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熱源熱泵及其智能控制技術的產品開發
成果與項目的背景及主要用途: 成果背景:由于建筑能源消耗的急劇增加,熱泵作為一種通過消耗少量高品 位能量,把熱量從低溫處傳輸到高溫處的裝置,日益受到人們的關注。熱泵通過 使用清潔的冷熱源如太陽能、土壤能、空氣能等,能夠同時實現制冷、制熱、提 供生活用熱水。這種復合可再生能源系統的出現,給人們提供了更具靈活性的方 案,來實現潔凈能源系統的三聯供功能。 系統主要用途:多熱源熱泵系統是指以太陽能-空氣源-地源等為熱源的熱泵 系統,主要包括:太陽能集/散熱系統、空氣源集/散熱系統、埋地盤管集/散熱 系統(含室內蓄熱體)、水源熱泵系統、房間熱力系統、控制系統。本方案利用 先進的智能控制技術,將太陽能源、空氣源和地源熱三者有機結合,通過水源熱 泵機組實現向建筑物供熱、供冷和提供生活熱水。太陽能集/散熱器的利用可彌 補地源熱泵因埋地管束多而導致的投資過大的缺點,同時減少地下環境受到過度 的熱污染,而少量地源和蓄熱系統的使用可彌補太陽能和空氣源熱泵受氣候條件 影響大的缺點,使系統即使在惡劣的氣候條件下也能在高能效狀態下工作。太陽 能-空氣源-地源熱泵聯合系統可以設計為基本工作模式,還可以根據具體情況開 展因地制宜的設計,組合成適合當地地理及氣象特點的系統。系統采用全新的智 能控制技術,采集實時的系統參數,提高溫度調節的準確性,使系統始終維持在 高效狀態下工作。通過將太陽能源、空氣源集/散熱器做成外圍護結構的一部分, 實現新能源與建筑結構的完美結合。結合三步節能建筑技術的普及推廣,本技術 產品的目標是實現空調和采暖方面的一次投資和日常費用僅為傳統空調+暖氣方 案的 50%。 技術原理與工藝流程簡介: 夏季: 系統處于制冷工況,需要把從室內吸收的熱量轉移到室外,太陽能散熱器、 空氣源散熱器、埋地換熱器分別提供冷源,此外,在房間內有相變蓄能材料,晚 上積蓄冷量,減輕熱泵系統在白天的熱負荷。由于空調系統在夏季并不處于常開 狀態,如果空調不處于制冷狀態時,使系統處于制熱工況,關閉室內熱力系統, 并且打開閥 V4 和 V6,關閉閥 V5,此時系統成為太陽能熱泵式熱水器,可以提 供穩定的熱水。兩種工況的切換通過實時測量的室內溫度和熱水箱溫度等參數, 由智能控制系統進行判斷。 冬季: 系統處于制熱工況,太陽能集熱器和埋地換熱器作為熱源給建筑供熱,同時 供生活熱水。當熱水箱溫度達到設定值時,關閉閥 V4 和 V6,打開閥 V5。此外, 在房間內有相變蓄能材料,白天積蓄冷量,減輕熱泵系統在夜晚的工作負荷。三 個熱源可以任意兩個之間并聯工作,也可以分別工作,要依具體的工作狀況,包 括環境溫度、室內溫度、熱源溫度等狀況而定。 技術水平及專利與獲獎情況:該技術已申請專利,并通過小試鑒定。 應用前景分析及效益預測: 應用前景分析:本項目的實施可以加快可再生能源產業化的發展,促進建筑 節能與熱泵系統的有機結合,對空調行業進一步向綠色能源的發展,都有非常顯 著的作用。三步節能的盡快實現,客觀上也促進了新能源的普及推廣。 效益預測:下面以天津地區為例對本系統的一次投資成本及運行費用進行說 明,將本系統與單冷空調+暖氣、地源熱泵、空氣源熱泵比較。 建筑面積 150m2,采暖天數 125 天,制冷天數 120 天,每天制冷 10 小時, 平均運行負荷按 70%計,電費 0.41 元/度 以三步節能后的指標計,供暖負荷取 36W/m2,總供暖熱負荷為 5400W/m2, 制冷負荷 72W/m2,總的制冷負荷為 10800W/m2。 第一種方案采用單冷空調+集中供暖,集中供暖中室外采暖的投資為 85 元/m2,室內的費用為 25 元/m2,總的費用為 110 元/m2,天津地區的暖氣費用為 15 元/(m2 年),設制冷系數為 2.5。 第二種方案完全采用地源熱泵,冬季單位鉆孔長的取熱率為 30W/m,夏季 的放熱率為 50W/m,約需 210m 的鉆孔長,管長和施工總費用取 90 元/m。 第三種方案完全采用空氣源熱泵,冬季采用電輔助加熱的時間為全部取暖時 間的一半,冬季制熱,夏季制冷系數為 2.5,冬季制熱系數取為 2。 第四種方案為本項目系統,太陽能集熱板取 17m2,地源熱泵系統的冬季負 荷為 1500W,夏季負荷為 2500W,地源熱泵約占總負荷的 25%,夏季性能系數 取為 4,冬季的性能系數取為 3。 應用領域:建筑節能;新型熱泵、空調系統;制冷、供暖系統工程;可再生 能源建筑。 技術轉化條件(包括:原料、設備、廠房面積的要求及投資規模):熱泵、 空調及控制系統。 設備:機械加工及系統安裝設備。 廠房面積:1000m2 以上。 投資規模:600 萬以上。 合作方式及條件: 合作方式:技術入股、合資經營。 條件:對建筑、節能及可再生能源利用感興趣且致力于該技術的推廣實施。
天津大學
2021-04-11
桂花
多
酚提取物及其制備方法和用途
本發明涉及一種從桂花中提取的植物多酚類提取物及其制法和用途。具體而言,本發明公開了一種桂花多酚提取物的制備方法,包括以下步驟:1)、將桂花與提取劑水溶液按照1g/15~60ml的料液比混合后于200~500KPa的壓力下,80~200W功率進行微波提取,提取時間為3~20min;重復上述提取;2)、所得濾液合并后進行干燥處理,得桂花多酚提取物。該桂花多酚提取物,可用于制備抗腫瘤的藥物或保健品,也可用于抑制5α-還原酶活性。
浙江大學
2021-04-11
外場協同西北侏羅紀煤高效轉化
多
聯產成套技術
我國資源量超過 40% 的優質西北侏羅紀煤惰質組分含量高,造成此類煤的粘結性、成漿性能、液化性能整體下降,極大地增加了煤的高效潔凈利用難度。本成果的核心是進行煤炭的分質加工利用,一方面開發了新型煤巖分選技術實現煤巖組分的高效分離,另一方面針對不同煤巖組分開發了多聯產高效轉化技術。成果來源于陜西省科技攻關項目,前期獲得了陜西省教育廳專項基金和中國博士后科學基金的支持,已有一部分工作申請國家發明專利,摸索出煤炭分質利用的新技術,取得了良好的技術經濟和社會效益。
西安科技大學
2021-04-11
一種
多
足機器人平衡控制方法
本發明公開一種多足機器人平衡控制方法,用于多足機器人在非結構化地形條件下運動時的平衡控制,控制流程簡潔明確。本發明是檢測到機器人失穩后,快速計算出調整腿末端下一個運動周期的落點位置,執行控制策略后,將使得機器人由失穩狀態迅速轉換為靜態穩定狀態。足端落點位置應滿足的約束條件和足端落點位置均由解析式給出,計算效率較高,適合于在線實時計算和實時控制。整套控制方法利用機器人各關節角度信息、機身位姿信息和足端腳力信息對機器人各腿的運動進行位置控制,該控制方法適應于多足機器人在非結構化環境下的平衡控制。
華中科技大學
2021-04-11
高速
多
并聯機器人協同作業系統
隨著現代生產生活方式的快速發展,在電子、食品、醫藥、日化和新能源等行業中,對體積小、重量輕的產品進行封裝、包裝及分揀等高速無污染作業的需求日漸旺盛。由于具有一定的通用性和適應性,工業機器人成為此類作業中保障質量、提高效率和降低成本的核心裝備,尤其是高速并聯機器人因速度和動態特性的優勢而備受青睞。無需高精密減速器的結構特性,也決定了高速并聯機器人在中國有極大的創新和發展空間,與此同時,多樣化復雜生產工況也對機器人系統的本體設計、視覺感知、運動控制和多機協同等核心技術及其集成提出新的挑戰。 本項目歷時多年,攻克高速多并聯機器人協同作業系統的多項關鍵技術,并成功研制了滿足高效生產的國產化成套裝備,達到國際先進水平。
清華大學
2021-02-01
多
陣列憶阻器存算一體系統
隨著人工智能、大數據、物聯網、區塊鏈等新一代信息技術興起,數據量呈現爆炸式增長,傳統計算系統的算力難以滿足海量數據的計算需求。與此同時,摩爾定律逐漸放緩,單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統性能的路徑正面臨技術極限,通過引入憶阻器新器件、模擬計算新范式、存算一體新架構,將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統,實現計算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經典馮·諾依曼計算架構下數據存儲與處理是分離的,存儲器與處理器之間通過數據總線進行數據傳輸,在面向大數據分析等應用場景中,這種計算架構已成為高性能低功耗計算系統的主要瓶頸之一:數據總線的有限帶寬嚴重制約了處理器的性能與效率,且存儲器與處理器之間存在嚴重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統把傳統以計算為中心的架構轉變為以數據為中心的架構,其直接利用阻變器件進行數據存儲與處理,通過將器件組織成為交叉陣列形式,實現存算一體的矩陣向量乘計算。憶阻器存算一體系統可以避免數據在存儲和計算中反復搬移帶來的時間和能量開銷,消除了傳統計算系統中的“存儲墻”與“功耗墻”問題,可以高效、并行的完成基礎的矩陣向量乘計算,未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應用的核心技術。 清華大學吳華強教授團隊實現了材料與器件、電路設計、架構和算法的軟硬件協同等多方面原始創新,解決了系統精度損失等被廣泛關注的難題: 材料與器件創新。科研團隊選擇了電學特性穩定的二氧化鉿作為憶阻層核心材料,提出了通過插入少量氧化鋁層來固定離子分布、抑制晶粒間界形成的新理論,提出了引入熱增強層的新原理器件結構,成功抑制了憶阻器非理想特性的產生。 電路設計創新。開發了一套憶阻器與晶體管的混合電路設計方法,提出“差分電阻”設計思想,采取源線電流鏡限流設計,抑制了憶阻器電路中可能產生的各種計算誤差。 算法創新。提出了混合訓練算法,僅用小數據量訓練神經網絡并只更新最后一層網絡的權重,即可將存算一體硬件系統的計算精度達到與軟件理論值相同的水平。 “技術鏈”創新。從“單點技術突破”拓展到“技術鏈突破”,開發了針對憶阻器存算一體芯片的電子設計自動化(EDA)工具,打通了從電路模塊設計到系統綜合再到芯片驗證的設計全流程。 上述理論和方法發表于《自然》《自然·納米技術》《自然·通訊》等國際頂級期刊,以及被譽為“集成電路奧林匹克”的“國際固態電路大會”等頂級學術會議。研究成果被“國際半導體技術路線圖”和30多部綜述文章長篇幅引用。團隊已在該研究方向申請國內外專利72項,其中30項已獲得授權,知識產權完全自主可控。 團隊已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統,集成了8個憶阻器陣列和完整的外圍控制電路,以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了計算設備的算力。全系統的計算能效比當前主流的人工智能計算平臺——圖形處理器(GPU)高兩個數量級。團隊還設計了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片,在MNIST數據集上計算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產品近20倍,能效有近千倍的優勢。
清華大學
2021-02-01
一種植被
多
/高光譜成像裝置
一種植被多高光譜成像裝置,其特征在于它包括一濾色片殼體、一光學鏡頭、一成像單元、放置在所述濾色片殼體中的濾色片、一濾色片更換裝置、一計算機和一電源其中,所述濾色片殼體、光學鏡頭和成像單元順序排列,且各中心同軸所述光學鏡頭與成像單元固連,且所述成像單元位于所述光學鏡頭的成像面上所述濾色片更換裝置的控制端電連接所述計算機,所述成像單元與計算機進行數據及控制信號通信所述電源為各用電設備供電。
北京大學
2021-02-01
太陽能與熱泵聯合供熱的
多
水箱蓄熱裝置
太陽能與熱泵聯合供熱的多水箱蓄熱裝置是在太陽能集熱器與熱泵之間的環路上依次并聯2~5個蓄熱水箱,每個蓄熱水箱供水或者回水主管上設有電磁閥,進水或者出水支管上也設有電磁閥,各個蓄熱水箱的底部設置溫度傳感器;熱水連接管從蓄熱水箱的底部進入,上部出來,并把各個蓄熱水箱串聯連接;太陽能集熱器的供回水管在靠近冷水進水一端與并聯蓄熱水箱的供回水主管相接,熱泵的供回水管在另一端與并聯蓄熱水箱的供回水主管相接。系統設有熱泵充熱、太陽能充熱、太陽能與熱泵聯合充熱等多種運行模式。 本裝置的優點:1) 能結合太陽能與熱泵的優點,在各種天氣條件下最大程度地利用太陽能和低谷電,節約電能,降低運行費用,減小了電網的高峰電力負荷。2) 采用多水箱并聯蓄熱的方式,可以將水箱的集中荷載以及占用的空間分散開來,使得水箱的布置有更多的選擇和靈活性。 3) 水箱間溫度分層,有利于提高太陽能集熱器和熱泵的運行效率。 技術指標: 1) 采用熱泵輔助加熱,比電輔助加熱節能60%以上2) 采用夜間低谷電進行蓄熱,又可以比普通太陽能熱泵系統節約運行電費10%~20%(按夜間電費減半計算)。
上海理工大學
2021-04-11
可逆止旋轉的無樹脂
多
錨點錨桿
本項成果是在桿體的一端加工有螺紋,另一端加工為倒楔形,桿體帶有螺紋的一端穿過托板的安裝孔,通過與螺紋適配的螺母將托板與桿體緊固,其特征在于:在桿體上依次設置有上脹箍管和至少一節的支撐單元管,支撐單元管設置在上脹箍管的下端,在上脹箍管的外壁上設置有能夠防止桿體逆轉的逆止鍵。
西安科技大學
2021-04-11
一種實現
多
屏顯示的方法及系統
本發明涉及多屏顯示領域,提供了一種實現多屏顯示的方法, 包括 S1 遠端觸控設備獲取屏幕內容并向顯示控制中心發送屏幕內容 和指定顯示設備編號的指令;S2 顯示控制中心接收屏幕內容,并根據 指令將所述屏幕內容輸出到編號對應的顯示設備上實現多屏顯示。本 發明中每個顯示設備的顯示內容可以一致也可以不一致,具體為遠端 觸控設備將顯示內容發送到顯示設備控制中心,顯示設備控制中心將 顯示信息發送到顯示設備進行顯示,顯示設備控制中
華中科技大學
2021-01-12
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