NEDO、高砂热工株式会社、石原产业株式会社、东京电力能源合作伙伴株式会社、森松工业株式会社、日野汽车株式会社、米乐m6官方网站和羽村市于 2019 年 7 月开始对使用约 12 吨蓄热材料的蓄热系统进行全面示范测试,该蓄热材料可利用低温废热100℃以下。
本次演示测试中使用的蓄热材料基于米乐m6官方网站开发的“Hascray”,具有更高的性能和耐用性。单位体积能够存储比过去使用的潜热蓄热材料两倍以上的热量。
在本次演示中,将全年验证两种类型的储热系统:离线热传输型和固定型。在离线热输送类型中,日野汽车羽村工厂热电联产系统(CGS)设备产生的废热被储存在蓄热材料中,用于工厂内的工业空调设备,并通过大型拖车运输到约2公里外的羽村市游泳中心,用作温水池的热源。另外,在固定式中,石原产业株式会社四日市工厂在干燥氧化钛的过程中,将上游侧高温氧化钛产生的热量储存在蓄热材料中,并将热量辐射到下游温度相对较低的氧化钛并用于干燥,从而减少了现有加热蒸汽的消耗。
我们将在 2020 年 2 月之前进行这些示范测试,同时获取季节性示范数据,目标是建立将热电联产系统的废热和工厂废热应用于除湿、加热、干燥过程等的热利用系统技术,并将其推向市场。
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| 图1 热利用场所(散热场所)外观图(羽村市游泳中心) |
从提高国内工业产品的国际竞争力和解决全球变暖等环境问题的角度来看,需要大量节约能源。其中,100℃左右的低温余热由于其产生场所利用有限,大多未利用而释放,需要对低温余热进行有效利用。此外,同时提供电力和热量的热电联产系统(CGS)有望成为一种节能技术,但存在热需求低且经常产生剩余热能的问题,因此需要有效的热利用技术。
最近,新能源和产业技术综合开发机构 (NEDO)、高砂热力工程株式会社、石原产业株式会社、东京电力能源伙伴株式会社、森松工业株式会社、日野汽车公司、米乐m6官方网站和羽村市开始了蓄热系统的全面示范试验,该蓄热系统使用约 12 吨蓄热材料,可利用低温100℃以下余热。本次示范试验中使用的蓄热材料是一种无机吸湿放湿材料,能够储存约80至120摄氏度的低温废热,由米乐m6官方网站于2008年作为NEDO项目的一部分开发。哈斯克雷※1''具有更高的性能和耐用性,单位体积可储存的热量是传统潜热储存材料的两倍以上。
在此演示中,离线热传输型※2和固定式。在离线热输送类型中,日野汽车羽村工厂热电联产系统(CGS)设备产生的废热储存在蓄热材料中,用于工厂的工业空调设备,并通过大型拖车运输到约2公里外的羽村市游泳中心,用作温水池的热源。另外,在固定式中,石原产业株式会社四日市工厂在干燥氧化钛的过程中,将上游侧高温氧化钛产生的热量储存在蓄热材料中,并将热量辐射到下游温度相对较低的氧化钛并用于干燥,从而减少了现有加热蒸汽的消耗。
我们将在2020年2月之前进行这些示范测试,同时获取季节性示范数据,目标是建立将热电联产系统的废热和工厂废热应用于除湿、加热、干燥过程等的热利用系统技术,并将其推向市场。
演示测试有两种类型:[1] 离线热传输型和 [2] 固定型。详情如下。
[1]离线热传输型演示测试
离线热传输型演示测试将在日野汽车株式会社羽村工厂周围、日野汽车株式会社羽村工厂的 CGS 设备和工业空调设备以及羽村市游泳中心进行(图 2)。
日野汽车株式会社羽村工厂的天然气CGS设备作为蓄热场所,排出100℃以上、88℃的废气外套温水※3回收热量并储存在储热材料中(图3)。
另一方面,羽村市游泳中心(图1)和日野汽车羽村工厂的工业空调设备这两个地点将被用作散热场所(图4)。在羽村市游泳中心,热量作为热源被辐射来加热泳池,减少了锅炉燃料消耗。此外,日野汽车羽村工厂的工业空调设备利用蓄热材料产生高温、低湿的空气,减少了空调的冷水和蒸汽消耗量。
蓄热材料将通过大型拖车运输至距离日野汽车羽村工厂CGS设备约2公里的羽村市游泳中心,以及羽村工厂的工业空调设备小型运输车※4利用交通系统。
在本次演示中,我们将获取离线热传输系统全年(夏季至冬季)的演示数据,以评估热效率和节能效果,演示100℃或更高的天然气CGS废气和88℃的水套热水的蓄热性能,并演示空调设备的热利用效率。
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| 图2 离线热传输演示系统 |

图3 蓄热场地外观 (日野汽车有限公司羽村工厂的 CGS)
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图4热利用场外视图(散热场) (日野汽车株式会社羽村工厂的工业空调设备)
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[2]固定演示测试
静态演示测试将在石原产业株式会社四日市工厂的氧化钛制造过程中的干燥线上进行(图5)。氧化钛干燥线通常供应由蒸汽加热的热空气。湿的氧化钛由带式输送机引入,然后通过供应高温空气干燥并排出。
在该演示测试中,干燥线上游约100℃的废热将被回收,储存在蓄热材料中,并从下游干燥线辐射,并提供热空气来干燥氧化钛。这种热空气供应减少了现有加热蒸汽的消耗。储热材料由两个储热罐组成,进行批量操作,实现储热与放热的切换(图6)。
在这里,我们将获取固定系统全年(从夏季到中季到冬季)的示范数据,评估热效率和节能效果,并展示储热材料的耐久性。
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| 图5 固定演示系统图像 |
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| 图6 固定式演示系统外观 |
此次展示的储热系统有望作为离线热传输系统和地方政府污泥/垃圾焚烧炉余热、工厂余热等广域热利用系统部署在市场上。此外,预计将开发为固定系统,利用工厂和热电联产系统产生的低温未利用废热进行除湿、加热、干燥过程等。高砂热力工程有限公司、石原产业有限公司、东京电力能源伙伴有限公司、森松工业有限公司、日野汽车有限公司和国家先进工业技术研究所将进行系统评估,包括各种热量下的经济效率和可操作性于 2020 年 2 月之前提交使用申请,然后目标是将该系统作为热利用系统推向市场,可应用于除湿、加热、干燥过程等。