[00123226]能量桩地源热泵技术

地源热泵技术利用大地的储热功能,在冬夏季分别从地下抽取和释放热量用于供热和制冷,能有效节约建筑能耗、减少CO2排放量。地埋管地源热泵系统通过地下埋管实现与土壤之间的热交换。相比于传统的空调系统,地埋管地源热泵中地埋管的建设费用通常较高,而且它需要占用额外的场地,制约了地源热泵技术在建筑密集的城市的推广。近些年来工程界积极探索将建筑物的地下结构作为地热换热器的技术,以期减少建设费用和占用的建筑场地,其中较常用的是桩埋管地源热泵技术,即所谓的“能量桩”技术。尽管欧洲、日本等多个国家在部分建筑中采用了这项技术,国内也有个别建筑采用了该技术,但其应用还处于探索阶段,整体上能量桩的技术还不成熟,尤其缺乏对其传热和受力性能的详尽理论研究,更没有相应的设计规范。本项目对能量桩在传热和受力两方面的性能展开详尽的理论研究,特别是在国际上率先提出的螺旋埋管的纯导热和有渗流导热模型并求得系列解析解,已在国际权威杂志如《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Applied Energy》上发表多篇论文,为能量桩的设计方法提供相应的依据。本项目同时还进行了能量桩技术的工程应用示范。考虑地源热泵技术对节能的贡献和能量桩对推广地源热泵技术的价值,本项目对实现我国的节能减排目标具有重要的意义。 主要创新点： 1.针对现有桩埋管的U型和W型等纵向埋管形式的缺点,提出螺旋型埋管的形式,可以有效地避免管路内集气以及桩内管路长度受限等问题。 2.在国际上首次提出螺旋埋管的传热模型,包括纯导热模型和有渗流传热模型,并求得螺旋埋管传热模型的系列解析解,为能源桩技术的传热分析打下坚实的理论基础。 3.对能量桩的力学性能进行了实验和理论研究,引领了国际上对该领域的探索,取得初步的成果对工程应用有指导意义。 进行了能量桩技术在住宅工程中的应用示范,为推广该技术取得实际经验。