跨临界CO2热泵系统

新能源与节能环保

1.痛点问题

原油，特别是稠油在管道输运过程中，由于其高粘度，必须采用加热降粘的措施。目前，国内外针对稠油输送的常规加热方式，多为水套炉、电加热技术，存在能源效率利用率低、污染严重等问题。随着双碳目标要求，发展先进高效的低/零碳的供热方案变得尤为必要。

2.解决方案

根据原油管输加热的要求与原油的物性特点，本团队所研发的跨临界二氧化碳热泵技术，通过系统热力学优化、换热器传热性能优化和控制系统优化等一系列措施，开发出的跨临界二氧化碳热泵技术，可在-25℃~40℃的环境范围内，将原油稳定加热至55~85℃，在满足原油加热需求的前提下，可实现零碳/低碳供热，很好的解决了原油输运中存在的高耗能、高污染的问题，同时还具有较好的经济效益，是供热领域替代化石能源的优势方案，将有力推动能源清洁低碳安全高效利用，助力碳中和目标的实现。

跨临界CO2热泵原油加热系统原理图与实验现场如下：

3.合作需求

（1）标准厂房1000平米，工业用电负荷300KVA，办公与实验区500平米;

（2）拥有油田业务资源的企业进行合作推广应用。

本成果拟转化设立企业，目前用于早期原型样机、试验测试与控制程序的开发。计划将进一步产品化，并结合市场需求，进行扩展开发。

团队将从包括石油开采的特殊行业应用起步，逐步提升供应链管理、技术能力与团队经营能力，建立以产品及解决方案为主的盈利模式。相关的目标客户主要为石油化工、余热回收、分布式能源等。

常规热泵产品，是依照采暖和生活供热的民用或商用环境研发的，而本团队研发的产品是按照原油的高粘、易腐蚀、热负荷波动大的特点开发，拥有专用原油-CO2换热器、整机的控制系统以及优化的系统循环构型。本团队在该方向有很强的研发能力，后续将持续为该项目提供专利技术，为后续产品升级改造与优化提供强有力的技术支撑，保障产品不断升级迭代。