1．任务来源 本项目来源为申报团队已完成的国家自然科学基金项目、国家科技支撑重大项目课题、黑龙江省自然科学基金项目等国家、省部级项目： (1) 国家自然科学基金项目"严寒地区人体热适应机理及适宜的采暖温度研究"（51278142）； (2) "十一五"国家科技支撑重大项目课题"供热系统节能关键技术研究与示范"（2006BAJ01A04）； (3) 国家自然科学基金项目"大型热力网可靠性评价与事故工况优化控制"（50178024）； (4) 国家自然科学基金项目"大型热力网可靠性评价与事故工况优化调度"（50378029）； (5) 国家自然科学基金项目"城市集中供热系统突发事件预警与应急机制基础理论研究"（51208158）； (6) 黑龙江省自然科学基金项目"冷辐射环境中人体生理与心理响应的基础研究"（E201039）； (7) 黑龙江省自然科学基金项目"复杂城市供热管网结构备用与事故预警应急理论研究"（E201437）。 2．应用领域和技术原理。 本项研究适用于城镇集中供热领域。 我国北方地区冬季漫长，供暖能耗大。为了既满足人们的热舒适需求又节能降耗，本项目基于北方地区人体热舒适与热适应机理分析，研究不同供暖方式热舒适温度差异性规律，研究基于时空维度的不同供暖阶段不同功能建筑中人体热舒适与热适应规律，提出了适合北方地区气候特点和人体热适应的热舒适温度预测方法和评价模型，为实现供热系统合理设计和室温调节提供了理论依据。包括基于热舒适与热适应的时空维度的供暖舒适温度预测方法，新型供暖末端装置，多级分布式变频水泵系统的柔性调节技术和基于柔性调节的多热源联合供暖技术。从供暖热用户的热舒适需求出发，建立了基于人体热舒适需求的柔性供暖技术体系。 3. 性能指标。 本项目基于北方地区人体热舒适与热适应理论，研究了外窗冷辐射与地板辐射供暖或散热器供暖形成的不均匀热环境中人体的生理学和心理学反应的差异性，从时空维度研究了不同供暖阶段不同功能建筑人体热舒适与热适应规律，揭示了室内外气候、行为调节、生理适应和心理适应对人体热响应的作用规律，提出了基于时空维度的热舒适温度的预测方法。 研究了基于人体热舒适的室温调节控制部位，研发了毛细管辐射供暖板、毛细管自然对流散热器、翅片管强制对流散热器等供暖末端设备；研究了分布式变频水泵系统的柔性调节技术及其可靠性；建立了多热源联网供热优化调度数学模型，给出了单热源和多热源供热系统满足管网可及性的条件，建立了多台锅炉经济运行调度数学模型，建立了多台水泵同步调速运行数学模型，提出了水泵台数切换的节能控制方法。 4．与国内外同类技术比较。 本研究成果基于人体的热舒适需求，对柔性供暖技术进行系统研究，研究成果整体水平处于世界领先。所形成的设计技术成功应用于多项重大工程项目。 查新报告总体结论如下：目前国内外有关于分布式多级变频水泵系统柔性调节技术文献报道，但在国内委托单位已于2012年公开发表多级分布式水泵供热系统及其设计方法研究，早于其他公开文献的日期；提出了基于热适应性的严寒地区冬季室内不同供暖阶段热舒适温度的预测方法；研发了内部装设毛细管栅作为换热材料的重力循环供暖/冷末端设备；提出了基于柔性调节的燃气锅炉调峰多热源联合供热技术。上述技术特点，目前国内外所查文献摘要中除委托人、课题组成员、委托单位发表文献外未见相同报道。 5. 成果的创造性、先进性。 成果的创新点如下： （1）提出了热舒适评价的基准部位确定方法； （2）提出了热舒适温度的时空确定方法； （3）提出了基于热舒适的室温控制点与供暖末端技术； （4）建立了基于人体热舒适需求的柔性供暖技术体系； （5）发明了基于热舒适需求的热网柔性调节技术； （6）发明了基于热舒适需求的热源柔性调节技术。 6. 推广应用的范围以及存在的问题。 本项目研究成果已应用于国内一些重大工程项目。分布式变频水泵供热技术，已经在哈尔滨、包头、山东等地的供热系统中应用，已经写入教科书、规范中，成为集中供热、集中供冷系统一种新的设计方法。用于各地既有系统改造和新建供热系统的设计。基于人体热适应的热舒适温度预测以及柔性多热源联合供暖技术等关键技术已经应用于山东等地。2016年至2018年，应用分布式变频水泵供热系统及基于热用户需求分析的供热调度等柔性供热技术，新增利润达到3.52亿元，系统节能率15%以上，节电约5757万kWh。 本研究成果丰富和发展了热舒适与热适应理论，引导了供热行业的服务观念向保障人体热舒适与热适应的方向转变。项目研究成果对于改善北方地区人居热环境、实现节能减排、改善城市环境质量具有显著的社会效益。随着技术成果在更大范围内的推广，必将为我国建筑业带来更可观的经济效益。

哈尔滨工业大学

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