近期,谷轮联合诺通科技,以创新热泵技术为基石,用空气能替代传统供能,助力沂南力诺制药数智医药灯塔工厂建设,满足“双碳”目标下能源转型需求,并推动行业可持续发展。
Part 01
项目背景
2023年,沂南县人民政府与山东力诺制药有限公司联合共建沂南力诺制药数智制造项目,规划用地435亩,分医药产业组团和医疗器械产业组团两部分,以医药产业为主,商服、科技研发为辅,力争打造高水平、国际化的数智医药“灯塔工厂”和医药创新研发高地。“灯塔工厂”由世界经济论坛组织遴选,被业界认为代表着全球制造业领域智能制造和数字化的领先水平。如能申报成功,该项目有望实现中国制药行业“灯塔工厂”零的突破,引领中国制药跻身全球先进行列。
Part 02
项目挑战
在有限空间和较大温差下,要求供应全年稳定冷热负荷
项目所在地沂南县最低气温为-14℃,极端天气下,工厂周边夜间温度最低可至-20℃,最高温可达38℃。项目中用于室内生活及热带植物种植的空中花园式建筑易受气候影响,这就需要项目中采用的冷暖系统能够稳定保持全年26℃恒温运行。然而,传统热泵制热量通常远高于制冷量(标称的制冷量是制热量的80%左右),传统热泵在满足热负荷的情况下,无法满足夏季最高达500瓦/平方米的冷负荷需求。
对超高温热泵的需求
行业中,常规热泵最高出水温度为60℃、复叠式热泵最高出水温度为90℃。而沂南力诺制药要求项目能通过热泵稳定供应150℃的饱和蒸汽用于生产。
灯塔工厂级节能降碳需求
入选“灯塔工厂”要求达到“零碳”标准,并在温室气体排放、浪费减少、用水量减少和能源效率等关键绩效指标实现卓越的改善成效,且截至2023年底,全球仅入选153座“灯塔工厂”,竞争激烈。因此,项目要求对药厂生产过程中的热源利用进行低碳化改造,使工厂节能降碳达到行业先进水平。
Part 03
项目方案
经过反复比较,项目最终选定由上海诺通新能源科技有限公司(以下简称“诺通科技”)提供的供能方案,由搭载谷轮ZW系列热泵压缩机的50台空气源热泵冷暖机、空气源热泵热水机和超高温热泵组成。针对项目中的难点与需求,诺通科技与重庆医药设计院通力合作,对工厂热源用途进行了分级和管理,实现低温(常温)-中温-高温-超高温的全温度段分布式功能。
生活冷暖供应-出水温度60℃以下
在低温(常温)领域,项目基于10台谷轮ZW286热泵压缩机专门设计出一款冷热平衡型的空气源热泵冷暖机(170kW),为工厂的运营中心和空中花园式建筑供热和制冷。
通过谷轮ZW286压缩机搭载的EVI喷气增焓技术,热泵制热强劲,运行蒸发温度-35℃, 冷凝温度50℃,意味着在最低环温-30℃,出水温度可以达到45℃,轻松应对寒冷潮湿天气、甚至是极端天气,保障建筑用热。据诺通科技测算,搭载谷轮ZW286压缩机的定制化热泵方案的制冷量和制热量都达到了160kW以上,比常规热泵高出20%,成功在有限的空间范围内为工厂解决了大温差下的冷暖需求。
车间热水系统-出水温度90℃
项目使用28台搭载谷轮ZW150热泵压缩机的空气源热泵热水机用于车间热水系统。
该项目中,ZW150的设计温度为80℃,适用于高温热水和烘干除湿热泵系统。
超高温蒸汽-出水温度100℃以上
项目搭配使用12台谷轮ZW650超高温热泵专用压缩机和一台诺通科技T6000水蒸汽压缩机,帮助供热机组稳定供应150℃饱和蒸汽。
项目中,谷轮ZW650压缩机产出110℃以上的蒸汽,搭配诺通科技T6000水蒸汽压缩机将蒸汽饱和温度提升至150℃,提供2吨/小时150℃饱和蒸汽。
Part 04
方案效果
谷轮ZW系列热泵专用涡旋压缩机,突破传统的80℃制热限制,将出水温度提升至130℃以上,在提升热泵制热效率的同时,满足了沂南力诺制药从低温(常温)-中温-高温-超高温的全温度段供能需求。
此外,搭载谷轮ZW系列热泵专用涡旋压缩机的供能机组,以分布式供能实现显著的节能减排效果:
蒸汽运输中的管路沿程阻力损失降低至2%以下
减少二氧化碳排放5813吨
减少二氧化硫排放53.67吨
减少氮氧化物排放165.46吨
减少粉尘排放22.36吨
与原先的统一管道蒸汽供应相比,最高减少50%使用成本
Part 05
项目反馈
谷轮ZW650解决方案,打开了热泵系统在工业超高温应用的新思路。整体解决方案的提供,大幅节省了开发周期与研发成本,帮助客户加快项目落地。同时,谷轮完善的热泵整体解决方案,适用全温度段需求,帮助客户实现整体热能管理。
——诺通科技
我们公司对项目整体的经济效益、低碳环保性、供能目标的实现等方面都非常满意。诺通科技与谷轮的携手合作,满足了我们公司对灯塔工厂和零碳工厂的需求,实现了药厂绿色可持续发展的理念。
——沂南力诺制药
低碳高效、绿色可持续,是谷轮百年如一日的追求,也是我们助力全行业低碳转型的探索成果。未来,谷轮将持续积极探索,为行业绿色可持续发展提供更多创新技术,推动“双碳”目标早日达成。