跨越国界,开发可持续热源系统
三菱重工热力系统公司获得了由日本节能中心主办、经济产业省支持的2021年节能奖-节能案例类《节能中心会长奖》,以表彰其利用地下含水层蓄热的工厂空调系统的节能性。利用储存在含水层中的地下水作为供暖和制冷的热源,其节能性和环境性获得了高度评价。三菱重工热力系统公司是首次在节能案例类别获此奖项。
含水层蓄热是指利用由沙砾等组成的地质层作为巨大的储热层,在寒冷的季节储存冷的地下水,在温暖的季节储存暖的地下水,然后在一年中适当的时候分别加以利用。并且在系统中使用具有低环境负担的高效涡轮热泵机,从而减少了温室气体排放并且成为一个可持续使用的系统。目前该系统被用作一个大型工厂的空调系统(大约700kW负荷)。
由于热源的问题,传统的高效变频涡轮冷水机组通常仅用于制冷。为了解决这个问题,技术人员从2015年到2019年参加了日本环境部的低碳技术研究与开发计划,并通过一系列制冷制热的实验得出,相较传统系统,含水层蓄热系统的能源使用有显著减少,并且减少了CO2的排放。之后由于MTH高砂制造所的搬迁,需要在新的工厂安装空调,于是首次将含水层蓄热系统进行实际应用。
(系统示意图)
此外,含水层蓄热系统还配备了多种节能对策,比如「引入使用低GWP冷媒的高性能变频离心式热泵机组」「选用最佳控制系统」「引入能源使用量和热源井性能的可视化系统」「为了第二年及以后的长期运行对第一年的运行数据进行分析利用」。得出的结论是,与相同规模的燃气吸收式冷热水机相比,该系统每年可减少相当于46.5kL原油的一次能源消耗(减少率为49.9%),每年可减少109.1吨二氧化碳排放(减少率为65.3%)。
(实际安装后水井周围的样子)
由于使用地下水进行蓄热,该系统只适用于拥有大量可用地下水的土地并且空调负荷在700kW左右的客户,今后计划将在工厂、购物中心、办公楼等场所进行使用。这不仅是MHI的环境政策「经济发展和减轻环境负担并行」的体现,也能对解决社会问题和实现碳中和有所帮助。
三菱重工热力系统公司在《节能中心会长奖》的鼓励下,将继续开发技术和产品,专注于实现最佳冷热解决方案以满足客户的不同需求,并且进一步为节能做出贡献。