工程师在解决当今世界能源使用中的一个主要问题方面迈出了重要的一步

2019-04-12 15:50:56
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随着原型的成功完成,俄勒冈州立大学的工程师迈出了重要的一步,解决了当今世界能源使用中的一个主要问题 - 汽车,工厂和电力产生的一半或更多能源的浪费植物。

俄勒冈州立大学正在开发新技术,以捕获和使用中低等级的废热,这些废热现在从数百万辆汽车,柴油发电机的排气管中排出,或者被工厂和电力公司浪费掉。

专家说,潜在的成本节约,提高的能源效率和这种技术的广泛应用是巨大的。现在在俄勒冈州立大学完善的新系统应该能够在冷却或电力生产中使用大部分废热。

已完成原型设备以证明该技术的功效,该研究结果刚刚发表在专业期刊Applied Thermal Engineering上。

“这可能成为一个非常重要的新能源和提高能源效率的方法,”俄勒冈州立大学机械,工业和制造工程学院研究员王海雷说。“原型显示这些系统的运行与我们预期的一样好。”

王说,工业活动产生的热量的一半以上现在都被浪费了,甚至非常先进的电厂也只将大约40%的能源转化为电能。汽车的内燃机更糟糕 - 它们的转换效率通常在25-40%左右。汽车散热器的功能是消散浪费的热量。

已经尝试了各种方法,并且有时使用这些方法来捕获和使用至少一些废热以产生冷却。在俄勒冈州立大学开发的新系统可以比过去的方法更有效,或者更有效,并且还具有一个主要优点 - 也能够产生电力。

它被称为“热激活冷却系统”,通过使用非常小的微通道获得大部分效率,这有助于更好地满足性能,尺寸和重量的挑战。它有效地将蒸汽压缩循环与现有的能量转换技术“有机朗肯循环”相结合。

在俄勒冈州立大学完成的新原型成功地将每千瓦废热的80%转化为千瓦的冷却能力。研究人员表示,如果目标是发电 - 转换效率不会高达15-20% - 但它仍然比目前的方法要好得多,那就是浪费所有热量的能量潜力。

“如果需要使用冷却系统来消耗热量,这项技术将特别有用,”王说。“这就是国防部支持这项研究的原因之一,因为他们认为当它们在野外使用发电机时,它被用来为电子设备和其他用途提供所需的空调。”

然而,俄勒冈州立大学科学家表示,这可能只是一个开始。工厂经常在运营中产生大量的浪费。科学家表示,除了使用化石燃料外,该系统还可以纳入太阳能或地热等替代能源技术。

从概念上讲,这种系统也应该可以用于混合动力汽车技术,从汽油发动机中吸收废热,不仅可以用于空调,还可以帮助为车辆充电的电池充电,Wang说。

科学家表示,需要继续研究以完善技术并使其适应不同的用途。

这项工作利用了OSU在微通道技术方面的先进计划,这是OSU和太平洋西北国家实验室运营的Microproducts Breakthrough Institute的重点。这项研究由俄勒冈州立大学机械工程教授,热科学和能源系统专家,以及Microproducts突破研究所副主任Rich Peterson共同撰写。

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