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發(fā)明公開了一種相變蓄冷裝置，包括蓄冷模塊和外循環(huán)模塊，所述外循環(huán)模塊包括空調(diào)負(fù)荷，冷水機(jī)組、水泵、穩(wěn)壓閥和止回閥；所述蓄冷模塊包括外殼、蓄冷槽、入水口、出水口、集水槽、共晶鹽相變材料和三維網(wǎng)狀流道；所述入水口和出水口設(shè)置在所述外殼上，所述蓄冷槽設(shè)置在所述外殼內(nèi)，在所述蓄冷槽的兩側(cè)設(shè)置所述集水槽，所述三維網(wǎng)狀流道配置在所述蓄冷槽內(nèi)，所述蓄冷槽內(nèi)非所述三維網(wǎng)狀流道空間填充所述共晶鹽相變材料。本發(fā)明既可以進(jìn)行電力的移峰填谷從而保障電網(wǎng)安全、提高發(fā)電和輸變電設(shè)備的效率并且有效利用了有限資源，同時(shí)降低了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，很好地實(shí)現(xiàn)了間歇性工作。

目前我國很多地方都已經(jīng)用上了大型的冰蓄冷空調(diào)，但它們都是用在大型的建筑物內(nèi)。而小型的、家用的蓄能空調(diào)卻遲遲未出現(xiàn)。我校研制了一種小型蓄能空調(diào)機(jī)，提出了一種新穎的蓄能制冷循環(huán)，已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)（專利號：ZL200410041383.3）。并得到國家863計(jì)劃支持。同時(shí)研制了一種空調(diào)用相變蓄能材料，其相變溫度與空調(diào)工況相吻合，相變潛熱較高，無過冷和相分離現(xiàn)象，無毒、無腐蝕性，性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。可克服水蓄冷系統(tǒng)蓄冷密度低和冰蓄冷系統(tǒng)蓄冷溫度低的缺點(diǎn)，提高了蓄能空調(diào)系統(tǒng)的蓄能量和蓄能效率，減小了蓄能

項(xiàng)目簡介： 近年來隨著電商發(fā)展，冷鏈物流行業(yè)發(fā)展迅猛。但是和冷鏈物流 相配套的相關(guān)材料和裝備發(fā)展嚴(yán)重滯后。本項(xiàng)目利用食品級原料研制 了一系列冷流物流配套的相變蓄冷劑及其產(chǎn)品蓄冷軟包材、蓄冷包、 蓄冷板等，已經(jīng)在天津天樂研究院（南開大學(xué)津南研究院）試生產(chǎn)， 產(chǎn)品得到了冷鏈物流行業(yè)內(nèi)高度關(guān)注。 技術(shù)特點(diǎn)：冷鏈物流蓄冷劑及其蓄冷軟包材等產(chǎn)品采用食品級原 料，一系列配方，無毒、無害、無污染、可循環(huán)多次使用。 進(jìn)一步的研究集中在蓄冷劑的原材料研究，提高配方蓄冷劑的相 變潛熱、降低成本，優(yōu)化生產(chǎn)工藝等方面。 該項(xiàng)目于 2015 年 7 月在南開大學(xué)津南研究院注冊成立天津冰利 蓄冷科技有限公司。目前，公司通過了 ISO9001:2015 質(zhì)量管理體系 認(rèn)證、ISO14001:2015 環(huán)境管理體系認(rèn)證、SGS 產(chǎn)品菌群和毒性檢測、DGM 航空運(yùn)輸條件鑒定，從配方到生產(chǎn)工藝到生產(chǎn)設(shè)備均有專利保 護(hù)。 公司目前年產(chǎn)食品冷鏈蓄冷劑 1.5 萬噸，擁有自動化制劑生產(chǎn)線 一條、自動化冰利膜灌裝生產(chǎn)線四條以及自動化冰利包生產(chǎn)線兩條。 已與阿里巴巴集團(tuán)盒馬鮮生、大潤發(fā)集團(tuán)、順豐集團(tuán)、復(fù)華集團(tuán)簽訂 了長期供貨協(xié)議。 所需條件支持：本項(xiàng)目擬在長三角地區(qū)建立分廠，需要廠房及資 金支持。 

能源與環(huán)境是全世界面臨的緊迫課題，中國是目前世界上第一大能源消費(fèi)國，其中供暖能耗約占能源總消耗的 1/4。目前城市供熱方式存在下列問題：供暖平均能耗高、難以按需供熱和分戶計(jì)量、熱效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、設(shè)備原料等必須占用一定土地。另外，我國電力峰谷差加大的問題也越來越嚴(yán)重，已成為我國電力生產(chǎn)供應(yīng)的突出矛盾，具體表現(xiàn)在夜間至清晨谷段負(fù)荷率低，而高峰時(shí)段電力供應(yīng)不足，造成電廠不能均衡發(fā)電，白天經(jīng)常拉閘限電，夜間有電送不出，電網(wǎng)不能在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行。低谷電蓄能供熱技術(shù)與裝備把谷電蓄能技術(shù)與供熱需求合理結(jié)合，形成一種非常有潛力的技術(shù)需求。作為一種供熱技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)在夜間將廉價(jià)谷電轉(zhuǎn)換為熱量進(jìn)行有效的高密度儲存；在白天的峰電或平電期，有控制地將熱量按需取出，對外進(jìn)行供暖。本技術(shù)采用模塊化設(shè)計(jì)，規(guī)模可小到用于一個(gè)房間，也可大到用于一個(gè)小區(qū)，裝備放置使用空間少、維護(hù)方便；由于采用模塊化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可大大降低制造成本；設(shè)備運(yùn)行完全自動控制，無需人員值守，自動化程度高；管網(wǎng)距離短(無外網(wǎng))，能源損耗低；室內(nèi)采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，供熱強(qiáng)度大，并可實(shí)現(xiàn)供熱量的分戶計(jì)量。采用低谷電蓄能供熱技術(shù)與裝備，降低取暖成本，用戶支持；運(yùn)行成本低、維護(hù)檢修簡便，物業(yè)部門支持；實(shí)現(xiàn)非規(guī)模建設(shè)，開發(fā)商支持；推行各小區(qū)單獨(dú)供暖，縮短供熱管網(wǎng)的長度，降低供熱管網(wǎng)的損耗，節(jié)能降耗，供熱部門支持；采用清潔供暖方式，對環(huán)境無污染，城市環(huán)保部門支持；平衡電網(wǎng)負(fù)荷、降低供電成本，供電部門支持；降低對發(fā)電廠負(fù)荷調(diào)節(jié)的要求，提高發(fā)電效率和設(shè)備運(yùn)行的安全性，發(fā)電部門支持。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經(jīng)典馮·諾依曼計(jì)算架構(gòu)下數(shù)據(jù)存儲與處理是分離的，存儲器與處理器之間通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在面向大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用場景中，這種計(jì)算架構(gòu)已成為高性能低功耗計(jì)算系統(tǒng)的主要瓶頸之一：數(shù)據(jù)總線的有限帶寬嚴(yán)重制約了處理器的性能與效率，且存儲器與處理器之間存在嚴(yán)重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統(tǒng)把傳統(tǒng)以計(jì)算為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為中心的架構(gòu)，其直接利用阻變器件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與處理，通過將器件組織成為交叉陣列形式，實(shí)現(xiàn)存算一體的矩陣向量乘計(jì)算。憶阻器存算一體系統(tǒng)可以避免數(shù)據(jù)在存儲和計(jì)算中反復(fù)搬移帶來的時(shí)間和能量開銷，消除了傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)中的“存儲墻”與“功耗墻”問題，可以高效、并行的完成基礎(chǔ)的矩陣向量乘計(jì)算，未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應(yīng)用的核心技術(shù)。 清華大學(xué)吳華強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了材料與器件、電路設(shè)計(jì)、架構(gòu)和算法的軟硬件協(xié)同等多方面原始創(chuàng)新，解決了系統(tǒng)精度損失等被廣泛關(guān)注的難題： 材料與器件創(chuàng)新。科研團(tuán)隊(duì)選擇了電學(xué)特性穩(wěn)定的二氧化鉿作為憶阻層核心材料，提出了通過插入少量氧化鋁層來固定離子分布、抑制晶粒間界形成的新理論，提出了引入熱增強(qiáng)層的新原理器件結(jié)構(gòu)，成功抑制了憶阻器非理想特性的產(chǎn)生。 電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新。開發(fā)了一套憶阻器與晶體管的混合電路設(shè)計(jì)方法，提出“差分電阻”設(shè)計(jì)思想，采取源線電流鏡限流設(shè)計(jì)，抑制了憶阻器電路中可能產(chǎn)生的各種計(jì)算誤差。 算法創(chuàng)新。提出了混合訓(xùn)練算法，僅用小數(shù)據(jù)量訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并只更新最后一層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，即可將存算一體硬件系統(tǒng)的計(jì)算精度達(dá)到與軟件理論值相同的水平。 “技術(shù)鏈”創(chuàng)新。從“單點(diǎn)技術(shù)突破”拓展到“技術(shù)鏈突破”，開發(fā)了針對憶阻器存算一體芯片的電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）工具，打通了從電路模塊設(shè)計(jì)到系統(tǒng)綜合再到芯片驗(yàn)證的設(shè)計(jì)全流程。 上述理論和方法發(fā)表于《自然》《自然·納米技術(shù)》《自然·通訊》等國際頂級期刊，以及被譽(yù)為“集成電路奧林匹克”的“國際固態(tài)電路大會”等頂級學(xué)術(shù)會議。研究成果被“國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖”和30多部綜述文章長篇幅引用。團(tuán)隊(duì)已在該研究方向申請國內(nèi)外專利72項(xiàng)，其中30項(xiàng)已獲得授權(quán)，知識產(chǎn)權(quán)完全自主可控。 團(tuán)隊(duì)已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統(tǒng)，集成了8個(gè)憶阻器陣列和完整的外圍控制電路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了計(jì)算設(shè)備的算力。全系統(tǒng)的計(jì)算能效比當(dāng)前主流的人工智能計(jì)算平臺——圖形處理器（GPU）高兩個(gè)數(shù)量級。團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片，在MNIST數(shù)據(jù)集上計(jì)算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產(chǎn)品近20倍，能效有近千倍的優(yōu)勢。

項(xiàng)目成果/簡介:隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。

隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活品質(zhì)的提高，用電負(fù)荷峰谷差不斷增大。開發(fā)利用低谷電技術(shù)，對平衡電網(wǎng)負(fù)荷，提高發(fā)電效率，降低電力設(shè)施投資，降低用電成本，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)都有重要意義。 為此，我們進(jìn)行了低谷電蓄能供暖熱冷技術(shù)與裝備的研究與開發(fā)。低谷電蓄能供熱制冷技術(shù)就是將電價(jià)低廉低谷時(shí)段的電力轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行有效貯存，在需要時(shí)再將其釋放出來，對外直接供熱或通過吸收式熱泵（或制冷機(jī)）對外供熱或供冷。 將電力轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行貯存，屬于“高能低用之舉”，依熱力學(xué)第二定律是絕不能為之事，但研究結(jié)果表明，在特定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下實(shí)乃可為之舉。依此項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的低谷電蓄能供暖制冷裝置，并配以先進(jìn)的控制技術(shù)，使之在投資經(jīng)濟(jì)性上超過了燃煤、燃油或燃天然氣鍋爐；在運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上超過燃油和燃天然氣鍋爐；在土地占用、自動化控制程度、運(yùn)行安全性、應(yīng)用的靈活性、環(huán)保效益等方面都顯示出了極強(qiáng)的競爭力。 適用于居民小區(qū)或單個(gè)建筑的低谷電供暖制冷設(shè)備與裝置；適用于居民小區(qū)、單個(gè)建筑、單個(gè)公寓或單個(gè)房間供暖供熱的不同規(guī)格和形式的設(shè)備與裝置。

本項(xiàng)目開發(fā)一種蓄放冷能力強(qiáng)、使用壽命長的新型蓄冷材料。 我國電力供求的不匹配導(dǎo)致了電網(wǎng)的負(fù)荷存在峰谷，這體現(xiàn)在夏季用電高峰時(shí)段電力供應(yīng)不足，以及晚上發(fā)電無處可供。2010 年 10 月 25 日北京用電峰谷差更是達(dá)到 10:1 保供難度較大。此外，冰箱的使用也加大了電網(wǎng)供電的峰谷差。截止到 2009 年中國冰箱保有量為 1.3 億臺，家用冰箱的城市普及率已經(jīng)超過 90%，農(nóng)村普及率超過 16%，家用冰箱的年用電量達(dá) 6000 億度，占居民總用電量的 25%—45%。冰箱蓄冷采用了用電低谷期積蓄冷量，用電高峰期釋放冷量的運(yùn)行方式，有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)移峰填谷， 降低電費(fèi)；延緩冰箱溫度回升時(shí)間、冰箱內(nèi)溫度的波動、冰箱壓縮機(jī)的啟動次數(shù)，節(jié)約能源，并且可以 在特殊場合使用，如偏遠(yuǎn)山（牧）區(qū)，邊防哨所，旅游景點(diǎn)等場所。

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