项目简介相变储能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量的存储和释放的储能材料，一般有固- 液、液-气和固- 固相变三种形式。目前固- 液相变储能材料的研究和应用最为广泛，其工作原理为：当环境温度高于相变温度时，材料由固态转变为液态并吸收热量；而当环境温度低于相变点时，材料由液态转变为固态释放热量，从而维持环境温度在适宜水平。在相变过程中材料吸收或释放的热量，是材料单一相态温度变化时吸收或释放热量的几十倍甚至几百倍。相变储能材料储能原理应用范围 相变储能材料响应温度变化所吸收和释放的是热能，在能源高效利用和节能保温领域有着重要的应用价值。如在建筑节能、太阳能利用、电力调峰、可再生能源消纳、工业余热回收、纺织品、冷链运输、医疗健康等方面拥有广阔的市场前景。项目阶段目前主要的有机相变储能材料产品来源于石油工业的副产物，具有毒性，同时因其不会被生物降解，所以会持续产生污染。研发团队以国家“973”计划—“节能领域纳米材料机敏特性关键科学问题研究”课题的研究成果为基础，制备出基于天然可再生油脂的相变储能材料，具有绿色无毒、可降解、储能密度高等优点。通过对相变储能材料进行功能化处理，使其进一步具备了高光热转换效率及良好的储热特性，可高效利用太阳能及环境余热。知识产权已申请相关专利。调配出的不同温度的相变材料合作方式1. 可根据实际情况研制具有不同相变温度的相变储能材料，满足各类需求。2. 完成建筑用相变储能材料产品的中试生产，实现了相变储能产品的规模化制备，如相变储能地板产品、相变储能板材产品、相变储能粉体（60-80 目）与颗粒产品（5-8mm）等。其中，地板和板材产品可用于室内装修，粉体和颗粒产品可作为其他建材，如涂料、砂浆、水泥、混凝土等的添加物。3. 将制备的相变储能板材应用于实际建筑中，取得了很好的控温节能效果：在北京冬季时，白天室内最多可少升温6-7℃，且温度峰值延后近2 小时；夜晚温度降低时间最多可延迟近6 小时（以降至18℃为限），有效减小了室内温度波动，并减少约18% 的采暖电能能耗。4. 研制了一套相变蓄热供暖系统，该系统可将谷电期间的电能转化为热能并存储于相变储能材料内，在非谷电期间则利用所存储的热能实现用户供暖。该系统有助于电力系统的蓄热调峰，也可有效降低终端用户的采暖成本，同时还具有体积小、效率高、节能环保、无噪音、使用寿命长等优点。该系统实际的供暖试验结果表明，峰电期间仅利用存储的热量进行供暖，可使用户室内平均温度达到20℃，与市政集中供暖相比，采暖费用可降低约20%。

本发明多级偏块振动电机涉及一种具有特殊惯性激振能力的振动电机，属于振动利用工程技术领域。 包括定子部分、转子部分和多级偏块组件；定子部分由定子铁心、定子绕组、轴承座和机壳组成；转子部 分由转子轴、转子铁心、转子绕组所组成，转子绕组装在转子铁心上，转子铁心套在转子轴上，转子轴通 过轴承A装在轴承座内，轴承座两侧分别装有内压盖、外压盖，在转子轴两端分别装有多级偏块组件；所 述多级偏块组件由多个偏块通过偏块轴进行串接构成，在一级轴即转子轴左右两端一般对称分布，级数应 为k≥2，所述多级偏块组件包括主偏块、副偏块、多级偏块、多级偏块轴和多级轴承，主偏块和副偏块固定安装在转子轴端部。

1、成果简介 调制（又称锁相，Lock-in）红外热像 (热波)无损检测设备以频率可调的简谐波或阶跃函数方式对检测对象进行连续光热激励，以红外热像的相位、幅值等信息检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和多层胶接结构内部缺陷检测的可视化检测设备。与脉冲热像法相比检测设备简单、检测深度更深，但检测时间较长。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱粘；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓等。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 加热功率：1000～4000W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：20-300s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如航空、航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击损伤，蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水，铝蒙皮和金属板背面的腐蚀，热障涂层的内部脱粘、裂纹，固体发动机绝热层和包覆层脱粘。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析 该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

1、成果简介 脉冲红外热像（热波）无损检测设备以闪光灯为热激励源，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和金属板壳结构内部缺陷检测的可视化、数字化、定量化的检测设备。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击缺陷；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱胶；铝蒙皮和金属板背面的腐蚀；热障涂层的内部脱粘、厚度不均；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 脉冲能量：3000～6000J； 图像分辨率：320*240～640*480； 检测时间：10～20s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如航空、航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击损伤，蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水，铝蒙皮和金属板背面的腐蚀，热障涂层的内部脱粘、裂纹，固体发动机绝热层和包覆层脱粘。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析 该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

相变储能材料技术是近年来蓄能领域和新材料领域新兴的研究热点，该 技术对建筑节能、解决能源紧张有着重要的应用价值。相变储能技术在建筑 中有着广泛的应用，对于太阳能供热系统，由于太阳能具有间断性与能量密 度低的特点，不能连续稳定的提供热量，限制了太阳能的大面积使用，为了 蓄存不稳定的太阳能，常以蓄热水箱为蓄热设备，水为蓄热介质来维持系统 稳定运行，从而使得蓄热水箱需要放置在一个特定的房间中，占用了宝贵的 建筑面积。本成果所涉及的模块化相变箱及其构成的相变蓄能系统，其通过 采用设置多个独立腔体的技术能同时实现蓄热和末端供热的目的，同时，在 达到同样存储热量的情况下能减少传统蓄热水箱体积，还能增大蓄热水箱运 行时长，减少辅助能源设备能耗；水箱中所用相变材料相变潜热大，在相变 温度附近蓄放热温度稳定，采用封装成板片形式的技术放置于普通蓄热水箱 中，将时间和空间上分布不均不稳定的太阳能转化成稳定的热能储存在相变材 料中，可以有效增大太阳能能源利用率。 太阳能通风烟囱(Solar Chimney, SC)作为世界上最丰富、最具发展潜力 的能源资源一太阳能的被动利用技术之一，因其具有降低建筑通风与空调能耗、 改善室内空气品质及能源资源可再生等优点而广泛应用于生态建筑设计中， 是生态与节能建筑研究中的一个热点。但是传统太阳能烟囱一直存在着蓄热 能力差、工作不稳定的缺点，在没有太阳辐射的时段无法运行。本团队成果 创新点在于将相变材料与传统太阳能烟囱相耦合，相变材料是替代传统蓄热 介质的最佳选项，与显热蓄能相比，相变蓄热是种潜热蓄能模式，具有蓄能 密度高，体积小，温度变化小，相变温度选择范围宽，易于控制等优点。相 变材料耦合太阳能烟囱可以有效提高烟囱本身的蓄热能力，将多余的太阳能 贮存起来，在没有太阳辐射时使用，从而有效延长了太阳能烟囱的工作时间。 市场及经济效益分析： 在自然通风领域，目前节能设计中由于太阳能等可再生能源在时间和强 度等方面的间歇性和不稳定性，导致当前面临最大的挑战就是满足建筑的热 舒适性，传统太阳能烟囱利用普通围护结构或金属板作为蓄热介质，蓄热方 式是显热蓄热，墙体表面温度是随着太阳辐射强度的变化而变化的，墙体温 度的变化极容易引起通风量变化或人体热不舒适感。另外，烟囱蓄热墙的蓄 热能力差，在多云天气或夜间，太阳能烟囱工作效能很差或不能工作，这极 大地限制了太阳能烟囱的实际应用。同时，相比于市场常见的机械通风技术, 其能达到良好的通风效果，但是需要复杂的通风设备和动力设备，结构复杂， 而以相变太阳能烟囱为代表的自然通风技术低能耗，结构简单，仅需经过合 理布置房间的门窗位置即可形成有组织的自然风，尤其在过度季节和气候温和 地区具有广阔的应用前景。团队介绍： 本研究团队拥有一批由教授、副教授、青年教师、博士和硕士组成的高 层次科研人员及先进的科研设备，在相变传热理论和数值模拟分析等方面均 具有扎实的基础，人员组成结构合理，团队成员大都有丰富的现场实测经验 及实验室研究的工作经历。研究团队的主要研究人员卢军教授主持完成了国 家自然科学基金项目“山地城镇室外热环境预测与评价”，作为专题负责人完 成了国家科技攻关项目“长江流域住宅节能理论与策略研究"，主研完成了国 家十一五科技支撑计划子课题“城镇热岛效应机理和模拟技术研究”以及数 十项建筑可再生能源利用科研课题和工程方案的可行性研究，具有坚实的理 论基础和丰富的实验工作经验，目前正在主持完成国家自然科学基金项目“高 海拔寒冷地区室内热环境质量及调控机理研究"的研究工作。卢军教授在相 变材料在建筑领域应用研究方面有较多的工作积累，尤其是相变蓄能水箱与被 动式自然通风技术等方面取得了丰富成果，发表多篇学术论文，为团队发展提供 相关研究建议和指导。

工业企业有很多高温过程，生产过程完成后剩余大量的废热，如果加以回收利用，生产成本会大幅度下降。许多大型工业企业在生产过程设计或系统优化时已经考虑了生产废热的回收利用，但还有企业没有考虑废热的回收。随着废热回收技术的发展，原来被认为不能回收或不值得回收的热量已经可以经济地回收利用。 冶金生产可以回收的废热可能有以下几个方面：高炉、加热炉、炼焦和自备电厂等，其他工业过程包括玻璃、陶瓷等热加工过程的炉窑、石油炼制过程废液。 北京科技大学的废热回收采用先进的无机传热元件将废热从废热介质中提取出来，然后倾注到废热回收介质中生产热水或蒸汽。   无机传热元件有以下特点： 传热能力强：热量在传热元件中以驻波形式传递，元件最远端具有最高的传热能力。 工作工质安全：根据在斯坦佛大学的测试，工质的辐射特性欲金属相同，对动物眼睛(兔)没有刺激作用；对老鼠进行强制灌食没有发现对笑消化系统的不良影响。 工作寿命长：传热元件内部有3层工作膜，靠近金属管壁的一层将工质隔离开来，实现致密保护，避免了金属的腐蚀。 由无机传热元件组成的环热装置具有功率大、体积小、操作简单和免维护等优点。废热回收装置直接安装在烟道或流体通道上，通常之在高度上有少量的提高。 一般废热介质（液态和气态）只要温度高于200℃就可以用来生产蒸汽，而温度在150℃～200℃之间 可以用来生产生活用热，低于150℃的热量虽然也能回收利用，但考虑到烟气中的腐蚀性气体会结露造成设备的腐蚀破坏，通常就不再回收利用。◆经济效益及市场分析 北京科技大学的无机传热传热技术已经在多种工业场合应用，在冶金企业中，已经在加热炉上应用，如坯材车间、轧钢车间等。按照经济效益分析，通常理论投资回收期在0.3年，考虑生产随市场波动等因素，实际工程的投资回收基本上不超过5个月。 以一台30000Nm3/h烟气量的废热回收装置为例。2003年11月签订合同后，装置加工40天完成，建筑安装15天完成，一次试车成功，运行半年节约燃料煤1500t，当地煤价格450元，此项节省67.5万元，生产蒸汽6570t，蒸汽价格90元/t，价值59.13万元。实际项目投资回收期不足3个月。 火力发电厂锅炉的排烟温度只要超过150℃就有回收价值。按照电站锅炉的经验数据，排烟温度每降低30℃，锅炉效率可能提高2％。而这2％的锅炉效率，对于一台300MW发电锅炉将意味着每年千万元的燃料费。如果是燃煤锅炉，还会因为降低煤耗而减轻锅炉磨损，延长锅炉寿命。

本项目以甘蔗植物水与蔗糖为目标物质，开发了多级膜并行联产甘蔗植物水与蔗糖的技术，创建了“水-糖”联产的甘蔗加工新模式，不仅实现甘蔗食糖绿色加工，更重要的是率先实现了甘蔗植物水商品化利用。 一、项目分类 促成重大科技创新突破的关键性、标志性事件或人物 二、成果简介 本项目以甘蔗植物水与蔗糖为目标物质，开发了多级膜并行联产甘蔗植物水与蔗糖的技术，创建了“水-糖”联产的甘蔗加工新模式，不仅实现甘蔗食糖绿色加工，更重要的是率先实现了甘蔗植物水商品化利用，改变世界上甘蔗制糖只以蔗糖为目标物质、甘蔗植物水只能作为废水排放的现状，引领世界甘蔗糖业绿色低碳发展和升级转型，为我国制糖产业创造直接产值超过百亿元的经济增长点，从根本上改变我国甘蔗产业长期亏损或微利发展局面，显著推动甘蔗糖业可持续发展，确保我国国家战略物质食糖的供给安全。此外，甘蔗汁“零”添加生产工艺，也为甘蔗汁多元高值化产品与大健康产品的生产，如甘蔗啤酒、甘蔗保健醋、生态功能糖等创造可能，促进甘蔗糖业产业链拓展和延伸，显著提升产业市场竞争力。 技术为广西大学独家拥有，目前已获2件发明专利保护（一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的方法，ZL201510205328.1；一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，ZL201510206613.5）。同时在本技术的前后端生产环节或产品，如甘蔗（浓缩）汁高值化利用、功能糖生产等还获得14件专利技术保护，已形成有效技术壁垒。

我们在国家自然科学基金、上海市青年科技启明星计划和上海市纳米技术专项等资 助下研制开发的纳米石墨相变储能材料具有储能密度高、导热换热效果优异、安全稳定、 阻燃和环境友好等优点。 技术指标：与现有的相变储能材料相比，纳米石墨基相变储能材料的导热系数提高 1～2 个数量级，相变温度在-40～+70°C 之间连续可调，储能密度可达 150～250J/g 左右， 经 1000 次循环后，性能劣化小于 5％。

1、成果简介 超声振动红外热像（热波）无损检测设备以超声激振被检测对象，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于任何固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测的可视化检测设备。主要检测对象有：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 最大激振功率：50-2600W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：5s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹、脱粘，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。