近日，華澗新能源科技(上海)有限公司與上海交通大學陳江平教授課題組聯合開展的《基于氣浮軸承的冷水機組及ORC系統開發》項目成功結題。該項目以高速氣浮離心壓縮機為基礎，成功研制出了制冷量高達50kW的儲能熱管理機組，其系統COP達到3.99。經上海交通大學溧陽研究院實驗測試結果顯示，該機組的性能與效率遠超市場上同類產品。
項目結題儀式
項目背景基于目前全球范圍內可持續發展能源的轉型變革。風能、光伏等可再生能源的發電具有廣泛前景，其裝機量不斷增加。截至2022年，全國風電、光伏發電新增裝機已突破1.2億千瓦，達到歷史新高;預計到2025年，全球儲能裝機量規模可能達到362GWh，全球儲能市場規模有望達到4336億元。
熱管理對儲能系統的安全性起著至關重要的作用。儲能電站中的核心部件，如鋰電池，在工作條件下需要維持較窄的溫度范圍，大約在10℃至35℃之間。此外，儲能系統產生的熱量較大，而其散熱空間有限。若散熱不良，容易影響電池的壽命和安全性。更為嚴重的是，如果發生熱失控，可能引發火災、爆炸等嚴重事故，從而導致不必要的財產損失，甚至威脅到生命安全。
圖片
在這一背景下，華澗新能源科技(上海)有限公司與上海交通大學陳江平教授課題組聯合開發了用于儲能電站的熱管理機組。該項目創新性地采用了高速氣浮離心壓縮機技術，壓縮機轉速高達12萬轉，相較于傳統壓縮機，具有體積小(僅為相同制冷量渦旋壓縮機的1/6)、無油壓縮和高效率等特點，為高速小型無油離心式壓縮機在制冷行業中的首次應用。額定工況下，機組制冷量驗收測量值達到48kW，COP(綜合性能系數)驗收測量值高達3.37，實際完成指標超出合同要求。此外，機組還經歷了嚴苛的環境溫度測試(-30℃至55℃)，測試表現優異，展現出了良好的穩定性和適應性。機組功耗僅為市場同類產品的50%，能效上極具優勢。若以機組20年工作壽命，每天工作8小時為例計算，則該機組可為用戶節省電費50萬，為環境減少二氧化碳排放600噸。
高速氣浮離心壓縮機僅為傳統壓縮機體積的1/6(相同能力)
機組部分測試結果
在冷水機組設計方面，團隊進行了原理機組的設計與試驗驗證，初步驗證了設計方案與技術路線的可行性;建立了理論分析模型，對系統進行了熱力學理論分析，提出了壓縮機設計要求，并輔助系統設計;建立了仿真分析模型，對系統的制冷能力、功耗、控制等方面進行了初步分析，并初步確定了機組控制邏輯;進行了零部件選型工作，確定了各主要零部件的選型參數，并提供了完整的選型報告;進行了機組性能與壓縮機MAP圖測試，包括系統匹配試驗(充注量、風扇間距)、系統性能試驗(變環境溫度、水流量等)和壓縮機性能map圖測試;進行了機組標定工作，整定了壓縮機、電子膨脹閥、水泵控制參數，并優化了系統制冷劑充注量、系統架構、風扇轉速等方面。
在ORC系統開發方面，團隊設計開發了ORC一維系統分析程序，用于分析系統工質、性能、效率等;通過大量的文獻調研與理論分析，確定了系統工質;設計了系統循環架構圖并提供了設計方案;提供了主要零部件的選型參數要求。
目前所開發的儲能熱管理機組已成功下線，并在儲能系統中得到廣泛應用。該項目也開創了高速小型無油離心式壓縮機在制冷行業中的首次應用。
華澗熱管理產品已成功下線，并在儲能系統中得到應用
華澗新能源是上海華培動力科技(集團)股份有限公司(證券代碼：603121)孵化的致力于超高速離心機電在熱管理與氫能領域開發與應用的現代高科技公司。依托集團公司在汽車零部件高端材料、精密鑄造、精密加工和傳感器領域近20年的積累的賦能，華澗新能源不斷深耕技術研發，為客戶提供燃料電池BOP系統和儲能熱管理系統解決方案，通過一個個創新性的產品幫助客戶滿足行業快速變革的需求。
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