1、 節節 能能 特殊形式的特殊形式的戰略戰略”能源能源”清華大學 過增元2005年11月18日1全面小康社會2020年年 GDP 翻兩番翻兩番 能源供給能源供給 翻一番翻一番解決：（解決：（1） 能源供給總量能源供給總量 （2） 環保環保（3） 節能節能 （有利于（有利于（1）和）和 （2）1.1. 節能與節能與國民經濟發展國民經濟發展2節能節能 通俗用語通俗用語Energy saving提高能效提高能效 科學用語科學用語Energy conservation（不能以降低生活品質為代價）不能以降低生活品質為代價）3（1 1） 必要性必要性必須大幅度的節能必須大幅度的節能GDP（億元）能源消費（億

2、噸標煤）能源強度2000年89,40412.812.81.431.432020年360,00025.625.60.720.72 2. 2. 節能的必要性和潛力節能的必要性和潛力 能源強度：單位能源強度：單位GDP的能耗的能耗4（2 2） 潛力潛力世界平均水平中國美國日本1002952959641中國歐洲日本美國3131425240 能源強度：單位能源強度：單位GDP的能耗的能耗v 能源利用率能源利用率（科技層面）5我國政府能源政策：我國政府能源政策： “資源節約和開發并舉，“資源節約和開發并舉， 把節約放在首位。把節約放在首位。 ”（19991999） 節約型社會節約型社會 （20042004

3、）能耗降低能耗降低 20% （2005）落實？（立項？措施？）落實？（立項？措施？）（規劃）（規劃）6（1 1） 分散分散 難于凝練關鍵科技問題，不易列入重難于凝練關鍵科技問題，不易列入重點科技項目。點科技項目。 （2 2） 技術與法規的關聯性技術與法規的關聯性 節能技術推廣需要節能技術推廣需要法規推動，法規法規推動，法規 的制定要有的制定要有技術基礎技術基礎。（利益）（利益） 3.落實落實節能工作困難的原因節能工作困難的原因7 （1 1） 研發節能研發節能共性共性新技術和新技術和通用通用設備設備（。）（。）4. 4. 節能規劃建議節能規劃建議（973973，發改委），發改委）（2） 建立節能

4、技術和高能效設備建立節能技術和高能效設備基地基地（。）（。）85 基于場協同理論的基于場協同理論的傳熱強化節能技術傳熱強化節能技術5.1 傳熱強化與能源利用效率傳熱強化與能源利用效率l 提高系統的提高系統的熱功轉換熱功轉換效率效率l 提高提高余熱回收余熱回收效率效率l 減少換熱設備的減少換熱設備的體積和重量體積和重量95.2 傳熱強化的研究和應用現狀傳熱強化的研究和應用現狀 80%初級能源都需經歷初級能源都需經歷熱量傳遞熱量傳遞過程，因此強化傳熱的研究過程，因此強化傳熱的研究長盛長盛不衰不衰.l 傳熱強化技術傳熱強化技術節能效果明顯節能效果明顯，所，所以在電力、化工、建筑、冶金以在電力、化工、

5、建筑、冶金等領域得到等領域得到廣泛應用廣泛應用.105.3 現有強化傳熱理論和技術的現有強化傳熱理論和技術的 不足之處不足之處: : 設備換熱性能設備換熱性能 強化的同時，強化的同時，流動流動阻力增加過大阻力增加過大，限制了它的應用，限制了它的應用.l 缺乏能闡明缺乏能闡明傳遞過程本質傳遞過程本質的理論，的理論， 很難出現具有很難出現具有原創性原創性的傳熱強化的傳熱強化 技術技術.115.4 建立了傳建立了傳熱熱強化強化的的場協同理論場協同理論 場協同的概念場協同的概念：從速度從速度場場與溫度與溫度場場的的相互配合相互配合 （局部（局部相互相互作用）作用）的角度的角度來研究換熱的來研究換熱的（

6、總體）（總體）性能性能.12熱量所希望的熱流方向所希望的熱流方向UT U13UT UT UT UTUTUT 完全協同完全協同所希望的熱流方向所希望的熱流方向熱量因因果果14 改進場協同程度的途徑改進場協同程度的途徑),(zyxU 與與 的的夾角盡可能小夾角盡可能小),(zyxT , 盡可能均勻盡可能均勻 , , 盡可能大值與大值搭配盡可能大值與大值搭配實現途徑實現途徑：改變速度改變速度/溫度溫度邊界條件邊界條件 改變肋片的改變肋片的形狀和布置形狀和布置cos),(zyxU),(zyxU),(zyxT),(zyxT老師與學生老師與學生老師與老師老師與老師學生與學生學生與學生15 5.5 基于場協

7、同理論發展的基于場協同理論發展的系列系列 傳熱傳熱強化強化節能節能新技術新技術 多縱向渦強化技術多縱向渦強化技術l 換熱器復合流程技術換熱器復合流程技術l 肋片布置技術肋片布置技術 強化新技術強化新技術能使傳遞效率能使傳遞效率 提高提高 20% 40%165.6 實施效果實施效果 工程應用和經濟效益工程應用和經濟效益l 多縱向渦技術、盤管受控振動技術等多縱向渦技術、盤管受控振動技術等用于用于建筑供暖行業和石化行業建筑供暖行業和石化行業（少量（少量其它行業）。其它行業）。 四家企業換熱器產值超過四家企業換熱器產值超過2.52.5億。以億。以中和公司為例，熱設備能源利用提高中和公司為例，熱設備能源

8、利用提高12%12%，3 3年內節煤量年內節煤量1111萬噸標煤萬噸標煤。17水平和國內外影響水平和國內外影響l國家科技進步二等獎（國家科技進步二等獎（20042004）l國家自然科學二等獎（國家自然科學二等獎（20032003，部分內容），部分內容）l日本大金公司在清華大學建立日本大金公司在清華大學建立“清華大金清華大金研究中心研究中心”。研制的場協同換熱管已在泰國。研制的場協同換熱管已在泰國投產。投產。l德國德國ATLASATLAS在兩個工程項目中已應用前疏后密在兩個工程項目中已應用前疏后密翅片。翅片。18評價：評價：l “場協同是傳熱強化新概念，是別于場協同是傳熱強化新概念，是別于常規方

9、法的常規方法的原始創新原始創新之處。之處。”l “ “ 技術上有技術上有重大原始創新重大原始創新，達國際先，達國際先進水平，部分國際領先，進水平，部分國際領先，對行業的對行業的技術進步有重要作用。技術進步有重要作用。”19建立了新的節能建立了新的節能理論理論開發了開發了原創性原創性的的系列系列強化強化節能節能技術技術. .研制了多種研制了多種高能效高能效換熱器換熱器取得了明顯的經濟效益取得了明顯的經濟效益5.7 小結小結20 建立節能技術和高能效設備建立節能技術和高能效設備基地基地試驗平臺，軟件平臺，試驗平臺，軟件平臺，研發研發基地；基地；制定（節能）標準；制定（節能）標準；聯盟會員聯盟會員 。6 . 今后工作設想今后工作設想 發展發展場協同場協同節能節能理論理論 優化設計優化設計傳熱強化技術傳熱強化技術 研制研制大型大型高能效高能效換熱器換熱器21節能節能 最便宜的，最