“我国每年工业能耗约为29.1亿吨标准煤，但150摄氏度以下的余热(低品位热能)往往是‘余热’，其总量相当于工业能耗的14.2%。如果能有效利用40%的余热，一年可节约标煤1.65亿吨，意义重大。”上海交通大学制冷与低温工程研究所所长王如珠说。

王汝铸教授涉足绿色能源30多年，藏着20多项顶尖绿色能源技术的中意绿色能源实验室，是他多年技术攻关的综合体现。在这里，基于几十年制冷换热技术的研发，王如珠带领团队开展了“低品位余热回收技术及热泵设备R&D及示范”项目，解决节能减排的“痛点”。

热泵作为一种节能技术，可以将低温余热转化为有用的高品位热能，例如替代常规燃煤锅炉供暖，可以大大缓解我国北方地区集中供热热源不足的问题，同时在工业生产中实现节能降耗，让天更蓝、地更绿。

超级热泵背后的“发动机”。

不同温度的废热有不同的用途。比如中高温余热可以通过热机做外功发电，中低温余热可以通过回收发电、制冷、供热，低温余热可以通过热泵供给生活热水。通过消耗少量化石能源或电力，回收的废热可以转化为有用的高品位热能，可用于工业过程或供热项目。

“低温、低能量密度和分散是低温余热难以回收利用的主要问题。”王汝铸说。压缩热泵、吸收式热泵和化学热泵是提高余热品位的主要途径。虽然三种热泵技术都有所发展，但一直难以突破热泵容量、能效比、温升和可靠性的瓶颈。该项目不仅需要克服技术问题，还需要考虑经济效益。如果节能不省钱，这些技术和设备将很难推广应用。

对此，王汝铸带领的项目组克服困难，通过对单一技术的研发和流程、工艺的创新优化，研发出了一种高效、大容量、热负荷适应性强的“超级”热泵，突破了低品位剩余能源大规模应用的技术壁垒，推动了新型热泵装备产业的发展。

性能提升和系统优化匹配是提高压缩式热泵能效的关键。"一般设备采用带有蒸发器和冷凝器的单一系统."王汝铸说。项目组将压缩式热泵的蒸发和冷凝温度分成两段，采用独立的逆流双系统进行分段蒸发和分段冷凝，减小蒸发和冷凝的换热温差，降低压缩机压比，从而提高能效。

“高性能吸收式热泵示范机组容量非常大，只能现场组装，任何返工或改造都要付出巨大的代价。”项目组潘全文博士表示，由于机组体积较大，需要按照运输极限尺寸设计制造机组，并对每个部件进行严格的测试和质量控制，确保现场组装成功。

相比之下，化学热泵的技术成熟度远低于压缩和吸收式热泵。该团队研究的50 kW化学热泵在国际上没有先例，科研人员的不懈努力保证了示范项目的成功。

“一路下蛋”，产业化溢出效应显著。

这项研究的工业应用为t

在大唐甘肃发电有限责任公司西固热电厂余热回收供热示范工程中，项目开发的高效吸收式热泵供热效率是蒸汽供热的1.77倍，已稳定运行两个采暖季。“首个供暖季，回收约4.34万吨标准煤余热，节约用水52.9万吨，减少二氧化碳排放13.5万吨。”王如珠说，这相当于1.59万台常规家用空调热泵的制热能力。

余热利用，除了热能转换，蓄热技术也很关键。为此，团队研发了相变储热材料和系统，并直接“一路下蛋”，实现了江苏安培特堡能源集团的成果转化。"该储热器完全可以满足我国北方地区冬季供暖需求."王汝铸说。蓄热示范项目也已落地北京市延庆区政府大楼，不到3年即可收回投资。

此外，在“高温蒸汽热泵”的行业难点中，团队开发了双螺杆中间喷水冷却压缩热泵技术，并在汉中精机股份有限公司成功改造应用.

与此同时，与项目牵头单位上海交通大学合作的企业和单位也在不断成长壮大：珠海格力电气股份有限公司开发了13项与压缩制冷、热泵相关的国际领先技术；梁爽节能系统有限公司建成了亚太地区最大的溴化锂中央空调制造基地。中国科学院工程热物理研究所建成国内首台50 kW化学热泵样机.

基于示范项目。

，工业余热的网络化利用、规模化应用还在探索中。项目团队编著的《低品位余能网络化利用导则》将成为工业余热规模化利用的指导书。“未来要综合考虑余热热源、余热转换技术，根据用户的需求，按照能量目标和匹配准则实现优化匹配，形成解决工业余能电、热、冷、储高效利用的整体网络化解决方案，这对量大面广的节能减排具有重要意义。”王如竹说，“希望我们的这本指导书能为工业节能减排的大规模应用提供经验。”