公司徐春雯副教授团队在可再生能源领域,围绕海水源热泵系统的技术应用及可持续性方面研究取得重要突破。相关研究成果《Prospects and challenges of seawater source heat pump utilization in China: A systematic review》发表于可再生能源领域顶级期刊《Renewable and Sustainable Energy Reviews》(IF=16.3),《Sustainability-driven techno-economic assessment of a seawater source heat pump system with heat recovery for mariculture》发表于能源领域国际权威期刊《Renewable Energy》(IF=9.1)。两篇论文第一作者均为硕士研究生王陆航,通讯作者为徐春雯副教授,VKGAME威客电竞为第一署名单位。研究工作得到国家自然科学基金项目、山东省自然科学基金项目及湖南省自然科学青年基金项目联合资助。
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(1)海水源热泵在中国的应用前景与挑战
研究团队对海水源热泵技术进行了系统性综述,构建了开放式和闭环式系统分类框架,并建立了涵盖能源、经济和环境三维度的综合评价体系。基于中国沿海地区碳中和目标需求,研究重点分析了海水源热泵在区域供热和海水养殖领域的应用潜力,强调了海水温度、潮汐变化和区域特征对系统实施的关键影响。针对腐蚀问题、热污染、多能源耦合设计不足和技术经济壁垒等挑战,研究采用跨学科视角提出了七个核心研究方向:大规模系统集成、多能源融合、储能协同、养殖专用应用、综合评价框架、海洋生态影响评估和前沿技术开发。该研究为政策制定提供了科学依据,为沿海地区可再生能源可持续利用和气候变化减缓提供了战略指导。
(2)面向海水养殖的海水源热泵余热回收系统可持续性技术经济评估
该研究构建了海水源热泵耦合余热回收的可持续海水养殖能源解决方案并进行了现场系统改造,开发了TRNSYS集成热平衡模型精确模拟太阳能水产养殖温室动态热负荷。现场实测显示系统具有优异的能效表现,平均COP和COPs分别达到4.67和4.23,峰值可达5.27和4.60。创新性地提出废水预热养殖海水方案,相比传统燃煤系统实现超过80%的一次能源节约,加热需求降低8.89%,运行成本减少4.95%,NPV提升14.96%,全生命周期成本降低3.88%。研究揭示了中国水产养殖热泵价格优势、政府补贴政策、余热回收装置和农业电价优惠等因素对系统经济性的积极影响,为海水源热泵技术在可持续水产养殖供热领域的优化应用提供了重要技术路径和理论依据。
改造的系统方案之一:养殖废排水加热低温海水
论文链接:
(1)https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.115247
(2)https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123470