建筑供熱供冷是社會各界高度關注的民生工程，熱泵是將熱能從低品位提升到高品位的高效低碳供熱供冷方式，也是世界各國建筑領域?qū)崿F(xiàn)碳中和的重要途徑。相較于分散形式，大型建筑群復合式熱泵系統(tǒng)將熱泵與太陽能、地熱能等可再生能源和燃氣鍋爐等其他常規(guī)熱源進行耦合，克服了單一熱泵系統(tǒng)源側(cè)熱流密度低、波動大、初投資高的問題，具有高能效、高保證率、可有效與電網(wǎng)協(xié)同等優(yōu)勢，實現(xiàn)建筑安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效供熱供冷。
中國建筑科學研究院有限公司聯(lián)合中節(jié)能城市節(jié)能研究院有限公司、建科環(huán)能科技有限公司、同濟大學、中國中元國際工程有限公司、北京金茂綠建科技有限公司、青島海爾空調(diào)電子有限公司、常州英集動力科技有限公司、山東宜美科節(jié)能服務有限責任公司開展“產(chǎn)學研用”深度融合，以大幅度提升復合式熱泵系統(tǒng)能效、有效推進規(guī)?；瘧脼槟繕?，系統(tǒng)性地開展了“負荷預測—優(yōu)化設計—智慧運行—關鍵產(chǎn)品—標準推廣”全鏈條創(chuàng)新工作，建立了大型建筑群復合式熱泵系統(tǒng)規(guī)?；瘧玫募夹g(shù)體系，實現(xiàn)規(guī)?；€(wěn)定高效利用可再生能源供熱供冷的技術(shù)突破，對推進建筑用能方式變革和實現(xiàn)建筑領域國家雙碳戰(zhàn)略起到重要支撐作用。研究成果主要包括：
1）提出了基于建筑特征、用戶需求的大型建筑群動態(tài)冷熱負荷預測方法，建立了覆蓋全部氣候區(qū)的典型建筑動態(tài)負荷理論計算模型，開發(fā)了適用于不同氣候區(qū)、不同建筑類型的冷熱動態(tài)負荷特征因子數(shù)據(jù)庫和建筑群負荷集合尋優(yōu)工具，系統(tǒng)地解決了大型建筑群供熱供冷系統(tǒng)規(guī)劃設計階段動態(tài)負荷預測不準確、計算周期長的難題。
2）提出了以低品位熱源利用為核心的多場景復合式熱泵系統(tǒng)能源總線架構(gòu)理論；建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的復合式熱泵系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺，構(gòu)建了覆蓋多維度指標的復合式熱泵系統(tǒng)綜合評價體系；將動態(tài)模擬仿真技術(shù)與數(shù)學優(yōu)化方法相融合，建立了基于敏感性分析的系統(tǒng)容量彈性配置方法；研究成果為復合式熱泵系統(tǒng)的工程設計優(yōu)化提供了理論基礎和技術(shù)方案。
3）基于管網(wǎng)熱工機理與設備特性辨識，建立全工況、全周期、多能流耦合一體化復合式熱泵系統(tǒng)模型，利用“數(shù)字孿生”技術(shù)，在三維數(shù)字時空下將復合式熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)、用戶需求等信息實時精準映射到運行調(diào)控系統(tǒng)；提出復合式熱泵系統(tǒng)的分層控制架構(gòu)和動態(tài)需求預測方法，結(jié)合粒子群、神經(jīng)網(wǎng)絡的多參數(shù)混合優(yōu)化算法，形成了智慧優(yōu)化運行控制體系。
4）研發(fā)了大型復合式熱泵系統(tǒng)的關鍵技術(shù)和成套產(chǎn)品，主要包括：能源子母站互聯(lián)互通及耦合運行技術(shù)、管網(wǎng)水力平衡輸配技術(shù)、大容量多工況水冷熱泵磁懸浮機組、雙級渦旋熱泵機組、熱源塔熱泵機組、源側(cè)熱能采集裝置、彈性蓄能裝置，大幅度提升系統(tǒng)能效，擴大了供能范圍，為系統(tǒng)規(guī)?；瘧玫於嘶A。
5）主編《可再生能源建筑應用工程評價標準》GB/T50801、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366、《蓄能空調(diào)工程技術(shù)標準》JGJ158、《區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)應用技術(shù)規(guī)程》T/CECS666等系列工程標準，形成規(guī)劃、設計、運行及測評全過程技術(shù)體系；支撐國家相關政策制定，有力保障了復合式熱泵系統(tǒng)規(guī)模化應用質(zhì)量和節(jié)能減碳效果。
1.中節(jié)能城市節(jié)能研究院有限公司 2.建科環(huán)能科技有限公司 3.同濟大學 4.中國中元國際工程有限公司 5.北京金茂綠建科技有限公司 6.青島海爾空調(diào)電子有限公司 7.常州英集動力科技有限公司 8.山東宜美科節(jié)能服務有限責任公司
1.徐偉 2.李驥 3.杜玉吉
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評價單位： |
中國建筑節(jié)能協(xié)會 |
報告編號： |
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評價日期： |
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組織單位： |
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項目負責： |
徐偉 |
成果管理： |
010-84270105 |
2022年7月18日，中國建筑節(jié)能協(xié)會以網(wǎng)絡視頻會議形式組織召開了由中國建筑科學研究院有限公司牽頭完成的“大型建筑群復合式熱泵供熱供冷技術(shù)研究及規(guī)?；瘧谩笨萍汲晒b定會。鑒定委員會（專家名單附后）聽取了項目完成單位的匯報，審閱了相關材料，經(jīng)質(zhì)詢討論，形成意見如下：
一、提供的鑒定材料完整、詳實，符合科技成果鑒定要求；
二、研究團隊從負荷預測、優(yōu)化設計、智慧運行、關鍵產(chǎn)品、標準推廣等方面開展了系統(tǒng)的研究工作，主要創(chuàng)新點及研究成果如下：
（1）提出了大型建筑群動態(tài)冷熱負荷計算方法，開發(fā)了適用于不同氣候區(qū)、不同建筑類型的冷熱動態(tài)負荷特征因子數(shù)據(jù)庫和建筑群負荷集合尋優(yōu)工具，可降低冷熱源裝機容量30%以上。
（2）建立了復合式熱泵系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺及多維度指標的綜合評價體系，形成了系統(tǒng)容量彈性配置方法。提出的混合優(yōu)化算法可提升計算性能30%以上。
（3）開發(fā)了全工況、全周期、多能流耦合一體化復合式熱泵系統(tǒng)模型，提出了分層控制架構(gòu)及智慧運行控制體系，可提高系統(tǒng)能效20%以上。
（4）研發(fā)了能源子母站互聯(lián)互通及耦合運行、管網(wǎng)水力平衡輸配等關鍵技術(shù)；研制了大容量多工況水冷熱泵磁懸浮機組、雙級渦旋和熱源塔熱泵機組、源側(cè)熱能采集裝置、彈性蓄能裝置等大型復合式熱泵系統(tǒng)的成套產(chǎn)品，填補了國內(nèi)外相關研究空白，拓展了系統(tǒng)應用場景，實際運行能效提升30%以上。
（5）主編了規(guī)劃、設計、運行及測評系列工程標準，保障了復合式熱泵系統(tǒng)規(guī)?；瘧觅|(zhì)量和節(jié)能減碳效果。對1500萬㎡以上復合式熱泵系統(tǒng)工程項目進行了長期監(jiān)測與優(yōu)化運行，供熱性能系數(shù)達到3.5以上，能效提升30%以上，節(jié)能效果顯著。
三、項目研究成果共授權(quán)發(fā)明專利30項、實用新型80項、軟件著作權(quán)20項，出版專著10部，發(fā)表高水平論文80篇。
四、推廣應用的北京城市副中心政務辦公區(qū)、北京大興國際機場、北京冬奧會延慶賽區(qū)等總計1億㎡的大型建筑群項目節(jié)能量達到50.8萬噸標準煤，減少CO2排放125.5萬噸，近三年直接經(jīng)濟效益60億元，具有重要的社會經(jīng)濟效益。
鑒定委員會專家一致認為：該項目成果達到國際領先水平，同意通過鑒定。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
| 王浚 |
北京航空航天大學 |
院士 |
| 李德英 |
中國建筑節(jié)能協(xié)會 |
正高 |
| 徐新華 |
華中科技大學 |
正高 |
| 白莉 |
吉林建筑大學 |
正高 |
| 鄭坤 |
中國建筑設計研究院有限公司 |
正高 |
| 劉志堅 |
華北電力大學 |
正高 |
| 董建鍇 |
哈爾濱工業(yè)大學 |
正高 |
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