包括疏導(dǎo)式污水換熱器、自動除垢機、系統(tǒng)低能耗設(shè)計等成套關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備,每一代新技術(shù)都對此前存在的問題進(jìn)行了改進(jìn)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(diào)度大廈等污水源熱泵系統(tǒng)均獲得成功。
零排放+節(jié)能50%
“第四代疏導(dǎo)式污水換熱器的技術(shù)成果被鑒定為‘世界首創(chuàng)、國際領(lǐng)先水平’。”吳榮華說,該技術(shù)之所以榮獲技術(shù)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(hù)周期增大一倍,換熱效率提高30%以上,占地面積減小30%,實現(xiàn)了污水及地表水源熱泵系統(tǒng)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(tǒng)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(diào)外機,更沒有高聳的鍋爐煙囪,室內(nèi)空氣卻清新舒適。“與傳統(tǒng)鍋爐供熱相比,污水源熱泵不產(chǎn)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(xiàn)了零排放。據(jù)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(yuǎn)高于其他形式的中央空調(diào)系統(tǒng),節(jié)能率可達(dá)到50%。
如今,吳榮華的科研團(tuán)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(shè)計與系統(tǒng)運行調(diào)試。
“我們的目標(biāo)是,將水源熱泵系統(tǒng)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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