关于拟推荐申报2017年度四川省科学技术进步奖项目——浅层地热能在西南典型气候区建筑中应用关键技术研究的公示

时间:2017-06-28来源:科研信息网作者:浏览:130设置

按照《关于做好2017年四川省科学技术奖励推荐工作的通知》(川科奖〔201701号)要求,现将中国建筑西南勘察设计研究院有限公司作为第一完成单位拟申报四川省科学技术进步奖项目公示如下:


    项目名称:

浅层地热能在西南典型气候区建筑中应用关键技术研究

推荐单位意见:

项目在国家科技支撑计划、国家部委及地方科研等项目的资助下,围绕浅层地热能和地表水热能的“资源评价、能量交换、系统优化”等关键科学问题,系统地开展了西南典型气候区冲积、盆地、山地地质结构中浅层地热能和地表水热能资源时空赋存评价、地(水)源热泵换热与系统集成优化等关键技术和工程示范研究,形成了世界独特的西南典型气候区浅层地热能和地表水系热能在建筑中应用的资源基础数据、设计原理与评价方法,技术与产品,并实现了大规模应用。研究成果被6部地方“标准、规程”采用,项目成果已在西南典型气候区全面推广实施,累计工程应用建筑面积300万平方米以上。我国地质与岩土、节能领域权威中国工程院谢和平院士、多吉院士、中国建筑科学研究院黄强副院长等9位专家对该项目给出以下评价:“……该项目研究成果总体上达到国际先进水平,其中创新点一、创新点二和创新点三达到国际领先水平……”。四川省住房和城乡建设厅同意推荐该项目申请省科技进步奖一等奖。

项目简介:

研究可再生能源建筑中应用是我国社会可持续发展的重大需求。由于西南地区地质条件复杂、气候多样,浅层地热能资源的时空赋存特征多变,可利用资源量勘查难度大,浅层地热能能源利用系统传热机理复杂,测试计算困难,这些长期困扰国内外该领域的难题,直接影响了该技术的推广应用。

在国家科技支撑计划、省部级科研课题的支持下,历经10余年,围绕浅层地热能的“资源评价、能量交换、系统优化”等关键科学问题,针对西南地区主要城镇分布于平原、河谷和丘陵地貌区,按照气候分区系统地开展了浅层地热能资源在不同储能地质结构中的时空赋存特征、地(水)源热泵换热与系统集成优化关键技术研究和工程示范,形成了世界独特的西南典型气候区浅层地热能在建筑中应用的资源基础数据、设计原理与评价方法、技术与产品,并实现了大规模应用。主要技术创新如下:

1)填补了西南典型气候区浅层地热能资源评价与基础数据的空白。揭示了西南地区平原、河谷和丘陵地貌区不同地质结构中以及长江上游、嘉陵江和岷江水系的浅层地热能资源的时空赋存特征和气候耦合的动态变化机理;提出了地热流体、地热容量、地表水温与气象参数耦合取值的方法;建立了地热流体、地热容量以及地表水热量计算基础数据和评价方法,解决了该区域浅层地热能在建筑能源利用中无相关设计基础数据与参数的难题,在国内首次建立了针对地源热泵系统工程的勘察技术标准。

2)研发出地源热泵地热能高效换热关键技术。建立了U形管地下换热器数值模型、螺旋桩埋管换热器流-固顺序耦合计算数值模型,开发出螺旋桩埋管换热技术、地源热泵中岩土热响应测试设备及地下埋管换热器动态模拟分析软件,为地源热泵的应用提供了高效换热技术和快速有效的分析工具。

3)提出了地表水源热泵系统集成优化设计指标。针对长江上游、嘉陵江和岷江水系热能资源在时间和空间分布的特点,建立了基于节能性与经济性的地(水)源热泵系统集成优化设计适宜性指标,以不同规模尺度的地(水)源热泵系统为优化目标,解决了设计参数取值和设计集成优化的量化问题。

项目成果在西南地区全面推广实施,在四川省地质医院、邓小平故里景区、成都市青白江区医疗中心、四川省地矿局成都水文队生产科研用房、四川省地矿局九0九水文地质工程地质队办公楼及科研楼、西藏世邦投资公司办公楼、西藏军区营房、成都军区营房采暖工程、涪陵CBD中央商务区(一期)项目、重庆CBD总部经济区集中供冷供热项目、绵阳卷烟厂地源热泵供热工程等国家重点和大型工程中应用,截止2015年累计工程应用300万平方米以上,直接经济效益6200万元,并产生巨大社会效益。

该成果获得发明专利3项、实用新型专利7项,外观专利1项,软件著作权2项,发表论文60余篇(SCIEI15篇,核心期刊19篇);成果被2本行业标准、9本地方标准采用;获全国工程勘察设计行业一等奖、四川省优秀工程勘察设计一等奖各1项。对于可再生能源在建筑的应用,建筑可持续发展,节能减排具有重大意义。

客观评价:

同当前国内外同类技术相比,课题成果在西南典型气候区储能地质结构的浅层地热能资源分区、开采利用评价指标、相关设计基础数据、岩土体热物性计算方法、螺旋桩埋管换热器非稳态数值模型、长江、嘉陵江、岷江水系供暖空调节能季节能效比SEERrSEERh指标、地表水水源热泵变工况条件下最优能效比的供回水温度等各方面均处于领先水平,填补了多项技术空白。

[1].四川省科学技术厅于2017520日在成都组织召开了“浅层地热能在西南典型气候区建筑中应用关键技术研究”科研成果评价,我国岩土工程与地热资源领域权威专家中国工程院谢和平院士、多吉院士、中国建筑科学研究院黄强副院长等9位与会专家给出以下评价:“……该项目研究成果总体上达到国际先进水平,其中创新点1、创新点2、创新点3达到国际领先水平。……”。

[2].“长江上游地区水源热泵系统集成优化技术研究”于20121012日通过了科技部组织的国家“十一五”科技支撑项目课题验收,由我国暖通空调领域罗继杰、王维国工程勘察设计大师等9人的评估专家组一致认为:………,具有创新性及实用性,达到了国际先进水平,具有推广应用价值。

[3].西藏自治区住房和城乡建设厅应用评价:“……在国内最早进行高原河谷地区大面积利用地下水源热泵系统采暖,突破了国家规范规定的采暖供水温度,采用供水温度为65℃低温热水系统,有利于提高室内的热舒适度及水源热泵机组运行的COP值”。

[4].2011428日,四川省建设厅组织召开了《高原建筑采暖与节能设计研究》……科研项目验收会作出以下评价:“……首次在高原采用地下水水源热泵技术,确定了经济节能的采暖系统供水温度……,为青藏高原建筑的可持续发展与节能减排提供了科学的指导原则、计算方法和技术措施。……成果在高原建筑节能领域具有独创性……”。

[5]. 20121221日,中国建筑科技与设计管理部组织召开了“地源热泵设计中土源导热性能及探测研究”课题验收会作出如下评价:“……通过对传统地源热泵岩土热物性测试技术的研究与改进,自主研制了地源热泵岩土热响应测试装置,开发了配套的计算分析软件,提高了岩土热物性指标测试效率”。

[6].重庆大学建建设工程质量检测中心对“涪陵CBD中央商务区(一期)项目综合示范工程水源热泵空调系统性能检测报告”结论如下:“……水源热泵空调系统能效比(夏季)为3.9;水源热泵空调系统能效比(冬季)为4.2”。

推广应用情况:

项目成果在西南地区全面推广实施,在四川省地质医院、邓小平故里景区、成都市青白江区医疗中心、四川省地矿局成都水文队生产科研用房、四川省地矿局九0九水文地质工程地质队办公楼及科研楼、西藏世邦投资公司办公楼、西藏军区营房、成都军区营房采暖工程、涪陵CBD中央商务区(一期)项目、重庆CBD总部经济区集中供冷供热项目、绵阳卷烟厂地源热泵供热工程等国家重点和大型工程中应用,截止2016年累计工程应用300万平方米以上,直接经济效益6200万元,并产生巨大社会效益。

主要知识产权证明目录:

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

权利人

发明人

发明专利

一种水源热泵节能优化控制方法

中国

ZL200910022000.0

2012-11-21

中国建筑西南设计研究院有限公司

戎向阳;王磊;高庆龙

软件著作权

U型管地源热泵逐时模拟软件

中国

2015SR104208

2015-06-11

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

  

软件著作权

高原寒冷地区建筑的太阳能光伏地热综合利用优化计算程序软件

中国

2015SR276701

2015-12-24

中国建筑西南设计研究院有限公司

  

发明专利

一种地源热泵的高效的逐时数值模拟方法

中国

ZL201510181300.9

2017-05-08

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

施恂根、苏华、康景文、陈云

发明专利

一种空气、水源双冷凝器热泵机组

中国

ZL20091022000.0

2012-07-04

中国建筑西南设计研究院有限公司

司鹏飞、樊越胜、高然

实用新型专利

一种岩土热物性测试装置

中国

ZL201020621866.1

2011-06-01

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

施恂根、黄练红、康景文

实用新型专利

高效地源热泵换热器

中国

ZL201320799784.X

2014-04-30

四川省地质工程勘察院

赵红云

  

实用新型专利

地下水位水温和气温实时监测仪

中国

ZL201120070486.8

2011-09-21

四川省地质工程勘察院

张代祥、郭娣、杨明

实用新型专利

一种水源热泵用加热水箱

中国

ZL201220169382.7

2012-11-21

中国建筑西南设计研究院有限公司

戎向阳、司鹏飞、杨正武

实用新型专利

一种冷热联供水源热泵机组

中国

ZL201220168958.8

2012-12-19

中国建筑西南设计研究院有限公司

戎向阳、司鹏飞、闵晓丹

  

主要完成人情况表:

排名

姓名

行政

职务

技术

职称

工作单位

完成单位

对本项目技术创造性贡献

1

康景文

总工

教高

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

课题总负责,主持课题研究,负责制定研究技术路线及研究方案,负责研究内容指导,负责研究总报告的编写。

2

钱江澎

总工

教高

四川省地质工程勘察院

四川省地质工程勘察院

主持西南地区浅层地热能典型储能地质结构分析评价方法研究和浅层地热能资源与利用适宜性分区评价体系研究。

3

副总工

教高

中国建筑西南设计研究院有限公司

中国建筑西南设计研究院有限公司

参与制定总体研究方案,主持长江上游地区水源热泵系统集成优化技术研究与工程示范。

4

/

教授

西华大学

西华大学

参与制定总体研究方案,主持地源热泵地下换热器传热模型研究、计算软件开发和相关理论研究。

5

赵松江

总工

教高

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

主持西南地区浅层地热能现场调查与测试,参与浅层地热资源评价体系研究。

6

施恂根

副经理

高工

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

主持地源热泵中岩土热响应测试及软件开发研究。

7

戎向阳

副总工

教高

中国建筑西南设计研究院有限公司

中国建筑西南设计研究院有限公司

主持高原地下水水源热泵采暖设计技术研究与工程示范。

8

朱赫宇

副总经理

教高

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

参与地源热泵中岩土热响应测试,参与土壤热物性参数的测试研究。

9

/

高工

四川省地质工程勘察院

四川省地质工程勘察院

参与成都市浅层地热能资源调查方法与评价体系应用研究、典型应用项目勘测与能效监测评价。

10

副经理

高工

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

参与地源热泵中岩土热响应测试,参与土壤热物性参数的测试。

11

/

高工

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

参与西南地区浅层地热能现场调查与测试,参与浅层地热资源评价体系研究。

12

司鹏飞

/

高工

中国建筑西南设计研究院有限公司

中国建筑西南设计研究院有限公司

参与长江上游地区水源热泵系统集成优化技术研究与高原地下水水源热泵采暖设计。

13

/

工程师

四川省地质工程勘察院

四川省地质工程勘察院

参与四川省主要城市浅层地热能资源调查方法与评价体系应用研究。

14

董建兴

/

工程师

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

参与长江上游地区水源热泵系统集成优化技术研究与高原地下水水源热泵采暖设计。

  

主要完成单位及创新推广贡献:

排名

单位名称

创新推广贡献

1

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

主持项目研究,负责制定研究技术路线及研究方案,负责研究内容指导,负责研究总报告的编写;主持地源热泵中岩土热响应测试装置研发和地源热泵地下换热器传热模型研究及计算软件开发;主持科技成果评价工作;主持岩土热响应测试装置和地下换热器传热模型计算软件成果的应用推广;对本项目创新成果一、二做出了突出贡献。

2

四川省地质工程勘察院

主持西南地区浅层地热能典型储能地质结构分析评价方法研究和浅层地热能资源与利用适宜性分区评价体系研究、典型应用项目勘测与能效监测评价;对本项目创新成果一做出了突出贡献。

3

中国建筑西南设计研究院有限公司

主持长江上游地区水源热泵系统集成优化技术研究与工程示范;主持高原地下水水源热泵采暖设计技术研究与工程示范;对本项目创新成果三做出了突出贡献。

4

西华大学

主持地源热泵地下换热器传热模型研究、计算软件开发和相关理论研究;对本项目创新成果二做出了突出贡献。

5

四川省地质矿勘查开发局成都水文地质工程地质中心

主持西南地区红层丘陵区浅层地热能现场调查与测试和岩土热物性、浅层地温场、地层热响应特征进行了系统研究,参与浅层地热资源评价体系研究;发明了地埋管下管技术并在丘陵区的“红层”中进行了工程应用;对本项目创新成果一做出了突出贡献。

  


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