2010年上半年新材料新技术简报

2010年上半年新材料新技术简报

本次新材料新技术简报主要内容有：1、供热新技术：包括热泵技术、带压开口技术、汽动加热器、水－水喷射器、蒸汽制冷技术和波纹管补偿器在管网中的应用等。2、供热新材料：铝箔管道防腐带、聚乙烯660型防腐胶带、聚乙烯管道防腐胶带、聚丙烯增强纤维管道防腐冷缠胶带等。3、供热新能源：太阳能采暖技术。4、国家节能新政策。

一、供热新技术：

1、热泵

（1）空气源热泵：

1月18日，正处严寒季节的济南城传出振奋人心的消息，山东省技术鉴定委员会在山东新闻大厦公布了两项技术成果，即气压补液蓄能化霜增焓采暖热泵和柔性双级耦合空气能热泵通过了鉴定。据透露，这两项技术的出现，可以使空气能热泵在零下25度的低温环境下仍能正常的启动和工作，在零下15度时cop可达2.3，在华北地区冬季供暖的cop可达3.0以上，并且可实现整个采暖季的连续共热。这两项技术解决了困扰热泵在寒冷地区冬季制热这一世界难题。这是由济南市科技局主持，济南艾嘉热泵技术有限公司总裁高秀明先生联合山东大学教授龚海兴山东建筑大学戎卫国等九人专家小组，在零下25度低温试验得出的结果。公司总裁高秀明先生向记者表示这些技术成果将迎来一个新的发展契机，并将企业立于不败之地。这项技术的出现标志着我国北京以南地区完全可以使用空气源热泵取代燃煤和燃气进行冬季供暖，是我国全面开发和利用空气中能源的开始，空气将成为人类的第四代能源。山东技术鉴定委员会专家鉴定该技术属于国内首创，在国际上也处于领先水平。

蓄能化霜技术摒弃传统空调主机的自主化霜方式，从整个空调系统方面着手解决空调主机化霜问题，另辟蹊径，彻底解决了室外机的化霜蓄能问题，较同类产品冬季运行节能17-30%。

空调机组在冬季除了化霜问题，另一个困扰已久的问题就是低温启动，为了在-10℃以下的温度，机组能够顺利启动、正常运行，艾嘉公司推出一套变流增焓技术，通过改变风冷冷热水机组水流量的办法，保证机组的运行状态，以不变成本的方式成功解决了空气源热泵

低温启动、平稳运行问题。

在蓄能化霜和变流增焓两项技术的基础上，艾嘉公司进一步研究空气源热泵和水源热泵的设计工况，大胆的提出双级热泵系统，并利用柔性耦合技术，使空气源热泵与水源热泵有效的结合在一起，推出北方地区专用商用热水机组，不但能够保证热水机组的出水温度，而且比单级的热泵系统更节能，为空气源热泵热水机组的“北进”，起到了里程碑的作用。

经过测算，该热泵每GJ产热的耗能和燃煤锅炉差不多，不适合在集中供热中应用，适用于别墅等单体建筑。

（2）污水源热泵：

利用厂西新水河两岸排水沟中污水，西岸管径为DN800，东岸管径为DN1000。根据2009.02.09日上午9：20现场观测，流速约为1米/秒，均为半管流动。流量可以得出约2000t/h。经现场测量西侧污水沟温度为23℃，东侧污水沟温度为25℃，而此时室外气温为5.3℃。

通过与热泵厂家接洽，通过污水源热泵可提取热量14043kW，可供建筑面积32万平方米。在按上网电价的情况下，按厂家提供的能效比3.9计算每年运行费用、折旧、财务成本、人工、管理成本及维修成本等，仍处于亏损状态。

（3）地热井尾水热泵

利用翠苑地热井尾水建设热泵系统。通过与厂家接洽，地热井尾水热泵可提取热量760kW，可供建筑面积1.26万平方米。按厂家提供的能效比3.7，机房内水泵全年运行使用率50%，电价0.6元/度，计算运行费用，同时考虑折旧、人工、维修、管理等成本，每年仍处于亏损状态。

（4）地源热泵：

按总空调使用面积为25894㎡冬季为例与热泵厂家接洽：

方案一、供水温度60/50℃，按厂家提供的能效比3.15，机房内水泵全年运行使用率50%，电价0.6元/度，计算运行费用，同时考虑折旧、人工、维修、管理等成本，每年处于亏损状态

方案二、供水温度50/40℃，按厂家提供能效比4.33，机房内水泵全年运行使用率50%，电价0.6元/度，计算运行费用，同时考虑折旧、人工、维修、管理等成本，处于微利状态。

建议：热泵技术是国家鼓励应用的一项新技术，现在全国各地都有应用，尤其是集中供热覆盖不到的区域应用比较广泛。上述投资运行分析之所以出现亏损，一是热泵现阶段投资比较高，聊城的开户费又比较低，致使开户费不能抵消投资而每年产生大量的财务费用；另

一方面的原因是机组的能效比，如果能效比在4或5以上，那么耗电成本也会进一步降低；再者，如果配套建设蓄热装置，利用谷值电价时蓄热，峰值电价时放热的技术，运行成本也会降低。所以关于热泵技术还要密切关注。

2、“带压开口”技术在热力管道上的应用

所谓“带压开口”，就是指管道在运行状态下进行“开口”的方式。其具体的步骤是：在选定的“开口”位置焊上球阀或插板阀，安装打孔机，在管道上打孔，孔打好后将钻头撤出到阀门以上时，关闭球阀或插板阀，将打孔机拆卸下来，以上步骤完成后，一个“口”就开好了。由于“开口”过程是在密封情况下完成的，所以热网不用停热和放水。

“带压开口”技术最大的优点就是在不停管网正常运行的前提下开口，满足发展新用户的需要，同时能避免常规开口不得不放掉大量管网中水的弊端，节省水资源。“带压开口”也有它的不足，首先打孔机需要进口，其次是“开口”用的球阀或插板阀国内尚无厂家生产，也需要进口。为此我们搜集了芬兰NA V AL纳瓦带压开口阀相关资料，naval的球阀尺寸dn10-dn600，连接方式焊接、法兰、螺纹，最高使用温度200°c ，最高使用压力4 mpa。具有不泄漏(零泄漏级)、长寿命(正常使用20年以上)、无维护(维护费用为零)等优点。

3、汽动加热器：

汽动加热器利用蒸汽对循环水进行混合加热，并通过蒸汽提供的动力推动循环水流动，不仅节热同时也节电。聊城市区已有军分区、能源监测站等单位试用，节能效果明显。今年我们也联系相关厂家制定方案，投资回收周期也较短。由于汽动加热器适用于蒸汽压力比较充裕的区域，在分散站上已成功应用，因此建议在总供热面积比较小的设计东院蒸汽集中站或工商行蒸汽集中站进行汽动加热器改造，以达到节省运行费用的目的。

4、水－水喷射器

水－水喷射器用在热水供热系统上，做为室内供暖系统与热水管网连接的混合装置。

压力为P0工作流体（供热公司高温水），经过喷管以很大的流速Wp从喷管出口喷射出来，在混合室外造成一个比被引射流体（用户回水）的压力Ph更低的压力，其压力为P2。被引射流体以Ph的速度吸入混合室。水喷射器的混合室目前多做成圆筒形。在圆筒形混合室内，两种流体进行热能交换与动量交换，使在混合室出口处两种流体的温度和速度趋于一致，而出口处的压力P3有所回升（P3＞P2）。混合室出口流速W3，在扩压管内逐渐下降到W4，压力逐渐升高到Pg后，混合后的低温水流出喷射器，送入用户供暖系统中。如果这种技术能在混水站上使用，将能进一步降低耗电成本。经与天津普华业务员沟通，目前水-水喷射器正处于研制阶段，还没有大范围的推广。建议对于该项新技术，建议密切关注水－水喷射器的

的研制及应用情况，一旦技术成熟即进行考察试用。

5、蒸汽制冷技术：

结合我公司夏季蒸汽负荷小的实际情况，探索夏季增加蒸汽消耗的途径，今年我们对蒸汽制冷项目进行了考察论证。夏季制冷市场用电制冷的比较多，但也有用溴化锂蒸汽制冷机组供暖的，如金宇海天大酒店等，但综合成本分析，在现在峰谷电价的体制下，电制冷要比蒸汽制冷有优势。因此建议密切关注蒸汽制冷的技术革新情况，尤其是其能效比提高情况。若其运行费用低于电制冷，则应推广蒸汽制冷技术。

6、波纹管补偿器在管网中静压轴向推力的计算

波纹管补偿器在大口径管网中，盲板力在管网固定支架的受力计算中是一个很重要的参数。本文通过采用物体受力平衡切面法和积分法，分别对U型平波纹管和Ω型波纹管补偿器的盲板力的计算进行定量分析计算，论证了波纹管补偿器盲板力的计算方法应当是波补的最大直径或最大直径轴向投影面积与介质压强的乘积，而不是波补的平均直径或最大直径轴向投影面积与介质压强的乘积，从而使盲板力的计算结果更加准确。

二、供热新材料：

1、铝箔管道防腐带

通常架空管道的外护层采用沥青布或铁皮，沥青布由于是黑色，应用在管道上影响环境美观，铁皮虽然美观但易出现锈蚀而失效，铝箔防腐带有效避免了这两种材料的缺点。

铝箔防腐带是一种高自粘型防抗紫外线能力强的新型外防腐蚀保护材料。本产品基层为增韧性铝箔片材，胶层采用丁基橡胶改性沥青，覆盖一层防粘隔离膜而成。主要用于天然气、石油、化工、制药、热力、城建中的输油、输气、输水、供暖架空管道或塔体结构的防腐蚀保护。产品由于采用具有独特反射太阳光和抗紫外线能力强及柔韧性，外表光滑性铝箔基材和具有高防腐性、粘结力强的丁基橡胶改性沥青胶粘剂制成。固而铝箔防腐胶带具备了防水、防老化、不固化、不开裂，长期不出现移动、不剥离等优良特点，从而达到了防腐蚀能力强，外形美观的效果，产品经实践验证是一种优而美的防腐佳品。

2、聚乙烯660型防腐胶带

聚乙烯660型防腐胶带其基材为高、低密度合成聚乙烯膜片，胶层为高粘性热塑改性丁基自粘防腐胶粘剂，辅以一层防粘隔离膜组成。使用温度5-50℃，可广泛应用于石油、天然气、化工、城市建设中的给排水和油气、煤气输送钢质管道及钢质地埋储存罐体的外防腐及

修复工程。是一种最新的无污染、无危害的环保型防腐材料，与传统防腐胶粘带相比，具有：A、粘性强且可实现自熔合，防水、气渗透，密封性好。B、电绝缘性高，耐老化稳定性优异，抗紫外线辐射能力强。C、具有抵抗土壤应力破坏能力，抗冲击力强等优点。

3、聚乙烯管道防腐胶带

聚乙烯防腐胶粘带（Polyethylene anticorrosion adhesive tape）的防腐体系是由防腐带、保护带、补口带、底漆组合而成。聚乙烯胶粘带是由聚乙烯基膜，热复合上一层以丁基胶为主体的胶粘层，共挤压成的带状防腐材料。它具有绝缘性好、防腐效果优良、机械强度高、耐碰撞、耐老化、吸水率小、施工方便、安全卫生、应用范围广、使用寿命长等特点。广泛应用于石油、天然气、石油化工、电力、冶金、城市燃气管网、供水等各种管道工程与设施中金属管道的外防腐高效，长寿命。广泛应用于石油化工、天然气煤炭等工程中埋地架空金属管道的外防腐。

运输贮存：

(1) 胶带在运输过程中防曝晒、防雨淋、防止压坏变形。

(2) 在运输或贮存中受到5℃以下暴冻时，需在20℃左右存放48小时，方可施工。

(3) 应在阴凉，温度5～30℃库房中存放，期限12个月，并远离热源与明火。

由于其具体耐温情况不明确，聚乙烯防腐胶粘带可否用在供热管道上尚需考察。

4、聚丙烯增强纤维管道防腐冷缠胶带

聚丙烯纤维防腐胶带是一种新型的无污染、无危害的环保型防腐产品，代表着当今国际、国内冷缠防腐胶带的最高水平，有“防腐之冠”美称。可广泛应用于石油、天然气、化工、城市建设中的给排水，油气、煤气输送钢质管道和钢质地埋储存罐体的外防腐及修复工程。是国家建设部、环保总局指定替代“沥青玻璃丝布”“环氧煤沥青”的推荐产品。具有施工简便、抗冲击、耐老化、耐拉伸、耐紫外线辐射、粘结强度高等特性。

该产品基材为独特的改性聚丙烯编织纤维布，采用丁基橡胶改性沥青做防腐胶层。其基材是纤维结构可有效地抵抗由于土壤应力而产生的蠕变破坏，经老化试验检测证明其耐蚀寿命达50年以上，各项检测指标大大高于SY/T0414—98标准要求，完全达到美国ANSI/AWWAC209-00和NACEMR0274-95指标。是管道冷防腐施工胶带中的最佳选择，也是防腐最经济的选择。

同样，由于其具体耐温情况不明确，聚乙烯防腐胶粘带可否用在供热管道上尚需考察。

三、供热新能源——太阳能

主动式用集热器、蓄热器、管道、风机及泵等设备来收集、蓄存及输配太阳能的系统，系统中的各部分均可控制而达到需要的室温。

本文以一个100平米的房间为研究对象，采用10～15年内逐日气象数据对太阳能采暖系统进行模拟。根据模拟的结果，分析其初投资，寿命周期内的总能耗、总运行费用，综合热价等指标。然后将其与燃气锅炉、燃煤锅炉，电锅炉采暖进行比较，对比其初投资、运行费用，总能耗等指标。然后分析了不同的气象条件、每日太阳能负责的采暖小时数、集热器价格等因素对系统经济性的影响。

结论：

(1) 主动式太阳能直接采暖系统，在目前的集热器价格与能源价格及技术条件下，尚不能和常规的采暖系统竞争。

(2) 影响太阳能直接采暖系统经济性的主要因素是集热器的高价格，应力争提高集热器的效率或降低其价格。

(3) 太阳能采暖系统经济性比热水供应系统经济性差的主要原因是一年中采暖系统的使用时间短，系统的利用率低。

(4) 目前太阳能直接采暖的应用范围也只限于别墅型建筑或3~4层以下的建筑。

(5) 太阳能采暖系统应用于只在白天使用的建筑，如办公楼或教学楼时，经济性好于需要全天采暖的住宅等建筑。

四、国家节能新政策

发展改革委、财政部、人民银行、税务总局联合下发《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》中要求：充分认识推行合同能源管理、发展节能服务产业的重要意义。

合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制。节能服务公司与用户签订能源管理合同，为用户提供节能诊断、融资、改造等服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。我国上世纪90年代末引进合同能源管理机制以来，通过示范、引导和推广，节能服务产业迅速发展，专业化的节能服务公司不

断增多，服务范围已扩展到工业、建筑、交通、公共机构等多个领域。2009年，全国节能服务公司达502家，完成总产值580多亿元，形成年节能能力1350万吨标准煤，对推动节能改造、减少能源消耗、增加社会就业发挥了积极作用。但也要看到，我国合同能源管理还没有得到足够的重视，节能服务产业还存在财税扶持政策少、融资困难以及规模偏小、发展不规范等突出问题，难以适应节能工作形势发展的需要。加快推行合同能源管理，积极发展节能服务产业，是利用市场机制促进节能减排、减缓温室气体排放的有力措施，是培育战略性新兴产业、形成新的经济增长点的迫切要求，是建设资源节约型和环境友好型社会的客观需要。各地区、各部门要充分认识推行合同能源管理、发展节能服务产业的重要意义，采取切实有效措施，努力创造良好的政策环境，促进节能服务产业加快发展。

附件：

1、“带压开口”技术在热力管道上的应用

2、芬兰NA V AL纳瓦带压开口阀

3、波纹管补偿器在管网中静压轴向推力的计算

4、铝箔管道防腐带

5、聚乙烯660型防腐胶带

6、聚乙烯管道防腐胶带

7、聚丙烯增强纤维管道防腐冷缠胶带

8、主动式太阳能直接采暖系统技术经济分析

9、关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见

供热技术科

二〇一〇年六月