昂扬新力量，厚积新势能。第六届Hi-Club暖通空调系统创新设计大赛已圆满落下帷幕。作为“海信日立新产品新技术设计大赛”升级后的行业标杆赛事，本届大赛以专业底色凝聚创新动能。

赛事自启动便点燃行业热情，300余家设计单位踊跃参与，550余幅作品承载巧思而来。经60余位行业专家从城市评审、大区评审、约克VRF专项评审、全国终审的层层淬炼，最终评选出评审委员会大奖1个、金奖3个、银奖14个、铜奖37个及优秀奖104个。获奖成果覆盖商业综合体、医疗、教育等多元领域，尽显暖通设计的创新活力。

在“双碳”目标推动能源结构深刻变革的今天，工业园区作为能源消耗的重要载体，其零碳化路径已成为行业关注的焦点。本期聚焦金奖：伊旗圣圆能源集团——零碳氢能产业园，探秘全球首个氢能离网零碳产业园。该项目不仅实现了园区能源的完全自给与零碳运行，更构建了一套多元耦合的智能热管理系统，为高寒地区离网型工业园区的能源设计与暖通系统集成提供了全新参考。

设计院：鄂尔多斯市新能源研究应用有限公司

设计团队：胡文宇、刘旭、袁新渊、李少峰

配套暖通产品：海信超低温变频系列风冷模块及海信螺杆式水源高温热泵机组

项目概况与系统定位

伊旗圣圆能源集团--零碳氢能产业园位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗空港物流园区,占地87780.91㎡,建筑面积35241.96㎡,总投资2.5亿元。项目以“零碳能源微网系统”为核心载体，整合了风电、光伏、氢能、储能与热力回收等多种技术路径，构建起“电-热-氢”三网协同的离网运行架构。

破解四大痛点

传统工业园区在能源供给上高度依赖外部电网与化石燃料，尤其在离网场景下，能源稳定性和经济性难以兼顾。伊旗圣圆项目系统性地解决了四大现实痛点：

第一，通过氢能实现“周天级”长时储能，将可再生能源消纳率从传统模式的60%–70%提升至95%以上，彻底破解“弃风弃光”难题。氢储能具备跨日、跨周调节能力，弥补了锂电池等短时储能的不足，使园区在无光照、无风条件下仍能持续供能。

第二，构建离网状态下自给自足的零碳能源体系。针对矿区、偏远工业区等无电网覆盖区域，系统以本地风光资源为基础，通过氢能实现能源跨季节、跨时段调度，摆脱对柴油发电机等化石能源应急设备的依赖。

第三，通过“就地制氢、就地用能”的一体化设计，省去传统电网的过网费与容量费，将绿氢制取成本降低约40%，使氢能从“昂贵选项”转变为“经济可行选项”。

第四，创新性地回收利用电解水制氢与氢燃料电池发电过程中产生的80℃–90℃低品位余热。在传统模式下，这类工业余热利用率普遍低于10%。本项目通过集成高温热泵等智能热力设备，实现对中高温余热的高效提取与梯级利用，将系统余热回收效率提升至85%以上，用于园区采暖、生活热水及工艺用热，真正实现能源的物尽其用。

“氢-电-热协同”不是加法

在被问及项目最大创新点时，设计团队明确指出：“关键词是‘氢电热协同’。这并不是简单的技术叠加，而是以氢能为纽带，联动构网型储能、氢醇转化储能，并实现余热的梯级与高效利用，最终形成‘源-网-荷-储-氢-热’六维协同的系统解决方案。”

该系统将原本相互独立的能源子系统整合为有机整体：光伏与风电作为“源”，氢能作为“储”，热力系统作为“联”，负荷端则涵盖电、热、氢多元用能场景。通过智慧能源管理平台，实现多能流协同调度与动态优化，使零碳离网运行从技术可行走向经济可行。

极寒环境下的热力平衡挑战

系统设计过程并非一帆风顺。团队面临的最大难点，是“离网状态下热力供需的动态匹配与低损耗保障”。鄂尔多斯冬季极端气温可达零下30℃，制氢余热产出与夜间供热需求存在明显时间差。此外，氢气管网防冻保温、燃料电池低温启动等环节均需持续稳定的热力支持，任何环节的热能中断都可能影响系统整体能效与安全。

为攻克这一难题，设计团队依托自研的零碳能源设计软件，通过多轮激烈讨论与多目标优化求解，最终提出“嵌套式热泵+梯级余热利用”技术方案。该方案将不同温度区间的余热进行分类、提升与调度，实现热能在时空维度上的精准匹配。在应对极低温环境时，项目选用了海信超低温变频系列风冷模块及海信螺杆式水源高温热泵机组，以适应当地的严寒气候及耦合协同运转，保障系统在零下30℃仍能稳定高效运行。海信超低温变频风冷模块机组采用喷气增焓变频技术，显著增强极寒环境下的制热能力与稳定性，配合全直流变频控制实现精准调节与高效节能。其智能除霜系统可减少热量损失，保障连续供热。海信螺杆式水源高温热泵机组最高可输出85℃热水，宽域水温适应性强，高效回收工业余热。二者通过智能控制系统协同运行，形成“低温强热+高效换热”的耦合供能模式，兼顾供热可靠性与系统能效。

 在系统调试阶段，团队甚至驻扎现场，实时监测热力管网温度与设备运行状态，不断优化控制策略，最终在极寒条件下实现系统热效率的突破。

用户价值与行业意义

从用户视角看，园区企业可获得稳定且低成本的绿电与绿热。数据显示，企业综合用能成本降低20%–25%，热力成本下降40%以上。同时，“电力零碳+热力零碳”的双重认证，显著增强了其在出口欧盟及参与国际绿色供应链时的竞争力。

对地方政府与产业而言，该项目并非孤立工程，而是一个可复制的“零碳产业生态模板”。它推动区域从传统的“能源外输”模式转向“高价值产业内消”，吸引氢能装备制造、核心零部件生产等绿色产业集聚，形成闭环产业链。此外，该系统也为北方严寒地区的清洁供热难题提供了技术可靠、经济可行的解决方案，实现“能源零碳+民生保障”的双重目标。

团队感悟与未来展望

团队通过本次大赛，推动了“氢电热协同”方案从技术验证走向行业认同。项目证明，离网零碳园区在技术与经济上均具可行性，也使零碳热力系统成为关注焦点。此外，与行业专家的交流启发了团队新的研究方向，例如将碳捕集与热力回收结合，以及深化中高温热泵应用，相关合作已陆续展开。主设计师指出，项目的核心在于“因地制宜”的系统思维。鄂尔多斯选择“风光氢储热”路径，正是基于本地实际的整体考量。热力作为连接电与氢的关键，其高效协同是实现离网零碳运行的根本。“氢-电-热”协同模式，有望成为未来能源系统变革的重要参考。

评审委员会点评

设计亮点:当地冬季最低气温-30℃,供暖周期达六个月,原办公楼采用燃气锅炉作为热源,末端采用散热器。该项目改造方案初期,通过对园区生产工艺的了解,发现存在大量工艺余热,如算力中心余热、生产工艺冷却水等,可作为高温热泵的一级热源使用。经过进一步经济性分析,年节省运行费用80余万,初投资增加回收期<2年,该方案充分利于工艺余废热、多能耦合及两级热泵技术等,有效的助力零碳园区的创建。