《多源互补、智能调控清洁供热系统关键技术集成与应用》

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该项目属建筑能源利用领域。针对不同清洁能源系统发展的差异,供能往往都是单独规划、单独设计、独立运行,彼此间缺乏协调,由此所造成的能源利用率低、供能系统整体安全性和自愈能力不强等问题,该项目运用多能流混合建模,对系统集成、智能调控等关键技术进行研究与归纳,形成了清洁能源充分利用的核心技术体系。

获得的创新成果与特点如下:(1)研发了太阳能辐照度变化和系统压缩机转速匹配技术,解决太阳能利用系统因太阳辐照度变化较大无法适应多能互补的能源生产和利用的问题,为能源系统的规划以及运行优化提供目标集;(2)创新了控制太阳能热水系统辅助热源工作的装置和方法和热泵系统压缩机的启动方法,开发了直膨式太阳能热力水泵系统。该系统根据季节环境条件和太阳辐射照度变化,实现不同需求,解决了常规太阳能热水系统运行主要靠水位和温度控制,没有合理有效的控制措施充分利用太阳能的弊端;(3)利用ANSYS对垂直U型埋管换热器的运行性能及换热器周围土壤温度变化情况进行了模拟分析,对地源热泵同轴深井高效换器工艺进行改进,实现了对深层地热能的充分利用,解决了因全年热负荷平衡失调,导致地埋管区域岩土体温度持续升高或降低,从而影响同轴深井换热器的换热性能、降低同轴深井换热系统的运行效率的问题;(4)研发了太阳能与空气源热泵热回收复合式系统、太阳能光热与地源热泵复合式系统、多热源耦合供热系统、毛细管空调系统等多种多源互补、清洁、智能供热系统,并进行研究。

通过该项目研究共申请专利18项,授权发明专利4项,授权实用新型专利9项。编写导则、技术规程及技术实施细则共4篇。项目自2012年在黄山市屯溪区外边溪示范以来,取得的研究成果已在合肥万达文旅城员工宿舍楼、广东省江门市恒大泉都、山东德州龙泉社区采暖项目、湖南省长沙市蓝思科技宿舍楼、合肥桓湖家园、两淮大厦等得到推广应用。山东德州龙泉社区采暖项目,建筑面积约5万m2,采用低温空气源热泵-太阳能复合系统供暖,末端形式为地板辐射供暖,系统已经稳定运行2年,使用效果良好,室内供暖温度达到20℃以上。复旦大学附属肿瘤医院超低温空气源热泵-太阳能热水机组改造项目,总建筑面积达10万m2,改造后的医院单项供热系统(采暖和热水)节费率达到了48%。安徽华冶新能源科技有限公司将研发的地源热泵同轴深井换热技术运用于华冶万象公馆的建设,充分利用深层地热能,取得了良好的效果。2017年度广东美的暖通设备有限公司在北京、天津、新疆、山西、河北、山东等地区“煤改电”项目中标金额超25亿,安装空气源热泵机组总量超10万台,部分项目也采用太阳能与空气源热泵热回收复合式系统。所以该项目存在显著的经济效益和社会效益。

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