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2024年遼寧省科學(xué)技術(shù)獎擬推薦項目公示
1.項目名稱:嚴(yán)寒地區(qū)能源供給側(cè)多能源耦合供熱關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
2.科技進步獎及等級:遼寧省科學(xué)技術(shù)進步獎 三等獎
3.主要完成單位:遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、沈陽建筑大學(xué)、遼寧建大產(chǎn)學(xué)研節(jié)能科技集團有限公司
4.主要完成人:劉馨、朱寶旭、王梽煒、趙志南、王晨辰、張驍、姜明超
5.項目簡介:
加快構(gòu)建新型能源體系,穩(wěn)妥推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,持續(xù)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)我國能源法的重要戰(zhàn)略決策。加快提升北方地區(qū)供給側(cè)能源的高效利用水平,大力發(fā)展非化石能源,發(fā)揮多能源梯級利用能力,提高能源利用效率,對實現(xiàn)我國碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要意義。
在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等重點項目的資助下,將產(chǎn)-學(xué)-研-用結(jié)合,項目長期持續(xù)專注于嚴(yán)寒地區(qū)能源供給側(cè)的儲供熱關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用工作,取得以下系統(tǒng)性創(chuàng)新成果:
1.研究多因素耦合作用下的建筑能耗特性,分析關(guān)鍵氣象參數(shù)與能源供給側(cè)的相關(guān)性強弱并利用預(yù)測模型預(yù)測負荷,實現(xiàn)供熱負荷精準(zhǔn)預(yù)測,為能源供給側(cè)的智能優(yōu)化策略提供依據(jù)。分析常規(guī)工況下設(shè)計負荷對能源供給側(cè)關(guān)鍵參數(shù)的影響,限定極端工況下能源供給側(cè)負荷消納能力,研發(fā)嚴(yán)寒地區(qū)建筑的高性能圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)筑方法與實踐工藝,建筑本體節(jié)能率可達35%以上;外墻、屋頂及外窗在能源供給側(cè)節(jié)能中的貢獻率分別為25.89%、10.03%和9.09%。
2.基于對嚴(yán)寒地區(qū)能源供給側(cè)的實地調(diào)研,分析單一可再生能源系統(tǒng)應(yīng)用效果,突破傳統(tǒng)熱泵能源系統(tǒng)的調(diào)控難度大、能源浪費嚴(yán)重等局限,為實現(xiàn)以可再生能源為主的多能源協(xié)同優(yōu)化配置和梯級利用提供依據(jù)。分析不同單一可再生能源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用效果,提出土壤源、污水源和空氣源熱泵實際運行中存在的問題,探究不同熱泵能源系統(tǒng)的節(jié)能潛力。土壤源熱泵系統(tǒng)通過控制室內(nèi)溫度可降低能耗22%;污水源熱泵系統(tǒng)采用變頻水泵可節(jié)約能耗14%;空氣源熱泵通過間歇供熱方案可提高室內(nèi)溫度17%,同時降低系統(tǒng)能耗21%。
3.建立可再生能源耦合供熱系統(tǒng)模型,優(yōu)化相變儲能與多能耦合供熱系統(tǒng)對不同模式間切換的控制參數(shù),挖掘多能耦合供熱系統(tǒng)的最大潛力,研發(fā)基于數(shù)據(jù)挖掘的智慧供熱技術(shù)。多能耦合供熱系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種能源的協(xié)同優(yōu)化,提高能源的綜合利用水平。通過對7種可再生能源耦合供熱系統(tǒng)性能和經(jīng)濟效益分析,光伏光熱-雙源熱泵系統(tǒng)(PVT-DSHP)系統(tǒng)性能為2.80,靜投資回收期最短為8.81年,零能耗運行的潛力值最大為0.6603。優(yōu)化相變儲能技術(shù)與多能耦合供熱系統(tǒng)的控制參數(shù),耦合供熱系統(tǒng)的月平均COP最高為3.640,最低為2.548;土壤溫度由11.2℃升高到11.79℃,土壤溫度經(jīng)過一年運行后提升了5.27%。
目前以獲授權(quán)發(fā)明專利4項,實用新型專利10項,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5部,軟件著作權(quán)8項,發(fā)表學(xué)術(shù)論文26篇,其中SCI及EI等英文核心學(xué)術(shù)論文收錄7篇。項目在先進技術(shù)、軟件著作、工程應(yīng)用與智慧供熱等方面有所突破和創(chuàng)新。
6.主要知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄(不超過10件)
知識產(chǎn)權(quán)(標(biāo)準(zhǔn)) 類別 | 知識產(chǎn)權(quán)(標(biāo)準(zhǔn)) 具體名稱 | 國家 (地區(qū)) | 授權(quán)號 (標(biāo)準(zhǔn)編號) | 授權(quán)(標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布)日期 | 證書編號(標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布部門) | 權(quán)利人(標(biāo)準(zhǔn)起草單位) | 發(fā)明人(標(biāo)準(zhǔn)起草人) | 發(fā)明專利(標(biāo)準(zhǔn))有效狀態(tài) |
發(fā)明專利 | 一種可變儲熱量的相變水箱 | 中國 | ZL 2020 1 0298605.9 | 2023年04月30日 | 6953189 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 | 地源熱泵系統(tǒng)工程檢測技術(shù)規(guī)程 | 中國 | DB21/T2618-2016 | 2016年04月26日 | 遼寧省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳 | 遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 | 朱寶旭等 | 有效 |
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 | 農(nóng)村住宅清潔供暖技術(shù)規(guī)程 | 中國 | DB21/T3714-2023 | 2023年04月30日 | 遼寧省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳 | 沈陽建筑大學(xué) | 朱寶旭 趙志南 劉馨 王梽煒等 | 有效 |
軟件著作權(quán) | 公共建筑本體節(jié)能率計算軟件V1.0 | 中國 | 2023SR1100971 | 2023年6月9日 | 11688144 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
軟件著作權(quán) | 建筑全壽命周期碳排放量核算及減碳潛力預(yù)測軟件V1.0 | 中國 | 2022SR1213099 | 2022年7月9日 | 10167298 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
軟件著作權(quán) | 公共機構(gòu)高效節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)評價體系軟件1.0 | 中國 | 2020SR1514168 | 2020年10月20日 | 6315140 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
實用新型專利 | 一種太陽能室內(nèi)供暖系統(tǒng) | 中國 | ZL 2019 2 0380005.X | 2020年02月21日 | 10083932 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
實用新型專利 | 一種冷熱源系統(tǒng)流量測試裝置 | 中國 | ZL 2020 2 0562963.1 | 2020年10月16日 | 11685487 | 沈陽建筑大學(xué) | 劉馨等 | 有效 |
實用新型專利 | 一種一體式空氣源熱泵與電磁能耦合采暖裝置 | 中國 | ZL 2021 2 0484115.8 | 2021年11月05日 | 14587343 | 遼寧建大產(chǎn)學(xué)研節(jié)能科技集團有限公司 | 王梽煒 姜明超 等 | 有效 |
論文 | Differences between design expectations and actual operation of ground source heat pumps for green buildings in the cold region of northern China | 中國 | 《Energy》2022年第252卷 | 2022年08月01日 | 沈陽建筑大學(xué) | Liu Xin等 | 有效 |