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高效節能環保冷熱源能量復合系統科技研發項目

能源是經濟和社會發展的重要物質基礎，是經濟增長的推動力量，決定了經濟增長的規模和速度，能源環境的承載力也是經濟發展方式的重要節點。
　  目前我國經濟增長有較好的支撐條件，但也面臨資源和環境承載能力的約束問題。2009年我國多項經濟指標都超額完成了計劃，惟有節能降耗4%的目標沒有實現，全年能源消耗總量達到了31億噸標準煤，高居世界第二大能源消耗國，僅次于美國。拉動能源消費的因素主要有兩個方面，一方面隨著城市化進程加快，道路、橋梁等基礎設施建設任務繁重，對高耗能產品的需求不減；另一方面，隨著居民生活水平的提高，交通、生活和建筑物用能將呈現快速增長的趨勢。跨入“十二五”后，我國要大力發展經濟建設，同時須加大節能減排力度，明確提出在“十二五”規劃期間，我國單位GDP能耗必須下降幅度為15%～20%。
　  因此，促進經濟發展的同時，還必須處理好節能降耗減排的問題。一方面要不斷調整產業結構、推廣新技術新工藝新材料，大量進口國外先進、低耗能的技術設備，努力實現節能減排的目標，不走“邊發展、邊治理”的彎路。另一方面，目前我國經濟高速增長、商品供應充裕，在不影響人民生活水平改善的前提下，以降低經濟增長為代價，主要是降低高耗能的制造業的增長速度，降低第二產業比重和速度，大力發展第三產業，換取資源消耗最少、環境污染最小、為子孫后代造福最大的良好自然和諧環境。
　  
　  第一部分 企業簡介
　  
　  昆明金利馬熱力設備有限公司于2003年6月經昆明市工商行政管理局批準成立，注冊資本5000萬元。公司是專業從事賓館、酒店、桑拿浴池、住宅小區、學校、醫院等需集中供熱水系統及暖通空調項目的產品研發生產，藏書方案設計、安裝及售后服務“一條龍”的國家高新技術企業。2005年、2006、2007年、2008年、2009年、2010年公司分別成為國家發改委、國家工信委、國家科技部、云南省科技廳科技、昆明市科技局、官渡區科技局計劃項目承擔單位。
　  成立以來，公司始終將主要精力投入到供熱水系統及暖通空調工程需要產品的研發、生產以及工程項目的設計、施工、開發與創新中，不斷跟蹤及吸收節能產品的世界先進技術，通過與具體項目結合，一步一個腳印，走出一條集成創新的道路。公司自主開發了多項熱泵技術，擁有供熱水系統多項專利，產品系統穩定、工藝先進，與傳統供熱方式相比較節能70％以上，目前均已廣泛應用在住宅小區、賓館酒店、醫院學校、桑拿泳池、工礦企業等需要供熱水的場所。
　  
　  2004年9月，劉江（公司總經理）設計的“冷熱四用空調機組”獲國家“實用新型專利證書”，專利號ZL 03 248072.5 。此外，還向國家申請兩項專利目前已受理，申請號2006.2002.2660.0和2007.2010 4691.5。
　  2009年9月，公司通過云南省科技情報研究所對“熱泵節能熱水器技術”進行查新。情報所在國內外查詢的結論為：公司“應用于熱泵節能熱水器的雙蒸發、雙冷凝聯合技術未見有公開文獻及專利報道”、“本課題提出的能滿足70℃熱水交換的高溫冷凝器并應用于空調熱水器一體機未見有公開文獻報道”。說明公司所開發的雙蒸發、雙冷凝聯合技術的新穎和獨特。
　  2005年10月，公司在同行業中率先獲得了中國質量認證中心對熱泵熱水器產品的“中國國家強制性產品認證證書”（3C強制性產品認證），從而按國家要求取得了市場準入資格。
　  2005年12月，由云南省科技廳認定昆明金利馬熱力設備有限公司為高新技術企業，并授予認定證書。
　  2005年6月，國家商標局受理了公司“JLM金利馬”商標的注冊（申請號：4734983）。
　  2007年1月，金利馬公司研發生產的家用及商用太陽能、熱泵、空調熱水一體機等主要產品，符合《中華人民共和國標準化法》、《企業標準化管理辦法》以及有關法律法規對企業標準備案的有關規定，順利通過云南省企業產品標準備案。
　  2007年12月，公司生產的空氣源熱泵熱水器、太陽能熱水器、空調熱水一體機等產品，技術先進、質量過硬，得到社會各界的一致好評，并大量應用于實際工程項目，“金利馬”商標被云南省人民政府評為“著名商標”。
　  2008年1月，金利馬公司順利通過ISO9001：2000重量管理體系認證，明確其適用范圍為：空氣源熱泵系統、太陽能熱水器及空調器的生產和服務等。
　  2008年12月，由于公司產品質量好、技術先進，得到廣大客戶的認可并在實際工程項目上大量應用，“金利馬”商標被昆明市人民政府評為“知名商標”。
　  2009年6月，金利馬公司研發生產的太陽能、熱泵等產品順利通過中國國家強制性產品認證，即3C認證，是所屬行業首家通過3C認證的企業。
　  2009年6月，由于公司不斷開拓創新，發展各種相關新型產品，實現公司跨越式發展，被云南省人民政府評為“創新型非公有制企業”。
　  2009年7月，公司研發的太陽能聯合熱泵機組，由于技術領先，質量過硬，較國際相關產品更加節能，成為云南省科技廳項目承擔單位，并根據相關要求實現產業化。
　  2009年4月，由于公司產品技術領先、質量過硬，經中華人民共和國海關審定，符合國家工業產品出口條件，榮獲中華人民共和國海關頒發的“進出品許可證”。
　  2009年5月，由于公司技術先進、理念領先，且產品質量好，工程項目設計優，安裝實施規范等，得到了中國節能協會和廣大客戶的高度贊揚和認可，公司成為《熱泵輔助的太陽能熱水系統（儲水箱大于0.6t)技術規范》國家標準負責起草單位。 
　  2009年12月，由于產品質量過硬，售后服務優良，被昆明市工商行政管理局、昆明市企業信用促進會共同評為2008～2009年“重合同守信用”企業。
　  2010年1月，公司項目組在總結實際工程經驗結合公司現有技術，充分吸收國際太陽、熱泵先進技術的基礎上，開發出新一代熱水機組：太空能熱水器——基于直膨式太陽能熱泵的建筑一體化節能熱水系統，并獲得國家發明專利，專利號：200810032462.6。
　  2010年1月，金利馬熱力設備有限公司在所從事的項目上，符合國家相關規定，執行的標準達到國際先進水平，順利通過中國質量認證中心ISO9001：2008和GB/T 19001-2008認證（即CQC認證），明確其適用范圍：空氣源熱泵系統、太陽能熱水器及空調器的生產和服務等。
　  2010年5月，經中華人民共和國科學技術部考證，公司開發的產品，技術含量高，在國際上具有一定的領先優勢；產品質量好，節能效果顯著。批準金利馬熱力設備有限公司“國家火炬計劃”項目承擔單位。
　  2010年10月，公司被認定為“國家級高新技術企業”。
　  2010年9月，公司的發展和從事的節能環保事業得到了社會各界的認可，被云南省工信委評為云南省首批省級成長型中小企業。 2010年12月，由于公司產品質量好、技術先進，并被廣大客戶采用，被昆明市人民政府評為“云南省八強太陽能企業”。
　  2010年12月，由住房和城鄉建設部雜志社和全國高科技建筑建材產業化委員會相關專家審核之后認為，昆明金利世熱力設備有限公司，無論是其提供的“金利馬”系列節能產品，還是具體實施的工程項目，在可再生能源建筑應用領域發揮相當的作用，具有典型示范性強、適合在全國范圍推廣等特點。一致通過公司成為全國30家“中國可再生能源建筑應用重點推薦企業”我公司也是云南省唯一入選企業。
　  公司現有員工156人，有專業職稱68人，占員工總數43%，其中高級職稱4人，中級職稱38人，初級職稱26人。95%的員工為中青年，學歷：本科及以上68人，大專20人。公司創新人才選拔機制，由在節能行業中有突出成績的工作人員擔任公司主要領導，從而為公司未來的穩定發展奠定了堅實的基礎。
　  
　  
　  第二部分 成果內涵和具體實施方案
　  隨著國家西部大開發戰略的實施，特別是胡錦濤總書記提出“橋頭堡”戰略以來，云南省提出建設綠色經濟強省，充分利用區位優勢，把節能環保產業開發作為重點，促進云南經濟又快又好的發展。
　  今年作為“橋頭堡”戰略中長期（十年）規劃的第一年，加之云南及其面向的東南亞地區可再生能源十分豐富，特別是太陽能資源，如果能充分利用，將極大的緩解能源帶來的壓力，促進經濟的快速發展。
　  目前，環境和能源問題已是當今全世界各國關注的焦點，近幾年，隨著我國經濟建設的飛速發展，我國能源供需極度緊張，很多省市拉閘限電，進口原油增加，能源約束矛盾更加突出。重多的人口，相對貧乏的資源、落后的基礎（經濟的、資金的、國際貿易的），面對全球經濟一體化的激烈競爭，巨大的能源和環境壓力使我們面臨嚴峻的挑戰。在這危機時刻國務院及時提出一項重大戰略任務：在全國上下建立“高效節能環保社會，建立循環經濟”。要想達到人與人、人與自然、人與經濟及社會的和諧發展，中國當代節能環保的重要性比任何國家都緊要，我們深刻的認識到節能環保已關系到中華民族的復興、人類的生存和發展。
　  國家節能中長期規劃提出四個方面的目標：一是宏觀節能量指標。到2010年每萬元GDP（1990年不變價，下同）能耗由2002年的2.68噸標準煤下降到2.25噸標準煤，2003—2010年年均節能率為2.2%，形成的節能能力為4億噸標準煤。2020年每萬元GDP能耗下降到1.54噸標準煤，2003—2020年年均節能率為3%，形成的節能能力為14億噸標準煤，相當于同期規劃新增能源生產總量12.6億噸標準煤的111%，相當于減少二氧化硫排放2100萬噸。二是主要產品（工作量）單位能耗指標。2010年總體達到或接近20世紀90年代初期國際先進水平，其中大中型企業達到本世紀初國際先進水平；2020年達到或接近國際先進水平。三是主要耗能設備能效指標。2010年新增主要耗能設備能源效率達到或接近國際先進水平，部分汽車、電動機、家用電器等達到國際領先水平。四是宏觀管理目標。2010年初步建立與社會主義市場經濟體制相適應的比較完善的節能法規標準體系、政策支持體系、監督管理體系、技術服務體系。
　  為響應黨和國家節能減排的號召，昆明金利馬熱力設備有限公司及時組織成立了項目攻關組，投入大量的人力物力開發各種節能效果好的新型節能產品。項目組研究開發的高效節能環保冷熱源能量復合系統，可替代燃煤、燃油、燃氣鍋爐及熱水器的高效可再生能源環保設備和熱水裝置，與傳統太陽能相比，高效節能環保冷熱源能量復合系統不僅可吸收空氣中的熱量，還可直接吸收太陽能量，通過制冷劑溫差吸熱和壓縮機壓縮制熱后，與水換熱，大大提高熱效率，實現了對可再生能源的充分利用，是將電熱水器和太陽能熱水器的各自優點完美結合于一體的新型熱水器，是開拓和利用可再生能源最好的設備之一，很適應當前國家提倡的循環經濟發展的道路。“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統既是對可再生能源的開發利用，又是真正意義上的環保產品。公司已開發生產的直式太陽能熱泵利用系統，已獲得國家專利，這是“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統下的一個產品。這種系統裝置對太陽能的利用更加充分、高效，并克服了傳統太陽能熱水器和空氣源熱泵熱水器的不足，被譽為“太空熱水器”。已通過省節能監測中心嚴格檢測，確定為利用可再生能源的高效節能環保新型產品，是電鍋爐、燃煤鍋爐、燃氣鍋爐以及燃油鍋爐及熱水器理想的替代品，其使用范圍廣闊，必然為全球經濟發展節約能源，為我國、云南省循環經濟和又快又好的發展做出更大的貢獻。
　  第一節 產品技術創新介紹
　  
　  一、“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統概述
　  “金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統是將太陽能熱水器儲水箱與空氣源熱泵冷凝器結合成一體，在立式或臥式水箱內安裝熱交換裝置并與熱泵工質循環管路連通。它主要由太陽能集熱器、蒸發器、壓縮機、冷凝器、熱力膨脹閥、儲水箱等部件組成。在晴天，由太陽能真空管集熱器或平板集熱器吸收太陽輻射能，用微循環方式直接加熱儲水箱內的冷水。當自動控制裝置探測到太陽能水箱內的水溫達不到設定值時，熱泵開始工作并通過混合工質與水箱內的水進行熱交換，最終保持水溫穩定。熱泵的工作原理是把環境介質中貯存的能量在蒸發器中加以吸收而蒸發，蒸發后的制冷劑被壓縮機吸入并壓縮成高溫高壓的氣體，然后被排入設置在太陽能儲熱水箱底部的冷凝器中放熱。制冷劑蒸氣通過工質循環系統內，與水進行對流換熱而得到冷凝，同時水得熱而升溫。冷凝器的工質經膨脹閥或毛細管節流又重新流入蒸發器中，由此完成一次工作循環。陰天或夜間，熱泵蒸發器通過吸收環境大氣中的低品位熱源，保障熱泵正常工作，從而可以全天候的產生熱水。
　  “金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統與常規太陽能熱水器不同，它將太陽能熱利用技術與熱泵技術以互利的形式結合起來，通過消耗少量的電能，將周圍環境中的大量低品位能源（太陽能、空氣等）利用起來，經熱泵壓縮機壓縮變為高品位能源。太陽能與熱泵聯合應用裝置現在大多是單一的熱水器，其只能解決生活衛生熱水的需要。而我公司開發的“金利馬” 高效節能環保冷熱源能量復合系統不僅可解決生活衛生熱水的需要，同時可作為空調制冷和地板采暖的能量來源，不僅提高了這種先進裝置的利用效率，而且更降低了人民生活水平提高對能源的直接需求。而且彌補了常規太陽能或單一熱泵產品的不足，具有全天候性，耐候性等諸多優點，既適用于家庭供暖、制冷和熱水供給，又可適用于集中供暖供熱系統，是一種新型的最節能的環保型供暖供熱制冷裝置。
　  二、“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統技術原理
　  “金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統一般是指利用太陽能作為蒸發器熱源的熱泵系統，區別于以太陽能光電或熱能發電驅動的熱泵機組。它把熱泵技術和太陽能熱利用技術有機的結合起來，可同時提高太陽能集熱器效率和熱泵系統性能。集熱器吸收的熱量作為熱泵的低溫熱源，在陰雨天，直膨式太空能轉變為空氣源熱泵，非直膨式太空能作為加熱系統的輔助熱源。因此，它可全天候工作，提供熱水或熱量。 
　  （一）“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統的分類 
　  “金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統根據太陽集熱器與熱泵蒸發器的組合形式，可分為兩大類：直膨式（direct-expansion solar assisted heat pump，DX-SAHP）和非直膨式。 
　  在直膨式系統中，太陽集熱器與熱泵蒸發器合二為一，即制冷工質直接在太陽集熱器中吸收太陽輻射能而得到蒸發。在非直膨式系統中，太陽集熱器與熱泵蒸發器分立，通過集熱介質（一般采用水、空氣、防凍溶液）在集熱器中吸收太陽能，并在蒸發器中將熱量傳遞給制冷劑，或者直接通過換熱器將熱量傳遞給需要預熱的空氣或水。根據太陽能集熱環路與熱泵循環的連接形式，非直膨式系統又可進一步分為串聯式、并聯式和雙熱源式。串聯式是指集熱環路與熱泵循環通過蒸發器加以串聯、蒸發器的熱源全部來自于太陽能集熱環路吸收的熱量；并聯式是指太陽能集熱環路與熱泵循環彼此獨立，前者一般用于預熱后者的加熱對象，或者后者作為前者的輔助熱源；雙熱源式與串聯式基本相同，只是蒸發器可同時利用包括太陽能在內的兩種低溫熱源。
　  
　  三、“金利馬”高效節能環保冷熱源能量復合系統的主要特點
　  作為新型產品，國家目前并沒有針對高效節能環保冷熱源能量復合系統的國家標準與行業標準。在有關標準出臺之前，太陽能利用領域已經存在著有關太陽能熱利用與熱泵的行業有關規范，本產品既適用太陽能熱規范也適用熱泵利用行業技術規范。
　  （一）在技術方面, 本項目具有如下的技術先進特征: 
　  （1）符合國家有關太陽能熱利用標準和熱泵行業技術標準；
　  （2）有關節能指標優于普通的太陽能熱水器或熱泵熱水器、空調等有關規范要求；
　  （3）該項目實現了太陽能與空氣源熱泵的整合，并且在節能指標方面做到領先。
　  （二）本項目高效節能環保冷熱源能量復合系統裝置的主要技術指標
　  1、主要特點
　  （1）高效節能
　  與傳統太陽能帶電輔助加熱相比節電76％； 
　  與電熱水器相比節電93.4％；
　  與燃氣熱水器相經節約費用92.9％；
　  與熱泵熱水器相比節電72.6％。
　  
　  （2）安全環保 
　  真空管采用高硼硅特種玻璃，吸熱效率高達95％以上；平板集熱器采用鎳銅合金制作，吸熱效率達到96%；無論采用真空管還是平板，溫度最高可達70℃。 
　  儲熱水箱內完全沒有電加熱，杜絕漏電事故發生；
　  完全沒有燃料泄漏引起中毒，爆炸等危險；
　  完全無任何有毒有害氣體排放。
　  （3）智能全自動運行
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統裝置由微電腦控制全自動運行，穩定性好；采用頂水法取用熱水,可靠性強；
　  全天候24小時供熱水，有效地解決了傳統太陽能只有晚上才有熱水和水量不足的缺點。
　  （4）安裝方便
　  體積小巧、安裝在樓面空地、天臺等處。戶用型占地面積僅2～3平方；
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統裝置常壓運行，產品安全耐用。
　  2、八大優點
　  （1）高效節能 
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統在有太陽光照時，優先利用太陽能；在太陽光照不足時，輔助加熱利用空氣源熱泵輸出熱能，輸入電能比(COP)平均達到4～8之間，與普通的太陽能熱水器加入電熱捧相比，熱泵太陽能熱水器節電3／4，與單一空氣源熱泵相比，高效節能環保冷熱源能量復合系統節電75％以上。
　  （2）安全可靠
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統完全沒有電加熱，水電徹底分離，從根本上杜絕了普通太陽能熱水器電加熱漏電事故。高效節能環保冷熱源能量復合系統與其它冷、熱源比較，沒有燃料泄露引起火災、爆炸、一氧化碳中毒等隱患。
　  （3）綠色環保
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統無任何有毒有害氣體排放、無溫室氣體、酸雨氣體排放、無廢熱污染。
　  （4）使用方便
　  高效節能環保冷熱源能量復合系統全天候24小時供應熱水，有效地解決了普通太陽能只有晚上才有熱水和用水量不足的缺點。同時復合系統可以為用戶提供空調制冷、空氣除濕、地板采暖、暖風及生活衛生熱水等各種冷、熱能源需求。
　  （5）操作簡單