在珠峰大本营上穿短袖,这样的场景在2024登山季变为了现实。
近日,笔者从港城企业日出东方旗下品牌太阳雨集团获悉,在刚刚过去的珠峰登山季,太阳雨空气能采暖机经受住海拔5200米珠峰大本营的极限环境考验,实现1小时可升温23℃恒温采暖,让珠峰勇敢“攀登者”实现室内穿短袖的愿望。
一家曾经靠太阳能光热业务打天下的港城企业,如今为何能挑战珠峰清洁采暖难题?关键还是靠企业20多年在清洁能源领域的持续研发投入。如今,太阳雨不仅在行业内成为领军企业,其产品还广销欧洲、美洲、澳洲等全球160多个国家和地区。
珠峰温室必须过环保关
高海拔地区清洁采暖一直是供暖行业的难题,在珠峰上实现清洁采暖在此之前更是没有先例。因为珠穆朗玛峰地区不仅气候条件严酷恶劣,生态环境更是脆弱,是我国海拔最高的国家级自然保护区,更是备受全球关注的生态环保高地,这就要求珠峰采暖设施不仅要采暖性能突出,还要具备清洁环保等特点。
在刚刚过去的2024登山季,珠峰登山者却可以在“温室”中穿着短袖吃饭、看书、娱乐。支撑“温室”的是来自港城企业太阳雨的空气能热泵。
那么,“温室”是如何实现的呢?原来,空气能热泵可以通过少量的电力驱动机组运转,借助冷媒循环从空气中吸收热量,再经过压缩机提升热能温度,就可以产生供给珠峰“温室”的热能。根据统计,使用港城企业制造的空气能热泵,珠峰大本营公共区域可以保持23℃恒温不变。
提起冷媒,很多人下意识想到氟利昂。珠峰是人类最后一块净土,生态环境脆弱,使用带有冷媒的空气能热泵会不会影响珠峰环境呢?
太阳雨集团副总裁、总工程师李开春为笔者打消疑虑。他说,大家都熟悉的冷媒就是空调中使用的氟利昂。其实,冷媒在低温环境采暖中也有奇效,因为在采暖模式下,冷媒在机组内循环运动,由于冷媒的沸点极低,可以在低环温中实现从液体到气态的相变,进而将热量从室外带到室内,实现热量的有效传递。为了保障珠峰清洁采暖,他们选用了环保级别的冷媒,并在实地安装前,提前对一些系统部件进行集成组合,做到安装过程清洁无污染。
经过几十项严格的环保审核,在保证采暖过程清洁无污染的前提下,太阳雨空气能采暖机成功入驻珠峰大本营,开创空气能热泵行业先河。
制热奥秘是“独家秘诀”
4、5月份的登山季,珠峰依旧一片白茫茫,海拔5200米的珠峰大本营是登山者攀登珠峰重要的“大后方”。因为海拔高,珠峰大本营不仅紫外线强烈,而且时常会有突发的暴雪等极端天气出现,再加上8级以上阵风,无遮挡的山风常常以超过每小时60至70公里的速度席卷营地,让登山者体感温度快速降低,一不小心就会被冻伤。
此次太阳雨空气能采暖机提供采暖服务的帐篷,是整个珠峰大本营的公共活动区域。空间大、密封性不足。为了保障珠峰大本营采暖需求,企业研发人员在获取能量、减少能量消耗中下了真功夫。
港城企业想“温暖”珠峰大本营主要得过三关:珠峰大本营海拔高,空气稀薄,环境温度低,空气中的热能少;306.3nm到390nm超强紫外线以及动辄20至30多摄氏度的昼夜温差,很容易对产品机身及电子元器件造成损伤;几十厘米厚的暴雪也考验着空气源热泵的抗低温、结霜能力。
港城企业的技术人员借助车规级芯片和企业自主研发的GAIA(盖亚)控制系统,精准调节冷媒的使用量,确保室内温度稳定后,不频繁调动压缩机剧烈工作,为压缩机节约能量。通过喷气增焓、喷液冷却技术,防止压缩机过热,保证机组在-36℃的环境温度下也能稳定运行。独有黑金翅片中黑金涂层与空气换热的同时,有效吸收照射至翅片表面的太阳能,并减少对外辐射造成的热量散失。
李开春给笔者算了一笔账,借助冷媒调节技术,可以减少20%制热电量损耗,黑金翅片加盖亚系统双能耦合可以增加热量吸收。热泵系统动态调整技术可以实现整个机器节能13%。
此外,太阳能热泵还需要抵御自然界“风霜雨雪”的损害。其研发的采用新型蓝宝石玻璃纤维扇片直流变频风扇电机,可以减小风力对设备的影响。紊流出风网罩结构设计,减少气流在通过过程中的紊乱,提高出风效率,确保采暖机在珠峰超大风力的影响下依然稳定运行。
为了解决由于低温和结霜而影响机器运行的问题,企业研发人员设计了水泵运行防冻、机组制热防冻、电辅热防冻、化霜排水防冻四重保护,确保机组在关机、开机或故障停机状态下不受环境影响,避免机组管路受冻,有效保护系统设备安全。并训练设备可以即时判断结霜发生程度,避免无霜除霜。倍流技术也可以保障快速除霜,减少每次除霜耗能和时长。这些技术确保热泵可以实现两分钟急速化霜。
为了对抗超强的紫外线和雨雪侵袭,其室外机通过静电粉末喷涂、酸洗磷化等22道工序进行防锈处理,可以实现室外环境十级防锈。
搭建强大研发实验系统
港城空气能热泵技术之所以能登顶珠峰,其背后是企业对空气能热泵20年的探索。2004年,港城企业便携手东南大学开展空气能热泵技术的研发。那么,这些技术是如何研发的呢?
笔者探访研发空气源热泵技术的试验平台———-40℃超低温实验室。走进其中,笔者仿佛瞬间进入南北极,即使身穿两件加厚羽绒服,依旧感到寒冷,手中的录音笔基本不工作了。“这个实验室可以满足-40℃到55℃极限工况测试要求。”李开春介绍,随着企业建设的行业内首座零碳实验大楼投用,企业还将建设40座行业领先的实验室,其中就包括零下60℃的超低温实验室。
此外,为了研发国内一流的空气能热泵,企业还设立热泵基础技术研究院。李开春介绍,热泵基础技术研究院如同给企业搭建了一个基础研究+应用研究的实验平台,以前瞻的视角研究空气能热泵制热原理及机理等热泵领域基础及前沿技术研究。可以说,这个平台就是企业科研成果孵化基地。
借助科研的投入,港城企业已经参与10数项空气能行业国家标准、行业标准及团体标准的起草,太阳雨空气能技术获得中国制冷学会科学技术奖一等奖,太阳雨空气能采暖机荣获2024中国热泵展创新产品奖和2024年德国创新奖。
近日,太阳雨珠峰大本营超低温型变频空气能采暖机项目顺利通过世界纪录协会的认证,创“世界上海拔最高的空气能采暖机创新应用项目”世界纪录。
珠峰寒冬依旧在,港城企业为珠峰“攀登者”定制的采暖设备已经在我国北方地区、欧洲、南美等国家广泛应用,这些新市场让日出东方的春天已经来临。