一、中心介绍
清洁供能与碳利用/封存研究中心团队由清华大学能源与动力工程系祝银海副教授带队,多年来围绕可再生与低品位能源利用、地下能源资源开发与空间利用等领域,针对跨临界CO2空气源热泵系统、CO2布雷顿循环发电和CO2驱油/气/热及地质封存技术,以及多孔介质中流动与热质传递、超临界压力流体流动与换热、微/纳尺度热传递与界面现象、高温高热流密度部件热防护等基础科学问题,开展了广泛深入的研究工作,取得了丰富的研究成果。
二、主要研究方向
多孔介质中流动与热质传递
超临界压力流体流动与换热
微/纳尺度热传递与界面现象
极端条件热质传递理论与应用
二氧化碳地质封存和增产油/气/热利用
碳减排与碳利用理论与技术
三、重要科研项目
国家重点研发计划项目
国家自然科学基金创新研究群体、重点项目
国家自然科学基金国际合作项目
国家科技重大专项项目
国家863计划项目,973计划课题
教育部、北京市等省部级重大项目
四、获奖情况
国家自然科学奖二等奖(2014年)、国家技术发明奖二等奖(2020年)
教育部自然科学奖一等奖(2012年)、教育部技术发明奖一等奖(2017年)
教育部自然科学奖二等奖(2006年)、何梁何利基金科学与技术进步奖(2019年)
全国先进工作者(2020年)、日内瓦国际发明展金奖(2021年)
五、科研成果
1、跨临界CO2热泵/空调系统基础研究
获得超临界CO2在加热和冷却条件下的传热规律,建立了对流换热计算关联式
深入研究了跨临界CO2喷射器,获得了超声速流动和激波的可视化结果,揭示了超声速引射规律,提出了数学模型
获得系统运行性能特性,揭示了跨临界CO2系统运行机制,包括:
供冷、供暖、制热水多种运行模式的运行特性
内部换热器对系统性能的影响
基于经济性的热泵热水器系统优化
系统优化设计及运行性能研究
空气/水/油 - CO2换热器设计
2、跨临界CO2热泵/空调系统研发
获得了跨临界CO2热泵运行的最佳运行压力,基于最优压力控制的原理,开发了PLC控制程序,实现了热泵系统的全自动智能化运行
获得了跨临界CO2系统运行性能特性,揭示了跨临界CO2热泵运行机制,建立了基于经济性的热泵热水器系统优化方法、系统设计及热力循环优化方法、空气、水、油及油水混合物和CO2换热器设计方法
3、跨临界CO2热泵应用场景