北京建筑大学科技成果推介（第八期）|光伏|北京建筑大学|太阳能|换热器|热泵|燃气|科技成果推介

基于互叉式蜂窝平板溢流换热的三相蓄能装置及方法

成果单位：北京建筑大学

所属领域：生态修复与能源资源循环利用

成果简介：

本成果针对溶液吸收式蓄能技术存在蓄能效率低、结晶堵塞管路和充能/释能不平衡等关键技术难题，开发设计出一种基于互叉式蜂窝平板溢流换热的三相蓄能装置，装置主要由蒸发/冷凝器、吸收/发生器、蜂窝平板溢流换热单、蒸汽输运管路、冷剂循环管路和溶液循环管路组成。

该技术的主要创新:(1)将蜂窝结构作为换热器翅片，通过增加窝内流体扰动和扩大换热面积实现换热器传热性能的强化;(2)通过蜂窝结构将大空间储能容器分解为多个小空间蓄能单元，在利用平板热流体对蜂窝结构内溶液进行加热使其产生多个小结晶体，蓄能时提升溶液在蜂窝结构内结晶速率，释能时克服晶体表面的水膜对水分子传递速率的阻碍提升溶晶速率;(3)晶体被有序地限定在特定的空间内，有效防止晶体随溶液流动而造成的管路堵塞风险。

太阳能光电光热综合利用

成果单位：北京建筑大学

所属领域：生态修复与能源资源循环利用

成果简介：

项目简介

太阳能光电光热综合利用(PVT)在光伏发电的基础上，充分利用光伏板发电过程中的废热，太阳能综合利用效率超过80%以上，能源与经济效益显著。在供暖、供热水场景下具有潜力大，可实现净零能耗热水。

项目概述

太阳能光电光热综合利用创新结合太阳能光伏与光热技术，充分利用光伏板发电过程中的废热，太阳能综合利用效率超过80%以上，其推广应用可以节省大量化石能源，降低污染物排放，能源与效益显著。2011年，团队首次设计了真空管式太阳能光伏集热器并研究了其热电性能。近些年，把纳米相变流体用作传热介质应用于太阳能热电联供系统，取得了太阳能光电光热利用的创新性研究成果。研发了微通道太阳能光伏光热组件，提出了太阳能光伏光热热泵绿色低碳供能系统，研制了适用于PVT系统的多源热泵主机。

项目竞争力

1、研究成果在国际能源领域顶级期刊发表了数十篇SCI论文，学校工程学学科进入全球ESI前1%,本团队贡献率排名第一，授权发明专利10多项。2011年，团队首次设计了真空管式太阳能光伏集热器，并研究了其热电性能。近些年，把纳米相变流体用作传热介质应用于太阳能热电联供系统，取得了太阳能光电光热利用的创新性研究成果。

2、本团队从2005年左右开始从事太阳能光电光热综合利用技术研究，是国内外较早开展太阳能热电联供系统研究的团队。与英国诺丁汉大学、赫尔大学、中国科学技术大学、合肥工业大学等一直保持紧密的合作关系，团队成员学缘结构互补，已培养数十名研究生。

3、研发了微通道太阳能光伏光热组件，适配行业最大功率组件，耐压超过4MPa。

4、提出了太阳能光伏光热热泵绿色低碳供能系统，研制了适用于PVT系统的多源热泵主机。

一种可以具备防积灰功能的换热器

成果单位：北京建筑大学

所属领域：生态修复与能源资源循环利用

成果简介：

在低温烟气余热回收设备中，为了减少积灰对传热性能的影响，同时减少清灰措施对换热器的损害，亟待开发一种可以具备防积灰功能的换热器。

成果概述：本成果提供了一种防积灰换热器的结构形式(图1)

依据企业需求进行个性化指标制定：本成果其核心创新点是换热管束为圆管和椭圆管交错排布(图2、图3)，通过优化两种管形的结构参数，实现流动场和温度场的优化，从而达到有效减少积灰在换热管表面的沉积，同时，具备较好的传热性能和更低的流动阻力的目的。

项目竞争力

本成果的创新点为换热器管束采用圆管和椭圆管交错排布。椭圆管横截面长轴沿管外换热流体顺流方向、短轴为垂直于来流方向布置，减小了迎风面的面积，并增强了扰动，采用特殊的椭圆管设置可有效减少积灰在换热管表面的沉积，同时，具备较好的传热性能和更低的流动阻力。

本成果的防积灰换热器在兼顾换热、减小压降的前提下，通过良好的气动布局，实现了防积灰的功能。

城市燃气安全预警与智能化技术

成果单位：北京建筑大学

所属领域：生态修复与能源资源循环利用

成果简介：

燃气系统是城市生命线工程，北京城市燃气系统安全事关人民生命财产安危和首都城市安全与社会稳定。研究围绕城市燃气系统安全“感知”、“数据”和“智慧”三个方面进行技术攻关，构建了基于本质安全的高精准、高可靠、全方位、系统化的智能燃气安全运营体系，解决了大型城市燃气安全控制难题。

研究团队发明了高精准多变量感知融合技术和方法，实现了城市燃气系统多变量感知融合、智能安全预警和处置;发明了多种智能检测技术与方法，解决了城市燃气泄漏检测溯源定位难题;编制了燃气工程智能化技术规范等行业标准;在北京市燃气集团有限责任公司运营的城市燃气系统进行了系列研究成果的工程应用，取得显著的经济、社会和安全效益，研究成果获得2018年北京市科学技术二等奖。

城市数字管网智能排口系统及成套设备集成技术

成果单位：北京建筑大学

所属领域：生态修复与能源资源循环利用

成果简介：

项目依托“数字智能雨污混排分流系统”(由分流池、智能控制系统、管网、技术运维服务四部分构成)，通过物联网技术实现排口内水文水质与控制系统实时互联，形成“以水质判断为主控项目、水文信息为辅控指标”的精细化治理模式，保证雨污分质分流排放，在显著提高污水收集率的同时，不增加污水管网运行负荷。该技术可应用于城镇市政管网监测和管控、沿河排口整治等工程领域。成果获得2018年华夏建设科学技术一等奖，2020年中国发明创新一等奖，2023年北京市科技进步二等奖，2025年中国发明创新一等奖等多项省部级奖励，授权发明专利8项(含美国专利3项)，拥有自主知识产权系统3件、技术装备2套。

成果已应用于河北、福建、陕西等省市的城镇市政管网监测和管控、沿河排口，累计监管管网超1万公里，服务人口超30万，显著改善了区域水环境，社会与生态效益突出，实践验证了技术的实用性与可靠性。

该项目面向地方水务集团、环保企业等转让相关技术和系统、支持本地化生产与部署;授权具备资质的第三方在特定区域或项目中使用权，配套提供培训与服务;协助地方政府申报国家试点、专项资金，提供“技术+政策”一体化解决方案。

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