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西門子利用廢熱的巨大潛力
西門子的科學(xué)家希望能將多種不同類型的能源整合起來，如石油、天然氣、風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)和廢熱等，以確保這些能源盡可能高效、環(huán)保地制造出電能、暖氣、冷氣和飲用水。迄今為止，在大多數(shù)情況下，調(diào)查研究僅涉及能源系統(tǒng)的個別方面，譬如可再生能源并網(wǎng)的方法。現(xiàn)在，研究人員針對的是由眾多部分組成的電網(wǎng)，研究內(nèi)容涉及各部分的相互作用和對電網(wǎng)整體穩(wěn)定性的影響。
研究人員尤為感興趣的一個方面是如何利用機器及其他工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的廢熱。現(xiàn)在，特別是低溫范圍內(nèi)的廢熱，很少能以經(jīng)濟可行的方式得到利用。但是，這種廢熱包含寶貴能源，可用于回收廢水，然后轉(zhuǎn)化成飲用水。考慮到這一點，西門子研究人員創(chuàng)建了一套示范設(shè)施，利用70至120的廢熱來蒸發(fā)廢水。產(chǎn)生的蒸汽被引導(dǎo)到冷凝器，蒸汽在冷凝器中通過一個產(chǎn)生純水和某種高濃度廢水的過程沉淀下來。
在原型機中，廢水經(jīng)隔熱管道從上方流入，再流經(jīng)若干換熱器。在此過程中，廢熱被用來升高水溫。然后，廢水緩緩流過蒸發(fā)器，變成水蒸氣。風(fēng)扇產(chǎn)生氣流，攜帶水蒸氣向上運動。接著，水蒸氣在冷凝器的作用下再次凝結(jié)，完成分離工作。為使用最少電能運送盡可能多的水蒸氣，必須精確調(diào)節(jié)溫度分布和風(fēng)量。接下來將有可能建設(shè)每小時可凈化25立方米的水的試驗工廠，足以處理來自飲料工業(yè)裝瓶過程中產(chǎn)生的廢水。此項技術(shù)也可用于凈化釀酒工藝和石油鉆井作業(yè)產(chǎn)生的廢水。
研究人員還制作了一個可將廢熱加熱至140攝氏度的熱泵——相比之下，傳統(tǒng)熱泵最高只能加熱至90攝氏度。這種新熱泵可以將溫度在70到90攝氏度之間的工業(yè)廢熱或地熱，加熱至130攝氏度——達到集中供暖系統(tǒng)的標準溫度，用于為建筑物供暖。