| 学科专业评审组: | 能源与化工组 | | 项目名称: | 大口径镍铜合金污水源热泵、锅炉系统关键技术开发及低碳供热应用 |
| 提名单位: | 陕西省科学技术协会 |
| 提名等级: | 三等奖 |
| 提名单位意见: | 该项目围绕污水源热泵、锅炉耦合供能系统存在的换热效率低、输配能耗高、设备腐蚀堵塞严重的技术难题,系统揭示了污水在换热管内的流动与换热特性,建立了“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+储能”的多能互补耦合系统模型,补充和完善了污水源热泵、锅炉系统的设计方法,研发了具有多种功能的污水源热泵系统仿真实验平台,最终通过对污水源热泵高效换热、锅炉检验检测、蓄热系统结构优化、碳核查与碳管理、建筑被动式节能等多维度、深层次的关键技术攻关,项目实现了可再生能源的梯级高效利用与安全可靠运行,整体技术突破显著。此外,项目的核心技术与成果成功应用在宝鸡代家湾、渭南市信息产业园、西安远洋御山水等多个项目中,经济与社会效益显著,运行能效比(COP)最高可达5.5,相比间接式系统可以提高10%~20%,每年可减少碳排放约 17.6 万吨,累计供能面积超438万平方,实现了污水源热泵、锅炉系统低碳供热规模化发展,有力保障了地方民生工程。项目共发表论文5篇(其中SCI检索4篇)、授权国家发明专利5项、实用新型专利6项,参与编制标准2部,形成“基础研究-技术开发-工程应用 ”的良性循环,为区域能源供应与零碳园区建设提供可复制、可推广的系统解决方案,符合国家“碳达峰、碳中和 ”发展战略,推广前景广阔。 |
| 项目简介: | 

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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: | 

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| 主要知识产权和标准规范等目录: | 

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| 主要完成人: | - 姓名:贾永宏
排名:1 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:中国建筑西北设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献: 作为项目负责人,全面主导核心技术攻关与工程应用,对创新点(1)(2)(4)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)创建了污水源热泵、锅炉系统的设计方法、关键技术、高效设备与长效运维的全链条技术体系,突破污水源利用效率瓶颈;(2)构建多能互补耦合系统模型,实现能源梯级利用与可靠供能;(3)参与了污水源热泵仿真实验平台软件的研究与搭建;(4)授权实用新型专利3项,发表学术论文1篇,参与编制零碳相关标准2部,证明材料见附件2-7~2-9、2-13~2-16、2-20、2-21、2-23、2-29。 曾获国家科技奖励情况: 2019年获中国建筑学会暖通空调专业二等奖,排名第3;2020年获陕西省优秀工程设计一等奖,专业排名第2;2022年度陕西省土木建筑科学技术三等奖,排名第8;2023年获暖通空调杰出青年,中国勘察设计协会建筑环境与能源应用分会青年人才库成员;2025年度陕西省土木建筑科技进步二等奖,排名第1。 - 姓名:马金星
排名:2 行政职务:机电院院长助理 技术职称:高级工程师 工作单位:中国建筑西北设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(1)(3)(4)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)优化了污水源热泵装置的结构设计,提升了节能减排效果;(2)主持研发了“污水源热泵系统仿真实验平台”,并在实际工程中进行了精确性验证,引领设计方法革新与高效运维;(3)主持“污水源热泵系统仿真实验平台开发”项目,在课题研究与软件搭建过程中,负责总体技术方案;(4)取得软件著作权1项、发明专利1项、实用新型专利1项,发表学术论文1篇,证明材料见附件1-1、2-1、2-10、2-11、2-14、2-20、2-21、2-23、2-29。 曾获国家科技奖励情况: 陕西省优秀勘察设计一等奖2项,二等奖1项;陕西省土木建筑科学技术二等奖1项,三等奖1项;2023年全国暖通空调杰出青年;2024年度陕西省土木建筑优秀青年工程师,中国勘察设计协会建筑环境与能源应用分会青年人才库成员。 - 姓名:喻家帮
排名:3 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:中国建筑西北设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(1)(2)(3)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)优化了污水源热泵装置的结构设计,减小了系统堵塞风险;(2)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”多能互补耦合模型,研究了其中锅炉系统的设计方法,提高了锅炉的燃烧效率;(3)参与了仿真实验平台的课题研究与软件搭建;(4)取得软件著作权1项,发明专利2项,实用新型专利3项,发表学术论文3篇,证明材料见附件1-2、1-3、2-3、2-5、2-7~2-9、2-13、2-14 。 曾获国家科技奖励情况: 西安交通大学学报2020年度优秀学术论文(第一作者);获得Applied Energy国际期刊2020年度高被引原创论文奖(前0.1%);获得2021年陕西省工程建设数据技术应用(BIM)技能大赛综合组三等奖;获得2025年陕西省青年托举人才 - 姓名:刘在维
排名:4 行政职务:区域负责人 技术职称:工程师 工作单位:陕西中正特种设备安全检验检测有限公司 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(2)(3)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)突破了锅炉等压力容器的设计制造与检验检测技术,实现了系统的稳定可靠运行;(2)参与“污水源热泵系统仿真实验平台开发”项目,在课题研究与软件搭建过程中,负责进行性能测试优化;(3)取得软件著作权1项、研发软件1套,证明材料见附件2-14、2-23、2-29。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:冯大伟
排名:5 行政职务:部门主任 技术职称:高级工程师 工作单位:中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(2)(4)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”多能互补耦合模型,提出了一种绿色电力溯源方法,为企业的能耗核查、碳排放核查、分时段用能提供指导;(2)分析了不同能量形式的减碳潜力和减碳策略,为合理实施低碳供热应用提供了指导;(3)授权发明专利1项,发表论文1篇,证明材料见附件2-1、2-6。 曾获国家科技奖励情况:2019年获中国电力科技创新二等奖;2022年获中国电力工程科学技术进步三等奖;2024年获中国能建科技进步二等奖、中国电力工程顾问集团科技进步一等奖 - 姓名:高鑫羽
排名:6 行政职务:无 技术职称:无 工作单位:西安交通大学 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(2)(4)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”多能互补耦合模型,对蓄能系统进行技术攻关,优化了蓄热结构参数,显著提高了蓄热系统的传热效率和经济性;(2)参与研究了低碳工业园区的碳排放路径,为低碳供热应用提供了指导;(3)发表学术论文3篇,证明材料见附件2-4、2-5、2-6。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:王崇岩
排名:7 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西安财经大学 对本项目技术创造性贡献: 作为项目合作完成人之一,与第一完成人共同完成技术攻关,对创新点(2)(3)(4)具有创造性贡献,取得以下创新成果:(1)对保温墙体、高性能门窗与等被动式节能技术进行技术攻关,帮助实现建筑的低碳供热;(2)参与“污水源热泵系统仿真实验平台开发”项目,在课题研究与软件搭建过程中,负责构建污水源热泵供热系统仿真模型;(3)结合本项目相关成果,主持课题“黄帝陵轩辕文化创意产品设计及相关衍生品开发”,支撑了地方经济与文创产业发展;(4)授权发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权1项、研发软件1套,证明材料见附件2-2、2-12、2-14、2-22、2-23、2-29。 曾获国家科技奖励情况:1.《面向互联网+文旅的混合增强智能交互平台》,陕西省科技工作者创新创业大赛三等奖,2023年,陕西省科技厅、教育厅等,第一负责人,1/3。
2. 2024年度,研究报告《西安文物资源的数字化挖掘、保护与应用研究》陕西省教育厅人文社会科学研究优秀成果奖,省级2等奖,第一负责人,1/3。
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| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:中国建筑西北设计研究院有限公司
单位贡献: 中国建筑西北设计研究院有限公司为本项目的第1完成单位,全面负责课题计划和工程项目的制定与实施,主导完成了项目的实际工程应用及关键技术研发。作为技术指导单位完成了多个污水源热泵、锅炉系统的设计,是项目的主要完成单位,主要贡献如下:
1、基于课题《污水源热泵高效机房关键技术研究》(NB-Q-2021-NT-01)、《关中地区污水源热泵系统仿真实验平台开发与工程应用》(NB-Q-2021-NT-02),本单位已构建了污水源热泵、锅炉系统的理论体系与设计方法,优化得到高效可靠的污水源热泵装置及系统,突破了污水源利用过程中系统“易堵塞、腐蚀快、效率低”的技术瓶颈。
2、提出了多能互补耦合系统模型,实现能源梯级利用与安全可靠运行。
3、融合了物理机理模型与数据驱动技术,自主研发出一套污水源热泵全流程智能仿真与设计优化平台,引领设计方法革新;同时优化了污水源热泵、锅炉系统设计的系统形式和运行参数,实现了精细化设计与低能耗运行,降低了项目的初投资和运行费用。
4、参与编写了《零碳高能效区域 碳足迹与碳标签管理导则》等2部团体标准,为合理实施碳资产开发、碳交易、碳足迹与碳标签管理、供热系统低碳设计提供了指导,有效规范和引领了热力生产和供应行业的发展方向。
本单位拥有本项目的3项发明专利、5项实用新型及1项软件著作的所有权,并且是本项目相关的2篇论文的第一署名单位。
- 单位名称:陕西中正特种设备安全检验检测有限公司
单位贡献: 陕西中正特种设备安全检验检测有限公司作为本项目第2完成单位,在项目全周期中发挥了不可替代的支撑作用,形成了高效协同的创新共同体。具体贡献体现在以下方面:
(1)本单位具有陕西省市场监督管理局核准的甲类检验机构资质,能够对项目中的锅炉等压力容器进行设计制造与检验检测,实现了项目的研究成果推广至工程实践应用,保证了多能互补能源系统的安全可靠运行;
(2)本单位团队(负责人:刘在维)深度参与了“污水源热泵系统仿真实验平台开发”项目,在课题研究与软件搭建过程中,负责进行性能测试优化;
(3)本单位团队(负责人:刘在维)与本项目的其他单位合作开发了软件1套,取得软件著作权1项。
- 单位名称:西安交通大学
单位贡献: 西安交通大学大学作为本项目第3完成单位,在项目全周期中发挥了不可替代的支撑作用,形成了高效协同的创新共同体。具体贡献体现在以下方面:
(1)本单位团队(负责人:高鑫羽)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”的多能互补耦合模型中的蓄热系统进行技术攻关,研发了相变蓄热设备,优化了蓄热结构参数,显著提高了蓄热系统的传热效率和经济性;
(2)本单位(负责人:高鑫羽)参与研究了低碳工业园区的碳排放路径,为低碳供热应用提供指导;
(3)本单位科研设施齐全,可为及时获取本项目研究所需的资料提供便利。项目组人员配有专门的研究环境,研究实验室有独立的科研机位并配备高性能的计算机,有助于研究热点追踪,确保项目处于学科前沿。
(4)本单位是本项目3篇相关论文的署名单位。
- 单位名称:中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司
单位贡献: 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司作为本项目第4完成单位,在项目全周期中发挥了不可替代的支撑作用,形成了高效协同的创新共同体。具体贡献体现在以下方面:
(1)本单位团队(负责人:冯大伟)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”的多能互补耦合模型的绿电计量和碳排放计量进行技术攻关,提出了一种绿色电力溯源方法,能够准确评估电力用户的绿色电力消纳情况,为园区内用户的绿电溯源提供准确的数据支持,从而进一步分析研判企业在用电、用能中可再生能源占比,进而为企业能耗核查、碳排放核查以及企业分时段用能提供了指导;
(2)本单位团队(负责人:冯大伟)主持研究了各种能量形式的减碳潜力和减碳策略,为低碳供热应用的合理实施提供了指导;
(3)本单位拥有本项目相关的1项发明专利的所有权,并且是1篇论文的第一署名单位。
- 单位名称:西安财经大学
单位贡献: 西安财经大学作为本项目第5完成单位,在项目全周期中发挥了不可替代的支撑作用,形成了高效协同的创新共同体。具体贡献体现在以下方面:
(1)针对“污水源热泵+冷却塔+燃气锅炉+蓄能”的多能互补耦合模型中的被动式节能技术进行技术攻关,同时结合土建合理设计保温、外窗、遮阳等节能措施,从设计源头降低了建筑能耗,帮助实现建筑的低碳供热。
(2)本单位团队(负责人:王崇岩)深度参与了“污水源热泵系统仿真实验平台开发”项目,在课题研究与软件搭建过程中,主要负责构建污水源热泵供热系统仿真模型;
(3)本单位结合本项目的部分成果,主持研究了课题“黄帝陵轩辕文化创意产品设计及相关衍生品开发”并成功通过验收,支撑了地方经济与文创产业发展;
(4)本单位拥有1项发明专利、1项实用新型专利的所有权,并且本单位团队(负责人:王崇岩)与本项目的其他单位合作开发了软件1套,取得软件著作权1项。
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| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1
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