科创中国

热泵系统领域存在众多的问题与挑战，跨临界CO2制冷循环节流损失较大，制冷COP较低；CO2热泵系统性能时变，受内部结构、工况和控制参数等影响显著；热泵储能耦合系统尚缺乏设计与控制的优化。针对这一系列问题，项目围绕三大核心技术：CO2热泵空调系统能效提升、热泵储能系统实时优化控制、CO2热泵储能在可再生能源综合系统中的一体化优化。来解决市场痛点来低成本高效化解新能源消纳瓶颈。本项目发表喷射器、喷射式系统、热泵储能、综合能源系统相关高水平论文80余篇；喷射器及喷射式系统的研究成果SCI他引500余次；代表性专利总计7项。

（1） CO2热泵系统中可调式喷射器替代传统节流阀，与储热储冷耦合：喷射器内部几何结构显著影响CO2热泵空调系统制冷制热性能(Liu & Groll 2008, 2012, 2013, 2016)；可调式喷射器实现变工况容量调控；非稳态储能过程中热泵与储热储冷性能动态耦合影响；结构紧凑，具有良好保温，不受环境影响；热泵储能优点：充放能量效率高、成本低和寿命长等。（2） 可调式喷射器性能优化：可调式喷射器内部几何结构和调控优化；喷射器内部亲疏性组合表面：调控喷射器内相变流动过程，进而优化其性能。（3） 基于动态模型的CO2热泵储能系统实时优化控制和优化设计方法：CO2热泵双模式储能系统储能过程总COP显著提高。（4） 含热泵储能的可再生能源综合系统一体化优化：建立了反映真实系统动态特性的新能源微电网非线性动态耦合模型和优化新指标；基于非线性动态模型的新能源微电网实时优化调度方法和策略；计及热泵储能动态特性的可再生能源综合系统两级优化调度方法。

随着政府对可再生能源的支持力度不断加大，中国热泵市场的规模不断扩大。根据市场调研公司的数据，中国热泵市场规模在2022年已经超过1000亿元，且年增长率持续保持在较高水平。

中国热泵市场上的产品种类繁多，包括空气源热泵、地源热泵、水源热泵等。这些产品旨在帮助消费者实现高效、环保的能源利用。同时，热泵技术的不断进步也推动了产品的多样化。随着消费者对环保和节能的认识不断加深，对热泵产品的需求也在不断增加。特别是在北方地区，由于冬季气候寒冷，热泵产品的需求更加迫切。本项目围绕该产业领域进行研发，可在空调制造、供暖领域、城市供应、能源领域进行广泛的应用与发展。

项目负责人XX教授，博导，上海市“高端人才”特聘教授、“曙光学者”，美国注册工程师。中国可再生能源 学会和中国制冷学会等4个学会委员会委员，国家/省部级专家库专家。国际制冷学会等多个国际学会高 级会员/会员。研究方向包括热泵空调能效提升、喷射器、自然工质、多相流动传热、综合能源系统等。 在APPL ENERG等国内外期刊/会议上发表论文100余篇，以第一作者在SCI收录的TOP期刊上发表论文近 20篇，SCI引用600余次。以第一发明人申请相关发明专利10余项，授权发明专利6项。项目组另有两名合作教授，两名副教授、一名讲师和20余名研究生，研究领域：能源系统、喷射器、流动传热、热力储能等。合作单位有美国普渡大学、香港大学、天津大学、国家电网等。

本项目围绕从高全球变暖潜能值（GWP）工质向环保型制冷剂的转变从而实现碳中和的目标，达到低成本高效化解新能源消纳瓶颈。解决CO2制冷循环节流损失大，性能易受内部结构影响等问题。加强热泵储能耦合系统的设计与控制优化，完成热泵储能在可再生能源综合系统IES中的优化。

本项目意向转化方式为专利权许可、专利权转让、技术合作等方式，具体面议。转让和许可主要围绕可调式喷射器优化、分层混合储能装置；喷射式CO2热泵储能系统优化设计和实时优化控制；多能互补综合能源系统优化配置和优化调度。技术合作围绕新一代相变储能热泵、光伏光热储能热泵优化；喷射器在氢能等领域的应用与优化；含氢能的综合能源系统一体化优化。