5月25日，天津大学赵力教授应邀参加由清华大学热能工程系主办的“ORC能源系统高端论坛”，并对其“分布式太阳能光热驱动多联供关键技术及应用”课题进行了介绍。
据悉，“分布式太阳能光热驱动多联供关键技术及应用”课题由赵力教授作为负责人，天津大学、上海汉钟精机股份有限公司作为主要完成单位。课题提出了以太阳能作为驱动热源、采用自复叠有机朗肯循环、可同时实现冷、热、电和海水淡化多联供的系统，并进行了系统配置的优化；并在天津大学滨海工业研究院中建成了太阳能驱动分布式复合功能系统，包括1090平方米太阳能槽式集热器，200kW ORC发电机，制冷量124kW吸收式溴化锂制冷机组，产水量每小时1吨的三效闪蒸海水淡化机组，能满足1500平方米建筑的冷负荷、10000平方米建筑的热负荷。
该系统已于2016年6月其投入运行，并于2017年4月经鉴定委员会专家评审认定，“本科技成果科学价值和意义重要，技术创新程度很高，应用和推广程度、经济和社会效益较高，具备国际领先水平”。
赵力教授介绍指出，针对太阳能光热驱动冷热电海水淡化四联供系统的关键技术，天津大学解决了循环升维构建技术路线，自复叠/多级朗肯循环，工质蒸发/冷凝/膨胀热力过程优选方法，基于分子基团的工质设计，优选纯工质库开发及循环耦合技术等实质性关键问题。在研究过程中，赵力教授课题组对撞击式/顺流式T形管开展了大量工作，发明了基于非共沸工质的高效热力循环，并提出了面向太阳能多联供系统关键技术的多联供系统耦合方案。
而这些实质性关键问题的解决和天津大学以往的研究支撑密不可分，主要研究支撑包括：
1、新型太阳能低温高效热电循环研究
主要研究成果：
1）完成了R245fa在太阳能集热器中相变过程的数值模拟以及循环系统的仿真优化研究；
2）解决了适宜有机工质的选取、高效集热器的研究和系统参数匹配等技术难点；
3）研发了以R245fa和R245fa/R152a为循环工质的太阳能低温朗肯循环系统；
4）针对R245fa独立设计并制造了额定发电功率2 kW的专用滚动活塞式膨胀机；
5）在此基础上，完成12kW实用型太阳能低温热电转换系统的设计，并提出了包括双级系统和自复叠系统的改进型太阳能低温热电循环。
2、200kW级有机朗肯循环太阳能热发电技术
主要研究成果：
1）针对太阳能分布式供电系统，采用特定工质，开展系统循环参数优化研究，得到特定热源条件和最优工质相对应的最优循环参数并实现系统匹配；
2）开展强化传热技术等研究。研究不同入口温度下，适用于太阳能热发电的的高效、环保、安全有机朗肯循环的最佳工质；
3）研究不同工作参数和系统结构下有机朗肯循环的性能；
4）对有机工质汽轮机进行结构设计和强度优化；
5）进行有机工质汽轮机工程设计和工艺设计等研究。
3、基于可再生能源的海水淡化与综合利用创新服务平台
基于天津大学科研团队既有研究基础，针对可再生能源与海水淡化技术，项目将建成中国首个1000平方米太阳能聚焦型集热器级别的冷热电淡水联供的示范工程，为以可再生能源驱动的多联供系统提供技术与工程，工程完成后，淡水产量1t/h。并且研发出高效的小型光伏型热泵海水淡化设备。结合本项目，依托天津大学滨海工业研究院科研平台，建设一个基于可再生能源应用技术的海水淡化与综合利用创新服务平台。拟建设的创新服务平台，具有技术孵化、标准化测试、研发支撑、示范应用和技术培训等基本服务功能。
4、 聚焦式太阳能高效复合转换技术研究
主要研究成果：
1）对太阳能高效复合转换系统的热力循环进行了理论和实验研究，建立实验平台，实现太阳能光-热-电多种形式的高效复合转换，探究了能量转换与各因素的关系。
2）通过理论计算与软件模拟，提出两套复合供能系统，并对循环最佳工质与最佳工况进行了研究。
3）建立了太阳能温差发电集热系统，对吸收器复合能量转换技术进行了实验研究，探究了能量转换与各因素的关系。
4）对聚焦式太阳能高效复合转换系统关键部件回热器、膨胀机、吸收器进行了理论和实验研究。
5）对转换系统获得能量进行了复合供能理论计算，对冷热电负荷进行优化计算，复合供能效率超过27%。
6）建成2kW以上聚焦式太阳能高效复合转换实验系统，集热温度超过310℃，集热效率达到68%。
附：
赵力教授课题组隶属于天津大学机械工程学院及中低温热能高效利用教育部重点实验室。多年来，在赵力教授的带领下，课题组不断壮大， 先后承担并完成了一系列国家自然科学基金、国家863计划等重大科研项目，在热泵系统优化、新型制冷剂循环特性研究分析、太阳能高效利用等方面开展了很多卓有成效的研究工作，累计发表SCI收录论文35篇，SCI他引630余次，申请并获得授权发明专利11项。本课题组现有在读博士研究生8名，在读硕士研究生13名。
