这个研究团队的“领头羊”是重庆交通大学信息科学与工程学院黄大荣教授。黄大荣是南方人,2000年他考取了辽宁大学研究生。当时家里人都很担心,北方太冷,“冬天怎么过哦”。到了辽宁,黄大荣发现担心都是多余的。这里家家户户都有暖气,室内 “温暖如春”。在北方呆了几年,每每回到湿冷的南方,黄大荣都觉得冬天太难熬了。
南方的主要供暖方式有哪些?黄大荣进行了细致的了解,我国现有的供暖方式主要有八种:区域集中供暖、分散集中供暖、分布式能源集中供暖、中央空调集中供暖、分散式家庭空调采暖、电采暖、户式燃气炉、可再生能源供暖,集中供暖模式在南方面临能源紧缺的困境,目前不太适用。后面几种供暖方式在南方最常见,但都存在着成本高、安全性能没有保障等问题。
产学研结合,每年产值3000万元
2003年9月,黄大荣进入重庆大学自动化学院攻读博士学位,并与当年底来到重庆交通大学工作,从事设备自动化控制及故障诊断分析方面的研究工作,但如何解决南方供暖难的问题,一直是他比较关注的一个研究领域和工作重心。
从2007年正式和武汉科兹热能技术有限公司合作研发他们的第一款产品“镜像双层多通道碳纤维远红外取暖器”开始,黄大荣教授及所指导的研究生团队钻研智能化供热供暖技术到目前为止已经8年了。谈起做这个技术的初衷,“学校有雄厚的研发能力,企业有深厚的应用背景和对技术的需求。但现状就是我们很多的研究成果都束之高阁,没有得到很好地应用。恰好有企业在在热能技术领域有许多相关的控制问题需要解决,就想试着把学校内的学术研究思路带入到解决企业实际问题中去,做做实验,看看这条路是否可行,”黄大荣说,“ 实际上是做了一次产学研的探索实验。”
在研发过程中,黄大荣教授团队也遇到过不少困难,比如实际工程问题和理论研究之间有很明显的差距,理论上可以将某些问题做到精确化,但工程应用上总会遇到一些无法预估的问题,往往是一个问题解决了,另外一个问题又出现了。黄大荣笑称:“我们就是在不断地解决问题。”遇到过的最大挫折,是他们前三年研发的产品,在市场几乎没有订单,“很苦,但是觉得自己的目标和想法是正确的,就坚持下去了。”
他们的坚持是对的。黄大荣教授率领团队成员以热能技术为核心,在结合自动控制技术、通信技术、网络技术等开展智能化供热系统及其在工农业、交通、家庭供暖等领域刻苦攻关,取得了一个又一个成绩。其中,基于物联网系统研发家庭供暖的智能化装置系统,在家庭、公共场所供暖方面进行了产业化生产,每年产值2000万以上;和武汉科兹热能技术有限公司联合研发的“镜像双层多通道碳纤维远红外取暖器”,2011年获得武汉市科技局科技认定,并实现产业化生产,每年产值3000万以上。此外,结合重庆交通大学的学科优势所研发的寒区桥隧关键路段的防积雪结冰系统已在湖北恩施、内蒙古鄂尔多斯等地进行试验路段验证。
有效破解 “南方供暖”难问题
2011年底,黄大荣教授以技术入股的形式和武汉科兹热能技术有限公司的创始人吴华东总经理在重庆合作成立重庆智酷热能设备有限公司,进一步开展产学研的深入合作。
经过两年的研究,2014年“薄型自限温电地暖系统”获国家知识产权局正式授权,成为国内电暖行业第一个系统发明专利,不但填补国内电采暖领域产品技术创新及自主知识产权的空白,还以节能、高效、安全、集成、环保、舒适、智能、专业等八大特点,有效破解了“南方供暖”高能耗高投入等问题。
据悉,“薄型自限温电地暖系统”采用的是高性能发热材料碳纤维,可节能30%左右;消耗的是电能,不会产生废气、烟尘、噪音、废料等,碳纤维材料具有导热快、升温迅速的特点,通电3分钟即可达到热平衡。
“当发热线缆温度达到60多度时,限温器就会自动关闭电源”,除了过热保护装置外,该系统还可耐48小时水中浸泡不漏电。
“综合成本肯定比传统水空调或家庭锅炉等方式低”,黄大荣介绍,“智能薄型自限温电地暖系统”目前安装费用约为每平米300元,这一价格与传统“水空调”安装成本相当,而在安装后的使用过程中,该系统的取暖费用约为每平米14-20元每季,而北方冬季取暖成本约为每平米28元每季。
2014年,“智能薄型自限温电地暖系统”被沙坪坝区政府列为重点推广的产学研合作项目之一,实现产业化生产。同年底,重庆市科委将其列入“重庆市高新技术产品”、“重庆市重点新产品”名录。该系统发明专利也受到中国辐射供暖供冷委员会技术委员会主任邓有源的高度评价,他认为这项发明专利的正式授权填补了国内在电采暖领域产品技术创新及自主知识产权的空白,是电采暖行业第一个系统发明专利,具有很大的经济效益和社会效益。