科创中国

行业领域

电力、热力、燃气及水生产和供应业

需求背景

随着我国经济飞速发展，城市化进程不断加快，节能减排压力剧增，近年来严重的雾霾灾害使人们对环境保护愈加重视，因此太空能绿色恒热站采暖技术得到了国家政府部门的高度关注。造价相对低廉，能耗少、能效高、越来越得到大众的认可和关注。它便可将低温热源中的低品位热能转移到高温热源中，实现低品位能源到高品位能源的转换，从而提高能源利用率。该项目产品通过平板太阳能蒸发器新型结构设计、太阳能蒸发器和空气源热泵的集成应用、控制系统设计，研究开发一种集成太阳能蒸发器和空气源热泵优势的高能效系统—太空能绿色恒热站系统。该系统能够充分吸收太阳能、空气能、风能等清洁能源的热量，实现全天候工作，并具有全方位远程监控和计量管理等功能，能效高，降低了运行成本，减少二氧化碳排放量。

需解决的主要技术难题

1、太空能绿色恒热站系统整体结构设计与工作原理研究

针对目前太阳能蒸发器存在的间断性和受天气条件和时间影响较大的问题，空气源热泵存在的低温供热量不足、冬季运行时机组除霜频繁、系统可靠性低的问题，以及常用的其他热泵系统能效低的问题，设计研发空气能热泵辅助太阳能供热、制冷系统，可利用空气能、风能、雨能来产生热量，实现全天候不间断工作。集成太阳能蒸发器和空气源热泵的优势，研究确定太空能绿色恒热站系统结构。

2、平板太阳能蒸发器设计

根据太空能绿色恒热站所需外置蒸发器的需求，分析目前已有的平板太阳能蒸发器性能特点，包括材料、吸热原理、流道布置、集热性能、热量损失等，采用太阳能异聚态热利用系统原理，研究设计新型平板太阳能蒸发器，选取合适的传热介质，科学布置流道，提升蒸发器的集热性能，减少热损失，从而提升太空能绿色恒热站的能效比。

3、平板太阳能蒸发器和空气源热泵的集成应用

根据太空能绿色恒热站的工作原理和需要实现的功能，开展平板太阳能蒸发器和空气源热泵的集成应用，主要包括热泵主机、控制系统、缓冲水箱、平板太阳能蒸发器四个部分，平板太阳能蒸发器作为空气源热泵另一外置蒸发器，充分利用太阳能供热能量，不足部分由热泵辅助。

4、太空能绿色恒热站控制系统开发

太空能绿色恒热站整个系统的运行控制在控制系统上完成，采用传感测量技术、PID控制、云计算技术和移动终端应用技术，研究开发太空能绿色恒热站控制系统，控制各执行机构，如水泵、阀、辅助加热等运行。根据环境情况，实时调整系统的运行模式和传热介质的使用量，节能降耗。

期望实现的主要技术目标

本项目针对目前普遍应用的太阳能集热器、空气能热泵以及其他供热、采暖、制冷系统存在的间断性、结霜、能效比不高等问题，通过平板太阳能蒸发器新型结构设计、太阳能蒸发器和空气源热泵的集成应用、控制系统设计，研究开发一种集成太阳能蒸发器和空气源热泵优势的高能效系统—太空能绿色恒热站系统。该系统能够充分吸收太阳能、空气能、风能等清洁能源的热量，实现全天候工作，并具有全方位远程监控和计量管理等功能，能效高，降低了运行成本，减少二氧化碳排放量。

1、系统制热效率相对空气源热泵提高2倍，能效比大于***；

2、系统可在-25℃环境下正常工作，能效比达到***以上；

3、取得权威机构出具的检测报告；

4、产品通过自治区科技部门新产品、新技术评价并给予登记；

需求解析

解析单位：“科创中国”宁夏科技服务团（宁夏回族自治区科学技术协会） 解析时间：2024-04-25

王解生

宁夏机械工程学会

秘书长

综合评价

此需求描述已足够清晰。随着我国经济飞速发展，城市化进程不断加快，节能减排压力剧增，近年来严重的雾霾灾害使人们对环境保护愈加重视，因此太空能绿色恒热站采暖技术得到了国家政府部门的高度关注。造价相对低廉，能耗少、能效高、越来越得到大众的认可和关注。它便可将低温热源中的低品位热能转移到高温热源中，实现低品位能源到高品位能源的转换，从而提高能源利用率。 此需求需要跨行业专家共同解决。在设计前，要了解技术要求及其他相关要求；详细了解要求后，召集技术人员，对设计方案进行讨论，形成初步设计方案；然后，相关技术人员开展联合设计；设计完毕，召开由用户、设计人员、相关专家等人员参加的设计评审会议，对设计方案进行评审，并提出修改意见；根据修改意见完善设计方案，经多次反复，确定最终设计图和技术文件；根据设计图和技术文件加工制造、装配、检验、测试；测试合格后发货到到用户使用。

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