产品介绍 | 清节能源管理与CO₂冷热联供储能系统

发布时间:

2026-03-10

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编者按

在“双碳”目标纵深推进与能源结构深度调整的背景下,工业制冷制热领域的绿色转型已成为关键命题。传统制冷工质的环境负荷、复杂用能场景的协同效率、峰谷电价的运行成本,正倒逼行业寻求更具综合效益的技术路径。

北京大学南昌创新研究院(以下简称“北大南昌院”)清节能源管理与CO₂冷热联供储能系统项目组,长期深耕清洁能源与工业制冷制热交叉领域,致力于以颠覆性技术突破推动行业低碳变革。团队基于北京大学在冬奥会“冰丝带”场馆CO₂跨临界直冷制冰技术中的核心积淀,成功研发出“宽温域冷热集成系统解决方案”及系列化绿色智能装备,自主构建了覆盖宽温域冷热联供、高效散热、低温速冻及余热回收等关键环节的完整技术与装备体系。

通过北大南昌院重点孵化企业——北创碳启科技(江西)有限公司,项目组正加速推动相关成果从实验室走向工程应用。目前,团队自主研发的系列化绿色智能装备已通过国家第三方权威机构认证,为冷链物流、数据中心、生物医药、航空航天等国家战略领域提供自主可控的关键技术支撑。

 

产品介绍

一、宽温域冷热集成系统解决方案

本系统可实现-40℃至90℃宽温域冷热联供与独立控制,并集成储能模块以适配峰谷电价,致力于为复杂用能场景提供更优成本的绿色能源解决方案。

核心优势

(1)宽温区供能:集成复叠制冷、余热回收与蓄能单元,实现-40℃至+90℃多温区冷热联供与灵活调控。

(2)绿色工质:适配R744、R507、R717等零ODP、低GWP环保工质,满足多场景合规需求。

(3)高效节能:以R744工质为例,-27℃下工况较传统氟利昂系统节能10%~15%。

 宽温域冷热集成系统性能验证平台

 

应用场景:食品加工、生物制药、化工制造、区域能源站等具备复杂冷热需求的工业与民用场景。

 

二、储能蓄冷冰池/制冰机

采用自主设计的3D金属阵列复合直膨式制冰技术,实现冰池内高密度、快速、定向、均匀结冰/融冰。

核心优势

(1)节能高效:-8℃~-5℃直膨蒸发制冰,单位能耗由70~80kWh/吨降至40kWh/吨,降幅40%~50%。

(2)高密度储冰:固态冰含量≥75%,实现快速、定向、均匀结冰/融冰。

CO₂跨临界制冷机组结/融冰过程

直膨高效制冰机组(示意图)

 

应用场景:冰上运动中心、海鲜冷链保鲜、商业制冰、工业制冰及冷库蓄冷调峰。

 

三、“双相变”蒸发式散热器

构建管外水膜蒸发与管内工质冷凝协同的“双相变”散热机制,散热后介质温度逼近环境湿球温度,为高热流密度场景提供高效散热解决方案。

核心优势

(1)均匀超薄水膜:通过表面亲水化与微纳结构改性,形成稳定连续液膜,最大化蒸发面积。

(2)极低能耗:气-液-固多物理场耦合优化,降低水分无效蒸发与泵送能耗,实现高性能与低功耗统一。

“双相变”蒸发式散热器(示意图)

 气-液-固多物理场的多耦合蒸发散热设计

 

应用场景:数据中心热管理、芯片级封装散热、工商业制冷系统、高功率电子设备冷却。

 

四、低温隧道速冻机组

专为水产品、肉类快速冷冻设计,通过蓄冷技术与复叠制冷系统结合,实现夜间低谷电蓄冷、白天高峰电释冷运行模式。具备双螺旋隧道结构、大容量蓄冷冰池及智能控制系统,保障-35℃±0.5℃稳定速冻环境。

核心优势

(1)高效节能:利用移峰填谷策略,夜间蓄冷、日间释冷,运行电费较传统机组降低超30%;复叠制冷与直膨换热技术保障系统高效稳定运行。 

(2)温度稳定:速冻过程中库温波动≤±0.5℃,确保产品冻结均匀、品质稳定。

低温隧道速冻机组(示意图)

 

应用场景:水产品加工、肉类屠宰与分割、中央厨房速冻产线、预制菜生产。

 

五、锅炉余热回收机组

以燃气为热源、导热油为介质,通过强制循环为工业场景提供稳定精准控温热能,集成烟气余热回收系统,提升综合能源利用效率。

核心优势

(1)高效安全:采用烟气余热回收技术,排烟温度降至90~100℃,热效率提升3%~5%;高温低压运行,系统承压低,符合国家特种设备安全标准。

(2)精准智能:西门子PLC控制,温控精度达±0.1℃,支持一键启停与远程监控。

锅炉余热回收机组(示意图)

 
应用场景:发电与热电联产、燃气锅炉余热供暖、化工反应釜加热及印染纺织等工业加热领域。

 

应用案例

(一)冷链物流园示范项目

依托北大南昌院与江西省供销冷链科技集团共建联合研发创新中心,聚焦CO₂超低能耗冷库与绿色制冷技术攻关。目前,相关技术即将在江西某冷链物流示范园区落地应用,为全省冷链物流升级提供核心科技支撑。

 

(二)浙江新材料公司洁净厂房示范项目

通过建设“光伏消纳、复合储能、环境调控”三位一体的恒温恒湿厂房,开展机组装备示范应用,形成可复制的绿色转型工程样板,为制造业实现“双碳”战略目标提供技术支撑。