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俄罗斯研发出低温制热技术

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俄罗斯科学院西伯利亚分院催化所研发出低温制热技术,可用于严寒地区的供暖。所研发的技术被形象地称之为“冷制热”,其原理为利用疏松材料吸附低温甲醇气体这个过程来获取热能。相关成果发布在《Applied Thermal Engineering》科学期刊上。

该项目的技术关键点为吸附剂的研发,科研人员通过理论研究“设计”了吸附剂的最佳结构,之后定向合成出专门用于“冷制热”的吸附剂。吸附剂由两种材料构成:相对惰性的基体材料及具有甲醇良好吸附性能的盐类。现已研发出4种吸附剂,吸附试验结果证明,这几种吸附剂均具有非常好的制热效果。
    通过对“冷制热”流程进行热动态分析,评估了热转换过程,并据此确定了吸附的最佳工艺参数。为确定热动态流程的效率和产热功率,研究人员设计并制造了“冷制热”试验原型机。该设备由吸附器、蒸发器和恒温器组成,用于吸附剂吸附放热的铝制交换器具有发达的表面,可从冷空气或非冷冻水中获取热量。
    设备制热为间歇式,在甲醇气体被吸附过程中释放热量,之后对吸附剂进行再生处理。实验模拟了西伯利亚冬季严酷的温度条件,结果令人满意。实际使用中可利用冬季两大天然“恒温器”作为热源,即空气和非冷冻水(河流、胡泊及海洋),温度差为30-60°C,所获得的热能可用于供暖,该技术具有环境温度越低制热效果越好的特点。
    该技术可在北方寒冷地区应用,比如,俄罗斯北方,北欧、美国和加拿大北部等地区,技术推广可加快上述地区的社会经济发展,并且,环境低温热源的直接利用可改变全球能源结构,降低全社会对有机燃料的依赖,并能有效改善环境。
    未来,该技术还可扩展到工业垃圾低温热能的利用,比如,热电站冷却水、石化工业气体副产品的热回收,以及地球可再生热能的利用,以此为全球寒冷地区提供补充的热源。

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