[00123226]能量樁地源熱泵技術

地源熱泵技術利用大地的儲熱功能,在冬夏季分別從地下抽取和釋放熱量用于供熱和制冷,能有效節約建筑能耗、減少CO2排放量。地埋管地源熱泵系統通過地下埋管實現與土壤之間的熱交換。相比于傳統的空調系統,地埋管地源熱泵中地埋管的建設費用通常較高,而且它需要占用額外的場地,制約了地源熱泵技術在建筑密集的城市的推廣。近些年來工程界積極探索將建筑物的地下結構作為地熱換熱器的技術,以期減少建設費用和占用的建筑場地,其中較常用的是樁埋管地源熱泵技術,即所謂的“能量樁”技術。盡管歐洲、日本等多個國家在部分建筑中采用了這項技術,國內也有個別建筑采用了該技術,但其應用還處于探索階段,整體上能量樁的技術還不成熟,尤其缺乏對其傳熱和受力性能的詳盡理論研究,更沒有相應的設計規范。本項目對能量樁在傳熱和受力兩方面的性能展開詳盡的理論研究,特別是在國際上率先提出的螺旋埋管的純導熱和有滲流導熱模型并求得系列解析解,已在國際權威雜志如《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Applied Energy》上發表多篇論文,為能量樁的設計方法提供相應的依據。本項目同時還進行了能量樁技術的工程應用示范?？紤]地源熱泵技術對節能的貢獻和能量樁對推廣地源熱泵技術的價值,本項目對實現我國的節能減排目標具有重要的意義。 主要創新點： 1.針對現有樁埋管的U型和W型等縱向埋管形式的缺點,提出螺旋型埋管的形式,可以有效地避免管路內集氣以及樁內管路長度受限等問題。 2.在國際上首次提出螺旋埋管的傳熱模型,包括純導熱模型和有滲流傳熱模型,并求得螺旋埋管傳熱模型的系列解析解,為能源樁技術的傳熱分析打下堅實的理論基礎。 3.對能量樁的力學性能進行了實驗和理論研究,引領了國際上對該領域的探索,取得初步的成果對工程應用有指導意義。 進行了能量樁技術在住宅工程中的應用示范,為推廣該技術取得實際經驗。