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一、 項目簡介近年來，隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，地源熱泵成為供熱空調(diào)系統(tǒng)的新寵，各地爭相建設(shè)。但是，一些地源熱泵系統(tǒng)項目由于存在設(shè)計考慮不周、施工偷工減料及運行精細(xì)化不夠等問題，出現(xiàn)了大量的項目運行不理想或失敗的案例。尤其是，地源熱泵（土壤源熱泵）系統(tǒng)需要保持土壤的冷熱平衡問題沒有引起設(shè)計和運行人員的注意。北方地區(qū)，在全年的建筑用能上，常常出現(xiàn)用熱量遠(yuǎn)大于用冷量的情況，在系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮補助熱源的設(shè)計，在運行過程中需要特別實時監(jiān)測地下溫度場的平衡。太陽能-地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)（HSGSHPS），由地源熱泵系統(tǒng)（GSHPS）和太陽能輔助地源熱泵系統(tǒng)（SAGSHPS）組成，可以為建筑供冷、供熱及供熱水，既解決了夏季空調(diào)能耗遠(yuǎn)低于冬季供熱能耗建筑單純使用地源熱泵時出現(xiàn)的地溫不平衡問題，同時最大限度利用可再生能源。具有如下優(yōu)點：兩個子系統(tǒng)熱負(fù)荷分配靈活可調(diào)，適應(yīng)負(fù)荷計算的不確定性；非供熱季太陽能通過跨季節(jié)儲存與土壤中，既減少了太陽能集熱器的需求面積，又可以提高土壤溫度，進(jìn)而提高地源熱泵機組COP；太陽能冬季直接供熱效率高，提高整個系統(tǒng)供熱的COP。本項目的特點是因地制宜根據(jù)建筑負(fù)荷需要和建筑所在地地質(zhì)和太陽能資源情況，對供熱空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，保證地源熱泵系統(tǒng)的平穩(wěn)運行并使系統(tǒng)初投資和運行成本最低。二、 項目技術(shù)成熟程度本項目技術(shù)已在小型別墅建筑和中型辦公建筑進(jìn)行示范運行，積累了大量的經(jīng)驗，基本達(dá)到成熟。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）本項目依托國家科技支撐計劃項目、天津市科技支撐計劃項目和天津市科技計劃重大項目完成，獲得驗收，現(xiàn)有發(fā)明專利一項：一種太陽能-地源熱泵聯(lián)合建筑供能系統(tǒng)（專利號：201110146044.1）。四、 市場前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場分析等）目前，在新農(nóng)村建設(shè)中，很多地區(qū)處于找不到熱源的狀態(tài)，城市集中供熱不能到達(dá)，燃煤鍋爐不允許新建，燃?xì)忮仩t供熱運行費用太高且燃?xì)鈿庠淳o張，傳統(tǒng)的供熱方式不能適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)，太陽能耦合地源熱泵系統(tǒng)以可再生能源為熱源，消耗部分電能可獲得3-5倍熱量為建筑供熱，同時，可以實現(xiàn)建筑的制冷空調(diào)，室內(nèi)舒適度高，運行費用低。本項目技術(shù)適用于農(nóng)村小型建筑、別墅以及中型辦公建筑或住宅，應(yīng)用前景很好。五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）以260 m2的別墅建筑為例，建筑供熱負(fù)荷約15 – 20 kW，供冷負(fù)荷約為18 – 25 kW，需配置一臺地源熱泵機組，太陽能集熱器25 – 40 m2，室內(nèi)布置風(fēng)機盤管4 – 6臺，室外鉆孔4 – 5口，孔深110 m。 系統(tǒng)投資10 – 15萬元， 系統(tǒng)供暖運行費用15 – 18 元/m2。以5000 m2的辦公建筑為例，建筑熱負(fù)荷約為260kW，冷負(fù)荷為360kW。室內(nèi)末端采用風(fēng)機盤管，采用地源熱泵與太陽能跨季節(jié)儲熱輔助地源熱泵系統(tǒng)耦合形式，系統(tǒng)總投資約為300萬元，系統(tǒng)運行供暖費用8 – 10元/m2。六、 生產(chǎn)設(shè)備本項目所涉及的設(shè)備均可通過外購?fù)緩将@得，企業(yè)無需投入相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備。七、 效益分析采用合同能源管理形式為用戶提供能源服務(wù)，或者為用戶提供系統(tǒng)設(shè)計等形式，對該供熱空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行推廣，比傳統(tǒng)的集中供熱節(jié)省運行費用30-50%。八、 合作方式專利轉(zhuǎn)讓、技術(shù)入股均可，面議。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：王恩宇電話：1380217895Email: [email protected]十、 高清成果圖片3-4張

成果來源于承擔(dān)的國家“863計劃”課題。該技術(shù)將光伏發(fā)電、太陽能集熱、熱泵供熱技術(shù)有機結(jié)合，研發(fā)了一體化的高性能太陽能光伏/集熱裝置，收集熱能的同時有效降低光伏組件溫度，光電效率可相對提高10%；基于熱泵技術(shù)對太陽能、空氣熱能進(jìn)行高效捕集與復(fù)合利用，為建筑提供全年熱水與采暖，能效比達(dá)4.0以上。 該技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)(ZL 200810020840.9等多項發(fā)明專利)，實現(xiàn)了太陽能熱電聯(lián)供及與空氣熱能的多能互補，應(yīng)用前景廣闊。曾獲江蘇省技術(shù)發(fā)明二等獎。

（專利號：ZL 201410345592.0） 簡介：本發(fā)明公開了基于螺旋槳尾流壓力脈動計算的空化噪聲特征估計方法，屬于水聲目標(biāo)特征提取領(lǐng)域。基于螺旋槳尾流壓力脈動計算的空化噪聲特估計取方法，包括以下步驟：(1)備用網(wǎng)格生成并導(dǎo)入計算程序后生成算例文件，(2)空化模型和湍流模型設(shè)定，(3)數(shù)值計算參數(shù)設(shè)定，(4)數(shù)值計算，(5)數(shù)值方法可靠性驗證及網(wǎng)格確定，(6)空化尾流壓力脈動非定常數(shù)值計算，(7)壓力脈動信號功率譜變換及低頻線譜幅值提取，(8)線譜特征估計及分析。本發(fā)明將現(xiàn)代流體力學(xué)、空泡動力學(xué)和信號處理領(lǐng)域中相關(guān)研究成果引入水下目標(biāo)的噪聲特征分析，體現(xiàn)多學(xué)科和多領(lǐng)域的交叉性。

1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 質(zhì)子交換膜燃料電池的理論比能量高達(dá)32940Wh/kg（ 在地面上使用時可不計空氣的質(zhì)量），是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。現(xiàn)在世界各國正在加速其在民用領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)。 利用質(zhì)子交換膜燃料電池國產(chǎn)關(guān)鍵原材料，創(chuàng)新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優(yōu)化制備工藝，開發(fā)出了高性能、大面積的國產(chǎn)材料膜電極批量制備技術(shù)。并在模塊化燃料電池設(shè)計和計算機模擬仿真的基礎(chǔ)上，研制出了空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機。該成果獲得全國第十九屆發(fā)明展覽會發(fā)明金獎。空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機，主要由燃料電池、供氣軸流風(fēng)扇、陽極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩(wěn)壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開 放設(shè)計和高效的自增濕專利技術(shù)，能實現(xiàn)寬功率范圍的自增濕發(fā)電。在電化學(xué)發(fā)電過程中，無需進(jìn)行復(fù)雜的熱管理和對反應(yīng)氣體進(jìn)行預(yù)加濕，大大地減化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實用性很強的新能源發(fā)電機。該發(fā)電機采用普氫燃料，發(fā)電效率可達(dá)到 50%以上，功率密度可達(dá)到 300mW/cm2 以上，無污染。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃料電池發(fā)電機技術(shù)指標(biāo)： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發(fā)電機 (43 cells)2 應(yīng)用說明經(jīng)過近十年來的電動汽車、 分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（ 燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開始商業(yè)化）， 質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問題是成本較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴）， 而本項目采用“ 863” 計劃“ 全國產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機” 成果，利用國產(chǎn)原材料制備燃料電池電堆，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說明本項目屬新能源發(fā)電機領(lǐng)域。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。4 效益分析目前，質(zhì)子交換膜燃料電池的先進(jìn)制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達(dá)到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產(chǎn)的情況下， 1 千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質(zhì)子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國產(chǎn)燃料電池材料的批量生產(chǎn)，估計能實現(xiàn)的經(jīng)濟指標(biāo)： 1500 元/平方米（質(zhì)子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國產(chǎn)材料燃料電池堆的關(guān)鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進(jìn)口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國產(chǎn)材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產(chǎn)的經(jīng)濟指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動力 500 元/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)也為時不遠(yuǎn)。

本成果提出的基于超像素樣本擴充的空譜全卷積高光譜圖像分類方法有效的利用高光譜圖像的超像素分割結(jié)果指導(dǎo)偽樣本擴充增加了訓(xùn)練集樣本數(shù)量，解決了高光譜圖像有標(biāo)記樣本的稀缺問題，同時空譜的全卷積分類網(wǎng)絡(luò)也充分利用了多尺度的空間特征和光譜特征實現(xiàn)了較高的分類精度。 成果非涉密，專利申請已經(jīng)提交。 實驗采用反射光學(xué)系統(tǒng)成像光譜儀（ROSIS）傳感器獲取意大利北部帕維亞大學(xué)（Pavia  University）的高光譜圖像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集由 103 個光譜帶組成，共 610×340 像素，光譜覆蓋范圍從 430nm 到 860nm，空間分辨率為 1.3m。該數(shù)據(jù)集一共含有 9 個類別的 42776個有標(biāo)記樣本，選取每類 30 個有標(biāo)記樣本作為訓(xùn)練集，其余作為測試集。 由下表可以看出，在每類選取 30 個樣本的情況下，本 模 型 的 OA，AA，Kappa系 數(shù) 比 DFFN 模 型 高 出20.8%，17.4% 和 26.5%；比CNN 高 出 23.1%，18.8% 和29.2%。并且下表證明了使用了偽標(biāo)簽樣本擴充的空譜全卷積網(wǎng)絡(luò)的本方法在小樣本情況下每個類的分類準(zhǔn)確性均優(yōu)于 DFFN 和 CNN，達(dá)到了較好的分類效果。 表 1 PaviaU 數(shù)據(jù)集上對比實驗結(jié)果

該成果提出了一種基于空譜差分輔助核聯(lián)合稀疏表示分類的高光譜圖像分類方法。本章方法的主要創(chuàng)新性在于：1）能夠?qū)⒐庾V的差分輔助信息和原光譜特征信息有效結(jié)合。2）能夠考慮不同光譜屬性間的高階空間相關(guān)信息。3）原空譜和差分空譜核特征字典的信息通過具有混合正則的核聯(lián)合稀疏表示分類方法得到充分利用。通過在真實高光譜圖像數(shù)據(jù)上的實驗表明，該成果提出的方法能夠有效地提高高光譜遙感圖像的分類效果。 主要技術(shù)指標(biāo) 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本與測試樣本數(shù)參閱表 1. 在該訓(xùn)練樣本集數(shù)量下的分類結(jié)果表現(xiàn)參見表 2. 相比于傳統(tǒng)分類器 SVM，OA 提高了約 20%；相比于 SOMP，OA 提高了約20%。 該成果無需使用 GPU 資源在保證精度的同時有效提升了分類的精度和效果，同時在較少訓(xùn)練樣本條件下仍能得到較好的分類精度和分類效果。 表 1. 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本選取數(shù)量 表 2. PaviaU 大學(xué)數(shù)據(jù)下不同方法的正確率比較