科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

1. 能源高效利用的需求：相变载热直驱式热泵可以将热能从低温位提升到中高温位，且COP值较高，是一种高效的能源利用方式，符合当前能源高效利用的需求。
2. 环保和可持续发展的需求：相变载热直驱式热泵的开发有助于减少传统能源利用造成的污染和排放，同时减少温室气体排放，有助于保护环境并促进可持续发展。
3. 应用场景多样化的需求：相变载热直驱式热泵可应用于各种不同的场景，例如工业生产、供暖、制冷、烘干等，具有广泛的适用性。
4. 克服现有技术的不足：现有技术存在能效低、制造成本高、稳定性不足等问题，相变载热直驱式热泵的开发有助于克服这些不足，提高能效和稳定性，降低制造成本。

需解决的主要技术难题

1. 高效稳定的相变材料选择：相变材料（PCM）在相变过程中会吸收或释放大量的热量，其性能的优劣直接影响到热泵的性能。因此，需要研究和开发高效、稳定、成本适中的相变材料是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一。
2. 精确的热量管理和控制：相变载热直驱式热泵在工作过程中，需要精确地管理和控制热量的吸收和释放，以确保热泵的稳定性和效率。因此，研究和开发精确的热量管理和控制系统也是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一。
3. 可靠的热量传输和转换系统：相变载热直驱式热泵需要将热量从热源传输到冷源，并将热能转换为机械能。因此，研究和开发可靠的热量传输和转换系统也是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一。
4. 高效的能量回收和利用系统：相变载热直驱式热泵在工作过程中会产生大量的余热，如何高效地回收和利用这些余热是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一。
5. 系统的优化和集成：相变载热直驱式热泵是一个复杂系统，涉及到多个领域的技术，需要进行系统的优化和集成，以实现其高效、稳定、低成本的工作。
6. 相关标准及法规的符合：相变载热直驱式热泵的开发还需要符合相关的国家和国际标准、法规等，如能效标准、环保法规等，这也是一个需要解决的重要问题。

期望实现的主要技术目标

1. 提高能源利用效率：相变载热直驱式热泵能够将低品位的热能转化为高品位的热能，从而提高能源的利用效率。因此，提高能源利用效率是相变载热直驱式热泵开发的主要技术目标之一。
2. 降低能源消耗：相变载热直驱式热泵在运行过程中，能够减少能源的消耗，降低能源成本，同时也能够减少温室气体的排放，降低对环境的影响。
3. 提高系统的稳定性：相变载热直驱式热泵系统在工作过程中，需要保证系统的稳定性，以确保其高效、稳定地运行。因此，提高系统的稳定性是相变载热直驱式热泵开发的主要技术目标之一。
4. 降低制造成本：相变载热直驱式热泵的制造成本是影响其推广应用的关键因素之一。因此，降低制造成本也是相变载热直驱式热泵开发的主要技术目标之一。
5. 延长设备使用寿命：通过改进材料、设计、制造工艺等手段，延长相变载热直驱式热泵的使用寿命，降低维护成本，也是期望实现的重要技术目标。
6. 实现多种用途：相变载热直驱式热泵可用于供暖、制冷、烘干等多种用途，因此，扩大其应用领域，提高其使用灵活性也是重要目标。
7. 符合环保和节能标准：需要符合国家和国际的环保和节能标准，包括能效标准、排放标准等。

需求解析

解析单位：黑龙江省哈尔滨新区 解析时间：2023-10-26

周锋

哈尔滨工程大学

教授

综合评价

相变载热直驱式热泵是一种利用相变材料储存和释放热量的新型热泵，具有高效、可靠、安全等优点，适用于许多领域，如建筑、交通、工业等。 相变材料的选取是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一，需要选择具有高相变焓、高导热系数、高稳定性的相变材料，以满足热泵的效率、可靠性和安全性的要求。 热泵的机械结构设计也是相变载热直驱式热泵开发的关键技术之一，需要设计合理的结构，确保热泵的紧凑性、可靠性和效率。同时，需要采用先进的制造工艺和材料，以提高热泵的耐用性和寿命。 控制系统是相变载热直驱式热泵运行的关键组成部分，需要设计先进的控制系统，确保热泵的稳定性和高效性。同时，需要采用智能化的控制策略，以实现热泵的自适应控制和优化运行。

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解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2023-10-24

鹿泽光

中科国鼎数据科学研究院（北京）有限公司

副院长

综合评价

技术经济性：分析相变载热直驱式热泵的经济性，包括制造成本、运行成本、维护成本等方面的评估，以及其与常规热泵的经济性比较。 技术可持续性：评估相变载热直驱式热泵的可持续性，包括载热体和相变材料的可回收利用性、能源消耗和环境影响等方面的可持续性。 技术可推广性：分析相变载热直驱式热泵的可推广性和可复制性，包括生产工艺、施工技术、质量控制等方面的要求是否具有普适性，以及推广过程中可能遇到的问题和解决方案。 技术标准规范：评估相变载热直驱式热泵的标准规范完备程度，包括相关国家和行业标准的制定情况、标准化组织的支持和参与情况等方面的评估。

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