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史琳-绿色奥运幕后巾帼

2010-03-14 18:0933430《地源热泵》杂志

    绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念在各国运动员和来宾的注目下得到检验。为了实践绿色、节能、环保、科技等理念,众多学者为奥运场馆及配套工程的建设贡献了自己的力量。清华大学热能工程系教授史琳即为其中的一员。

 

    从2005年参与提倡将再生水源热泵技术用于奥运村,调查提供可行性报告,再到后来做了不计其数的实验,直到今年6月份奥运村再生水源热泵系统的研究结题,史琳教授在这个项目中挥洒了3年的光阴和努力。据报道,使用水源热泵,可使奥运村每年节省燃煤3600吨,减排二氧化碳8600吨。

 

    为了了解史琳教授的研究成果,记者走进了清华大学。当在诺大的清华校园无法找到热能工程系的办公楼时,记者怀着歉意拨通了她的手机。从听筒里传出她温和的声音,耐心地给记者指路。终于冲进她的办公室,迎面而来一张美丽的笑脸。

 

    对话间,史琳教授始终亲切地微笑。偶尔有学生敲门走进来,她以同样的笑容跟他们交谈。她没有架子,措词简洁、严谨,不让人产生一丝局促。就这样记者完成了对她的采访。

 

《地源热泵》:史教授,您好!能否请您先简单介绍一下热泵领域您研究的重点方向?

 

史琳教授:对于热泵的研究,我主要集中在两个方面:一是中高温热泵,二是污水源(或称非洁净水源)热泵。在污水源热泵的研究方面,我主要是研究再生水源热泵。

 

《地源热泵》:您提到中高温热泵,这与普通热泵有什么不同?研究的意义何在?

 

史琳教授:普通热泵现在已经比较成熟了,它可以回收25℃以下的热,提升到50℃、60℃,温度再高就无法实现。这样,就有大量四五十摄氏度的工业废热余热无法回收,很可惜,排到大气中还造成热污染。而在日常生活中,我们常需要大量70℃左右甚至更高温度的热水。因此,我们就在想,如何能使热泵能够回收温度更高的热量,并且排出温度更高的热水。

 

    国外在中高温热泵方面已经有了相当的研究。由于现有的热泵工质在高温时压力过高,国外主要采取改变耐压程度的方法。而我们采取的是一条比较适合我国的路线,既符合环保政策,又可以使用原来R22或R134a的压缩机,在保证COP的前提下,获得85℃左右高的出水温度。

 

    由于我原来是研究制冷剂的,所以我们采用的技术路线是改变工质,综合各方面因素,最终确定的中高温环保工质采用了亚共沸混合工质的技术路线,被命名为HTR01到HTR04系列,都获得了国家发明专利。现在,这类中高温热泵已经实际应用了五六十台,正在推广中。

 

《地源热泵》:您后来怎么转到再生水源热泵的研究上面的?

 

史琳教授:是从2005年奥运村的项目开始的。当时我参与提倡采用再生水源热泵,并且提供了可行性调研报告。我认为,水源热泵的关键是源的问题,在各种源中,再生水是不会引起其他环境问题的非常有应用价值的热泵冷热源。现在各个城市都有污水处理厂,而且污水处理量越来越大,如果把污水处理厂处理过的水用作热泵的源,成本会很低,可回收的能量会很可观。

 

    但是用污水作源存在一个问题,它容易结垢,会降低换热的效率。所以,我们就要研究污垢的规律,它和换热的关系以及对换热的影响。

 

    因此,我们搭了很多实验台去研究污垢。在再生水源热泵的工作温度范围内,污垢的主要成分是微生物,我们通过取样,研究污垢微生物的种类,研究影响污垢生长的因素和时变规律。一个垢的完整周期就要五六十天,在这期间我们做了大量的实验,掌握了大量水、污垢的信息,得出了它的换热曲线。事实上,这样的研究是属于交叉学科领域的,以前人们还没有把再生水作为热源系统研究过,像环境系主要研究的是污水的成分小于多少就达到排放标准,但不关心污垢和换热的关系。

 

《地源热泵》:提到奥运村的再生水源热泵项目,其实是从清河污水处理厂取水。之前曾有专家质疑说,距离太远,水泵耗功会比较大,您如何看待这个问题?

 

史琳教授:这个项目确实距离是稍远,所以整个系统采用了效率高的设备,比如板式换热器、离心式热泵机组、三级变频泵等节能措施,使整个系统的性能达到了较高水平。板式换热器比广泛使用的管壳式换热器造价低、体积小、换热效率高,但它不好清洗,后来我们发明了在位清洗的办法,也申请了专利。

 

    在这里,要提出一点是,我们常常说到COP性能参数,一定要加上泵的耗功,像奥运村项目,不加泵的耗功COP是五点几,加上以后就是三点几了。现在我们进一步把研究的重点放在污水厂内,希望不仅仅将污水回收用以供暖和制冷,还可以做综合性的尝试,比如将污泥烘干烧掉,或加热污泥厌氧反应用于产生的反应气等。

 

《地源热泵》:您刚才提到了您的一些研究成果,我想问一下,您的学术追求是什么?

 

史琳教授:曾经有老师说过,科学研究者要不就上天,要不就站在地上。我想我是属于站在地上的一类人,想做些有特色的东西,解决些实实在在的问题,从实际问题中提炼一些科学问题,研究清楚,再指导实践,能发挥点作用,对于我来说,就足够了。

 

史琳教授简介:

 

    史 琳,女,汉族,1964年2月生。民主同盟盟员,北京市海淀区第十四届人大代表。1992年获西安交通大学能源与动力工程系工学博士学位,同年10月在清华大学热能工程系做博士后研究。1994年留校至今,现为清华大学热能工程系教授,博士生导师。任清华大学热能工程系主管教学的副系主任。清华大学民盟委员会副主委。

 

    兼任中国工程热物理学会理事、中国能源研究会热力学及其工程应用专业委员会副主任委员、中国能源研究会节能与企业能源管理专业委员会副秘书长。中国计量测试学会热物性专业委员会委员。北京新能源与可再生能源协会地源热泵专委会副主任委员,《地源热泵》和《石油石化节能》杂志编委。国际制冷学会B1(热力学与传热过程)专业委员会委员。

 

    现为国家级精品课“工程热力学”的课程负责人。长期从事节能与环保相结合的热泵、制冷剂和热系统经济评价的研究工作。曾主持和正在承担国家自然科学基金、国家科技部科技攻关、教育部博士点基金、北京市科委等多项科研项目,拥有13项已授权国家发明专利。在国内外发表学术论文上百篇,其中被SCI收录20余篇。

 

    曾获国家级技术发明二等奖1次,省部级科技奖一等2次和二等2次。第八届中国青年科技奖获得者,清华大学学术新人奖获得者。入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选及教育部“新世纪优秀人才支持计划”。曾获得全国三八红旗手和北京市“巾帼十杰”的称号。享受国务院特殊津贴。

                                                     

备注:《地源热泵》杂志专稿,转载请务必注明来源“《地源热泵》杂志”或“地源热泵网”字样!

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