通過此次獲得2023年國家科技進步獎二等獎的《空氣源熱泵多品位熱能高效供應關鍵技術與應用》項目,讓外界看到了隱藏在美的集團“科技領先”戰(zhàn)略背后的長期主義,正在落地生根并持續(xù)開花結果。
“在空氣源熱泵領域,我們已經投入并布局近20年的時間,通過家用空調、樓宇科技、工業(yè)技術等橫跨多個事業(yè)部門協(xié)同合作,以及校企聯(lián)合技術攻關,從一系列原創(chuàng)技術的創(chuàng)新,到壓縮機等核心部件的突破,再到家用和商用等不同領域的整機和解決方案,實現(xiàn)在中國和歐洲等全球多個市場占比的全面領跑”。
最新發(fā)布的國家科學技術進步獎名單顯示:美的集團參與的《空氣源熱泵多品位熱能高效供應關鍵技術與應用》項目,榮獲2023年度國家科技進步獎二等獎。這不只是熱泵行業(yè)2023年度唯一獲得國家科技大獎的項目,美的也是熱泵行業(yè)唯一獲獎的企業(yè)。這也是美的集團第三次收獲國家科技進步獎。
出席國家科技大會并現(xiàn)場領獎的美的樓宇科技事業(yè)部水機產品公司總經理兼研發(fā)中心負責人駱名文在接受《中國企業(yè)報》記者采訪時坦言,長期性、持續(xù)性和系統(tǒng)性投入,才成就今天美的在空氣源熱泵技術、產品和市場上的領先地位。
近20年的持續(xù)性投入和布局
此次獲得國家科技進步獎二等獎的《空氣源熱泵多品位熱能高效供應關鍵技術與應用》項目,主要實現(xiàn)了三大技術突破:研發(fā)了從空氣環(huán)境吸熱并高效制取生活熱水的新方法、提出了基于水蒸氣壓縮的跨100度溫升的大溫升空氣源熱泵技術、發(fā)明了基于氣液混合噴射壓縮的超低溫空氣源熱泵供熱方法。
聚焦這一科技成果,共獲得授權國際專利5項、國家發(fā)明專利64項,制定國家標準5項、行業(yè)標準及規(guī)范7項,發(fā)表論文35篇。對此,駱名文告訴《中國企業(yè)報》記者,背靠美的集團獨有的“四級研發(fā)體系”組織架構與“三個一代”技術架構,聚焦空氣源熱泵這個項目共經歷三個重要發(fā)展節(jié)點的突破和成長。
第一階段是從2003年開始,中國引進空氣源熱泵技術,美的則是在2007年與美國GE(通用電氣)合作開發(fā)整體式的空氣源熱泵熱水器并返銷美國市場,實現(xiàn)了美的在這個領域的技術占位并成熟化。
第二個階段是國家2015年在北京等北方地區(qū)推行煤改電取暖政策,政府補貼居民通過空氣源熱泵產品替代燃煤鍋爐,美的在此后3年時間以空氣源熱泵產品參與并助力北方地區(qū)煤改電項目,為藍天計劃做出重要貢獻。
第三個階段就是2022年初,隨著俄烏戰(zhàn)爭引發(fā)的歐洲天然氣供應等能源危機,加速空氣源熱泵成為歐洲多國的重要采暖方式,這個時候以美的為代表的中國企業(yè)開始占據(jù)主導地位。
多年來,美的聚焦空氣源熱泵項目重點在兩個維度進行持續(xù)突破:一是,極端甚至惡劣工作環(huán)境下,讓產品運行擁有高可靠性。比如,讓空氣源熱泵的工作環(huán)境最低可以突破零下35度,最高環(huán)境溫度可以突破40度以上,適應全國各地環(huán)境溫度變化。同時,提供熱水從30度的地板采暖到50度的生活熱水,以及80度高溫熱水,甚至100度到180度的蒸汽工業(yè)用熱都可以;二是,提高產品的運行效率,滿足家用、工業(yè)多場景應用的經濟性優(yōu)勢。比如日常家庭用熱水,空氣源熱泵1度電就可以創(chuàng)造電熱水器4度電的熱水;同樣在家庭采暖應用上經濟成本也非常顯著。
產品和技術的前瞻性布局和持續(xù)性投入,最終為美的在全球空氣源熱泵市場的持續(xù)引領確定“遙遙領先”地位?!吨袊髽I(yè)報》記者獲悉,就在2024年上半年,美的在這一領域國內市場有望取得70%增長,在歐洲等海外市場也有望取得50%以上的增長。這種在市場份額高占比背景下繼續(xù)大幅度增長,正是得益于美的“厚積薄發(fā)”和“長期主義”的結果。
家用商用到全場景熱水應用
來自國際能源署(IEA)的用能統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:熱能占據(jù)終端能耗的50%,其中熱水、采暖及蒸汽供應是終端熱能的主要形式。傳統(tǒng)的燃煤、燃氣供熱碳排放高,直接電加熱的經濟成本高,太陽能供熱具有能量密度低和間歇性的缺陷。在“雙碳”戰(zhàn)略下迫切需要高效、低碳、經濟的供熱模式。
20多年的技術創(chuàng)新和市場化探索顯示:利用熱泵從空氣中高效吸熱,可以有效提升熱能品位并高效輸出,實現(xiàn)低碳供熱。《中國企業(yè)報》記者了解到,聚焦空氣源熱泵的市場化應用,美的已經形成了從單一產品、設備,到系統(tǒng)化的高品質解決方案的全面覆蓋,完成了從熱水、采暖到蒸汽的多產品線布局,實現(xiàn)了從家庭生活熱水、家庭采暖,以及農業(yè)種植、漁業(yè)養(yǎng)殖、工業(yè)印染等全場景的多用途覆蓋。
除了很多家庭的熱水、采暖場景,駱名文告訴《中國企業(yè)報》記者,包括很多大學的游泳池水加熱、宿舍供暖,衣服印染、金屬電鍍,農業(yè)的家畜養(yǎng)殖與褪毛,蔬果大棚種植,以及糧草、農產品、煙草、木材等烘干,食品的殺菌、高溫清洗等,可以說當前社會所有用熱的領域,都可以使用空氣源熱泵。
目前,美的熱泵產品實現(xiàn)中國全域市場,以及歐美等海外覆蓋,并參與多個重要基礎設施場館供熱項目建設,進駐北京大興機場采暖項目、黑龍江漠河電子五所試驗站項目、西藏那曲嘉黎縣集中供暖項目,還成為美國政府工程采購最大贏家。
同時,由美的家用空調開發(fā)的熱泵熱水器,產品COP(能效比)高達到4.73,即1份電能可以產生4.73份熱量,兼顧舒適、節(jié)能與經濟性能等多種優(yōu)勢,最終還憑借超高能效并創(chuàng)新性地提出以全年綜合能效來評定產品,為國家標準制訂提供有力參考,并為消費者帶來了顯著的經濟效益。
基于《空氣源熱泵多品位熱能高效供應關鍵技術與應用》項目的科技創(chuàng)新成果和產品、方案系統(tǒng)化布局,近年來美的實現(xiàn)了在空氣源熱泵供熱水、采暖和供工業(yè)蒸汽等供熱新技術的行業(yè)引領和應用推廣。
以長期主義夯實科技領先
近年來,聚焦“科技領先”戰(zhàn)略,基于全球化創(chuàng)新體系和平臺實現(xiàn)科技創(chuàng)新的“專業(yè)化深耕與跨產業(yè)協(xié)同”突破,這也讓美的集團科技創(chuàng)新正在各個行業(yè)步入一輪收獲期和領跑期。
作為輕工行業(yè)最高級別的科技獎項,今年發(fā)布的中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進步獎名單顯示:美的集團共有7個項目獲獎,其中2個項目獲得一等獎;工信部公布第八批國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè),美的集團旗下的威靈電機(廣東威靈電機制造有限公司)獲頒“制造業(yè)單項冠軍企業(yè)”證書;美的集團旗下廚房和熱水事業(yè)部的全屋用水“多場景健康飲用水的智能可調選擇性過濾關鍵技術及其產業(yè)化”項目獲得2024“中國膜工業(yè)協(xié)會科學技術獎”一等獎,為行業(yè)最高榮譽。
與很多企業(yè)的科技創(chuàng)新,更多是專業(yè)化的深耕不同,美的集團的科技創(chuàng)新在專業(yè)化之外還探索跨產業(yè)的協(xié)同。比如,此次斬獲國家科技進步獎的熱泵項目,就是由美的中央研究院等集團級研究平臺與樓宇科技、工業(yè)技術、家用空調等各業(yè)務板塊的研發(fā)單位協(xié)同創(chuàng)新的成果。
美的工業(yè)技術事業(yè)群GMCC美芝研發(fā)主任工程師楊國用表示,這次獲獎的項目其中一個就是原創(chuàng)發(fā)明基于氣液混合噴射壓縮的超低溫空氣源熱泵供熱方法?!耙郧皻庖夯旌蠂娚浼夹g在壓縮機行業(yè)就沒有應用先例,因為這種技術應用在壓縮機上性能很難穩(wěn)定,往往一兩百個小時就會出現(xiàn)故障甚至損壞,我們通過與日本專家溝通,他們提出三個方案也很難實現(xiàn),最終就通過材料、結構、系統(tǒng)等多個行業(yè)的自研自創(chuàng),實現(xiàn)噴射技術在壓縮機上的全面應用,壽命普通高達3000小時,甚至極端時間可以達到5000小時,最終這也保證空氣源熱泵應用打破過去在北方極寒地區(qū)的禁區(qū)”。
除了在核心部件上協(xié)同創(chuàng)新,同時在品類上美的還基于不同應用場景和領域進行協(xié)同創(chuàng)新。美的家用空調事業(yè)部家中產品經理兼平臺架構師雷俊杰透露,“在空氣源熱泵熱水器上,家用空調事業(yè)部和樓宇科技事業(yè)群,都有各自的熱泵產品布局和儲備,但家用空調很早就推出行業(yè)能效最高的空氣源熱泵熱水器,在節(jié)流技術和高效微通道換熱技術上擁有成熟的創(chuàng)新成果,通過樓宇科技的協(xié)同創(chuàng)新,就大大提升了空氣源熱泵的產品能效、經濟性和季節(jié)適應性,實現(xiàn)了相互的產品和技術支撐”。
除了空氣源熱泵技術,近年來美的集團還在積極拓展并布局下一代制冷、下一代凈味、全球最高能效、儲能等重大共性項目,全面構建全球領先的研發(fā)能力。近5年美的集團研發(fā)投入共計近600億元、全球研發(fā)人員超2.3萬名,2023年研發(fā)投入145.83億元,再創(chuàng)新高之際也堅定了企業(yè)科技驅動和引領的發(fā)展方向。
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