建筑供熱供冷是社會各界高度關(guān)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(lǐng)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(fù)合式熱泵系統(tǒng)將熱泵與太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉春腿細(xì)忮仩t等其他常規(guī)熱源進(jìn)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(shí)現(xiàn)建筑安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、高效供熱供冷。
中國建筑科學(xué)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(jì)大學(xué)、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(wù)有限責(zé)任公司開展“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，以大幅度提升復(fù)合式熱泵系統(tǒng)能效、有效推進(jìn)規(guī)?；瘧?yīng)用為目標(biāo)，系統(tǒng)性地開展了“負(fù)荷預(yù)測—優(yōu)化設(shè)計(jì)—智慧運(yùn)行—關(guān)鍵產(chǎn)品—標(biāo)準(zhǔn)推廣”全鏈條創(chuàng)新工作，建立了大型建筑群復(fù)合式熱泵系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化穩(wěn)定高效利用可再生能源供熱供冷的技術(shù)突破，對推進(jìn)建筑用能方式變革和實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)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(fù)荷預(yù)測方法，建立了覆蓋全部氣候區(qū)的典型建筑動態(tài)負(fù)荷理論計(jì)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(fù)荷特征因子數(shù)據(jù)庫和建筑群負(fù)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(shè)計(jì)階段動態(tài)負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)確、計(jì)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(fù)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(fù)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(biāo)的復(fù)合式熱泵系統(tǒng)綜合評價(jià)體系；將動態(tài)模擬仿真技術(shù)與數(shù)學(xué)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(fù)合式熱泵系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)方案。
3）基于管網(wǎng)熱工機(jī)理與設(shè)備特性辨識，建立全工況、全周期、多能流耦合一體化復(fù)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(shí)空下將復(fù)合式熱泵系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、用戶需求等信息實(shí)時(shí)精準(zhǔn)映射到運(yùn)行調(diào)控系統(tǒng)；提出復(fù)合式熱泵系統(tǒng)的分層控制架構(gòu)和動態(tài)需求預(yù)測方法，結(jié)合粒子群、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多參數(shù)混合優(yōu)化算法，形成了智慧優(yōu)化運(yùn)行控制體系。
4）研發(fā)了大型復(fù)合式熱泵系統(tǒng)的關(guān)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(yùn)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(jī)組、雙級渦旋熱泵機(jī)組、熱源塔熱泵機(jī)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(kuò)大了供能范圍，為系統(tǒng)規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
5）主編《可再生能源建筑應(yīng)用工程評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》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(biāo)準(zhǔn)》JGJ158、《區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》T/CECS666等系列工程標(biāo)準(zhǔn)，形成規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及測評全過程技術(shù)體系；支撐國家相關(guān)政策制定，有力保障了復(fù)合式熱泵系統(tǒng)規(guī)?；瘧?yīng)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(jì)大學(xué) 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(wù)有限責(zé)任公司
1.徐偉 2.李驥 3.杜玉吉
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評價(jià)單位： |
中國建筑節(jié)能協(xié)會 |
報(bào)告編號： |
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評價(jià)日期： |
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組織單位： |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)： |
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(luò)視頻會議形式組織召開了由中國建筑科學(xué)研究院有限公司牽頭完成的“大型建筑群復(fù)合式熱泵供熱供冷技術(shù)研究及規(guī)?；瘧?yīng)用”科技成果鑒定會。鑒定委員會（專家名單附后）聽取了項(xiàng)目完成單位的匯報(bào)，審閱了相關(guān)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(shí)，符合科技成果鑒定要求；
二、研究團(tuán)隊(duì)從負(fù)荷預(yù)測、優(yōu)化設(shè)計(jì)、智慧運(yùn)行、關(guān)鍵產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)推廣等方面開展了系統(tǒng)的研究工作，主要創(chuàng)新點(diǎn)及研究成果如下：
（1）提出了大型建筑群動態(tài)冷熱負(fù)荷計(jì)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(fù)荷特征因子數(shù)據(jù)庫和建筑群負(fù)荷集合尋優(yōu)工具，可降低冷熱源裝機(jī)容量30%以上。
（2）建立了復(fù)合式熱泵系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺及多維度指標(biāo)的綜合評價(jià)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(jì)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(fù)合式熱泵系統(tǒng)模型，提出了分層控制架構(gòu)及智慧運(yùn)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(yùn)行、管網(wǎng)水力平衡輸配等關(guān)鍵技術(shù)；研制了大容量多工況水冷熱泵磁懸浮機(jī)組、雙級渦旋和熱源塔熱泵機(jī)組、源側(cè)熱能采集裝置、彈性蓄能裝置等大型復(fù)合式熱泵系統(tǒng)的成套產(chǎn)品，填補(bǔ)了國內(nèi)外相關(guān)研究空白，拓展了系統(tǒng)應(yīng)用場景，實(shí)際運(yùn)行能效提升30%以上。
（5）主編了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及測評系列工程標(biāo)準(zhǔn)，保障了復(fù)合式熱泵系統(tǒng)規(guī)?；瘧?yīng)用質(zhì)量和節(jié)能減碳效果。對1500萬㎡以上復(fù)合式熱泵系統(tǒng)工程項(xiàng)目進(jìn)行了長期監(jiān)測與優(yōu)化運(yùn)行，供熱性能系數(shù)達(dá)到3.5以上，能效提升30%以上，節(jié)能效果顯著。
三、項(xiàng)目研究成果共授權(quán)發(fā)明專利30項(xiàng)、實(shí)用新型80項(xiàng)、軟件著作權(quán)20項(xiàng)，出版專著10部，發(fā)表高水平論文80篇。
四、推廣應(yīng)用的北京城市副中心政務(wù)辦公區(qū)、北京大興國際機(jī)場、北京冬奧會延慶賽區(qū)等總計(jì)1億㎡的大型建筑群項(xiàng)目節(jié)能量達(dá)到50.8萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放125.5萬噸，近三年直接經(jīng)濟(jì)效益60億元，具有重要的社會經(jīng)濟(jì)效益。
鑒定委員會專家一致認(rèn)為：該項(xiàng)目成果達(dá)到國際領(lǐng)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(xué) |
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(xué) |
正高 |
| 白莉 |
吉林建筑大學(xué) |
正高 |
| 鄭坤 |
中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 |
正高 |
| 劉志堅(jiān) |
華北電力大學(xué) |
正高 |
| 董建鍇 |
哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
正高 |
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