特斯拉、熱泵,到底誰蹭了誰的熱點
近日,新款特斯拉Model 3曝光,這款車型增加了熱泵空調,可在寒冷地區將空調加熱效率最大化,同時可以減小由于空調加熱對車輛續航里程的影響。作為新能源汽車的龍頭,他的每一個舉動都會被大家關注。特斯拉也來蹭熱泵概念,并就此帶熱了熱泵的相關話題。
據特斯拉方面稱“熱泵最大的優點就是高效、省電。Model Y是特斯拉首款搭載熱泵系統的車型,熱泵能減少其電池損耗,在冬季可以增加續航里程”。
“熱泵最大的優點就是高效、省電”,這一點不錯,來看百度百科:“熱泵(Heat Pump)是一種將低位熱源的熱能轉移到高位熱源的裝置,也是全世界倍受關注的新能源技術。熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經過電力做功,然后再向人們提供可被利用的高品位熱能”。“它僅消耗少量的逆循環凈功,就可以得到較大的供熱量,可以有效地把難以應用的低品位熱能利用起來達到節能目的。”
科靈節能的空氣源熱泵在實驗室中獲得的數據:模擬冬季運行,COP約為4.2,即投入1KW電能,可得到4KW的熱能,夏季運行時,COP可達5.3,投入1KW電能,可得到5KW的冷量,能源利用效率為電采暖方式的3-4倍。
毋庸置疑,熱泵的高效、省電是其核心,同時熱泵生態、環保、節能的特點也讓熱泵成為當前碳達峰、碳中和形勢下被關注的熱點。
1912年瑞士的蘇黎世成功安裝了世界上第一套熱泵系統。20世紀40年代到50年代,熱泵工業得到迅速發展,20世紀70年代以來,熱泵工業進入了黃金時期。建國后,我國熱泵 技術開始引入中國,從2001年熱泵起步開始開始進入成長期,得到快速發展。
熱泵百年前就開始得到應用的老技術,絕對不是一個新物種、新概念,此次特斯拉在新車上采用熱泵系統,我們要拋開它抓眼球、蹭熱點這一說,先來看看熱泵用在汽車空調上到底效果如何。
普通燃油汽車發動機產生的熱能,通過回收足以讓車內保持良好的溫度,新能源車就不同,它產生熱能的地方只有電池、電機、傳動裝置,熱能分散,總量遠遠達不到需要,只能消耗電能,就不可避免地降低的續航里程。
特斯拉熱泵系統融合兩部分熱源,一是自于外界空氣熱源,二是動力電池系統、驅動系統(包括電機和傳統系統)以及PCS功率電子產生的余熱,整合了更多的熱源,以此提高熱泵空調總體的效率。
特斯拉熱泵系統的路線是:空氣能+余熱+熱泵,特斯拉熱泵系統到底能發揮多大作用先不說,單純就這種能源利用這種理念、這種路徑,也應當引發我們的關注。
我們來看一看傳統的熱泵,它從驅動方式上,熱泵分為電驅動熱泵、燃氣驅動式熱泵和吸收式熱泵,從熱源種類上可分為空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵等,應用領域不斷拓展,從制冷、采暖,到烘干、除濕,從住宅的制冷供暖到,一直工業、農業,在各行各業得到充分利用。
下面我們說不太為大眾所知的兩個熱泵應用吧。
——污水源熱泵。城市污水冬暖夏涼,隨季節環境變化幅度小、排水量大、取用方便等特點,蘊含著豐富的低位熱能,利用空間非常廣闊,綠色清潔、低碳環保,不可多得。山東科靈節能公司在污水源熱泵領域有20多年的經驗,有一系列成功的應用案例,是污水源熱泵行業領軍企業。安丘市污水源熱泵集中供暖項目是濰坊市最大的污水源熱泵項目,它利用安丘市每天排放了12萬方污水的熱能,可為220萬平方米建筑供暖供冷,每年可每年可節省原煤2萬噸,減排二氧化碳5.4萬噸、二氧化硫0.26萬噸。
——ORC超低溫余熱發電。熱泵還能用于發電?是的。先了解什么是有機朗肯循環,Organic Rankine Cycle,簡稱ORC。ORC超低溫余熱發電的工作原理是,有機工質在換熱器中從余熱流中吸收熱量,生成具一定壓力和溫度的蒸汽,蒸汽進入熱泵進行膨脹做功,從而帶動發電機發電,排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱,凝結成液態,再借助工質泵重新回到換熱器,如此不斷地循環下去,實現不停循環,連續發電。
大家知道,一般的火力發電需要燃燒煤炭,產生高溫、高壓蒸汽,推動發電機發電。ORC超低溫余熱發電機組可以在低溫、低溫的情況下發電,并且可以利用低溫余熱,比如60℃以上的廢水、低溫煙氣等等,這部分低溫余熱利用難度大,但是用ORC超低溫余熱發電機組就可迎刃而解。這種低溫余熱分布廣泛,浪費驚人,應用前景十分廣闊。山東科靈節能在ORC超低溫余熱發電機組研發、應用方面走在國內前列。
遠遠不止這些,熱泵應用的領域至今仍在不斷拓展。隨著碳達峰、碳中和的大限越來越近,在國家大力倡導清潔能源發展的大環境下,熱泵永遠會是所有解決方案中的其中一個!
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