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美的“零碳行动”| 四大国际领先技术助力智慧楼宇新发展
  浏览次数:23299  发布时间:2021年07月30日 17:21:56
[导读] 7月29日,美的联合中国制冷空调工业协会,在广东佛山召开了暖通楼宇碳中和关键技术专题鉴定会。
 
7月29日,美的联合中国制冷空调工业协会,在广东佛山召开了暖通楼宇碳中和关键技术专题鉴定会。美的集团“水平对置磁悬浮变频离心压缩机技术研究及应用”、“风速与翅宽分布非均匀相似协同传热强化机理及应用”、“数字化高性能变频控制技术研究及应用”、“多联机数字化仿真的关键技术研究及应用”四项技术经现场鉴定委员会鉴定,核心技术均达到国际领先水平。

一、四大国际领先技术
推动智慧楼宇低碳化、节能化

在国家倡议的“碳达峰、碳中和”战略背景下,楼宇与能源系统成为了实现智慧城市的两大挑战。在楼宇建筑的节能低碳上,要做到全生命周期低能耗、降排放;在柔性能源方面,要做到负荷可调,柔性响应电网调峰调谷需求。

此次参与鉴定的四项科技成果贯穿着楼宇的全生命周期能源管理,从原材料、研发制造、方案设计、运输安装、运营维护、回收改造各个环节提升了智慧楼宇的节能效率,预计将达到平均12%的减排潜力,实现城市建筑的低碳化和节能化。

历时五年研发,美的突破了磁悬浮变频离心压缩机的关键技术难题,打破了国外企业在该领域的技术垄断。

创新研发出水平对置高效磁悬浮变频压缩机技术,高精度反馈控制的增益调度不平衡前馈抑制技术,以及自发电高效变频控制技术。该技术的最大特点是全生命周期低成本,可以实现无油高效低噪运行,已授权发明专利25件,实用新型专利25件,外观设计专利4件。现场鉴定委员会一致认为:

“该成果创新显著,对促进我国“碳达峰、碳中和”战略实施及磁悬浮离心压缩机组技术发展具有重大意义。”

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此次鉴定会的第二个成果 —— 风速与翅宽分布非均匀相似协同强化传热方法,实现了风速非均匀与翅片不等宽之间的协同匹配,降低甚至消除了不均匀风场对换热器传热性能衰减的影响。

基于此方法设计了整体式C型换热器,同等耗材量下,比传统V型换热器提升了7%以上的换热量。同时基于“最速曲线”原理,设计出一体化最速C型换热器,强化了自清洁性能,对比传统的V型换热器,排水速率提高21%。目前该技术已应用在Air C+系列风管内机,荣获金选奖“2020年度商用空调卓越性能产品”专项奖。

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第三项成果,数字化高性能变频控制技术已获自主知识产权,获授权发明专利19件、实用新型专利18件。

据项目负责人吴田介绍,单芯片数字变频控制技术拥有自主知识产权核心控制算法,提升了现有变频空调技术产业链,解决了核心零部件被“卡脖子”的问题。

而基于空调负荷变化的PFC通道管理技术也极大地提高了空调小负荷运行效率,降低对电网的污染,提高电网电能利用率,减轻了国家电网供电负担。通过多流路冷媒散热技术、高频化和高度集成化设计,实现了大功率电路板小型化,节省大量铜、铝、树脂等原材料,并实现电路板全波峰焊生产,大幅提升生产效率和品质。

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最后一项通过鉴定的科技成果,多联机数字化仿真的关键技术研究及应用,针对多联机系统选型和负荷不匹配、预置控制策略僵化不灵活、制冷剂泄漏量难检测等课题,项目组开发了行业内领先的多联机仿真平台。

基于此平台分别针对工程设计、运行调适和运维管理,提出了基于建筑负荷仿真的多联机系统方案优化设计技术、基于实际运行场景的控制策略优化技术和基于仿真的制冷剂量检测技术,显著提升了多联机系统全生命周期的运行能效,助力国家双碳战略。现场鉴定委员会一致认为:“该成果创新性突出,多联机仿真平台的鲁棒性高、适用面广、运算快速,对促进我国多联机技术发展具有重大意义。”

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二、楼宇全生命周期降本增效
以科技推动城市建筑低碳化发展

目前,建筑运行能耗及运行碳排放均占全国能源消费及碳排放的20%,空调负荷在夏季尖峰负荷增长中占比约在30%甚至更高,全生命周期“碳中和”势在必行。

在原材料使用阶段,风速与翅宽分布非均匀相似传热强化机理将原材料平均重量减少14%、平均体积减少30%,并配合智能单芯片数字空调控制技术,将电路面积减少25%、重量减少36%。

更加小型化的设计,提升了原材料的使用效率,降低了原材料消耗,让暖通产品更高效低碳。

而在日常的运维中,此次参与科技鉴定的四项技术,也将对智慧楼宇低碳方案做出贡献。其中水平对置磁悬浮变频离心压缩机技术可实现零温差运行,自然冷源利用时间延长20%;而多联机数字化仿真技术的应用也将助力低碳化升级。

参与鉴定的四项技术已应用于部分暖通产品及智慧楼宇解决方案。

其中,水平对置磁悬浮变频离心压缩机技术已应用于深圳地铁、京张高铁等项目,从楼宇全生命周期平均减排潜力来看,该技术可实现节能减排11%,在技术投入使用后,收到众多控温稳定、噪音极低、节电极好的良好反馈;

搭载风速与翅宽分布非均匀相似协同传热强化技术的TR+Pro系列空调也已投入市场,因产品结构小巧、舒适、清洁广受消费者赞誉;

与此同时,在重庆、广州、山东、海南多地,搭载单芯片数字变频控制技术的暖通产品也已经投入使用,不论是从使用感或是节能减排效果上,均广受好评。

三、中科院院士高度肯定 
美的以科技创新助力碳中和

众多碳中和相关领域的专家参与出席了此次鉴定会,除中科院院士外,还有西安交通大学席光教授、中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院徐伟院长、上海交通大学王如竹教授、清华大学石文星教授、全国冷冻设备标准化技术委员会张明圣秘书长、以及广东华南家电研究院赖静院长列席会议。

鉴定会专家团委员会深入了解并审阅了四个科技成果的项目汇报,并展开认真讨论与独立评议,经过重重审阅与审慎质询,最终形成极具价值与共识的鉴定结论。

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鉴定会专家在评审后表示:

“美的的创新精神让我印象深刻,奋战在一线的科研人员不仅有拼和硬干的实劲儿,还有积极探寻精细化提升,从源头上突破,从设计上优化,到应用在产品上的能力创新,一直走在企业自主研发创新的道路上。在科技布局上,美的考虑得很周全,善于根据不同的使用场景,而不是根据自己的经验,来进行产品技术的创新和迭代。”

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