摘要：地源热泵空调系统地埋管换热器由大量均匀分布钻孔换热器组成,其长期运行模拟的分析计算任务量大,为此,基于其地下土壤温度场分布特性和传热特性,提出绝热圆柱域模型,采用分离变量和叠加原理的方法得到土壤温度场和钻孔壁温解析解;采用已被广泛接受的有限长线热源模型和工程实测数据验证绝热圆柱域模型,比较不同负荷条件和钻孔数量时,2种模型计算得到的地埋管换热器20 a运行期内钻孔壁温。研究结果表明:对于大型地埋管换热器,绝热圆柱域模型与有限长线热源模型计算温度结果较一致,且埋管数量越多,误差越小;绝热圆柱域模型尤适用于埋管规模大于30个×30个的大型地源热泵系统的设计计算和分析;绝热圆柱域模型具有计算速度很快的特点,且其计算速度与埋管数量无关;采用绝热圆柱域模型进行埋管数量众多的大型地埋管换热器的设计计算不但具有较高准确度,而且可显著减少计算时间。

摘要：地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化，并利用参数估计方法确定地下岩土的热物性参数。

摘要：一维实心圆柱面热源模型比现有的线热源模型和空心圆柱面热源模型能更好地描述竖直地埋管换热器与周围岩土的的传热过程。利用一维实心圆柱面热源模型结合参数估计方法建立了一种可用于现场测量确定岩土热物性参数的方法。利用该方法对实际工程进行了测试分析,结果表明该方法得到的地下岩土热物性参数可信,可以用于工程设计。

摘要：地下岩土热物性参数测量的准确性影响地埋管换热器设计的合理性,进而影响地源热泵系统初投资和运行性能。文章利用穷举搜索法结合参数估计方法对热物性参数组合值进行全域搜索,并获得地埋管循环水温度测量值与模型计算值之间的方差和最小值,通过模拟验证该方法计算结果的可靠性,并与优化方法计算结果对比分析。结果表明:穷举搜索法可以确定较为准确的热物性参数值;优化方法仅确定的导热系数具有可靠性,相对误差小于1%,但钻孔内热阻和容积比热计算结果相对误差可达到70%以上,可信度较差;在实际工程中,优化方法所得的导热系数的值与穷举搜索法所得的值接近,但钻孔内热阻相对偏差最高可达41.42%,相对应的容积比热相对偏差最高为67.98%。

摘要：地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器设计中所需要的很重要的参数。为了能够现场测量地下岩土的热物性参数,研制了便携式测试仪器。该测试仪可现场采集数据,再利用参数估计方法便可确定地下岩土的热物性参数。概述了岩土热物性测试仪的检测原理、结构及检测结果,并指出了该检测仪的推广应用前景。

摘要：地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响,进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够现场测量地下岩土的热物性参数,研制了便携式测试仪器,用该测试仪现场采集到的数据,再利用参数估计的方法确定地下岩土的热物性参数。概述了岩土热物性测试仪的检测原理、结构构成及检测结果,并指出了该检测仪的应用推广前景。

摘要：研究了土壤冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度 (即地温 )等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响 ,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤中水分冻结时 ,由于冻结时放出大量的潜热 ,且冰的导热系数大 ,因此计算出地下埋管周围的土壤平均温度高 ,传热热阻小 ,设计的地热换热器规模可以变小 ,亦即可以减小钻孔的深度或钻孔的数量 ,从而可以减小地源热泵系统的初投资。另外也扩大了地下回路中防冻液的选择范围。当土壤含湿量大、土壤初始温度高时 ,对于系统的设计与运行是有利的。

摘要：为降低陶瓷材料烧结收缩对最终骨支架尺寸精度的影响,提高骨支架的直写成型精度,探究了直写成型制备双相磷酸钙(biphasic calcium phosphate,BCP)支架的过程中,生物陶瓷浆料的组分比例以及关键性工艺参数的改变对BCP支架烧结收缩率的影响,总结了其变化规律,并提出了BCP支架烧结收缩率的补偿方法。研究结果表明,在试验范围内,BCP支架烧结收缩率的主要影响因素是支架的设计尺寸和形状,且支架烧结收缩率随设计尺寸的增加而降低。实验还验证了烧结收缩率补偿方法的有效性。

摘要：综述了近年来在竖直埋管式地源热泵技术方面的研究:改进和深化了现有的地热换热器传热模型,在国际上首次求得有关地热换热器传热的三个重要问题的解析解,并在此基础上开发了地热换热器设计和模拟计算软件“地热之星”;研制了测定深层岩土热物性的方法和仪器;开发了相关的施工技术、配件和设备;同时进行了埋管式地源热泵供热空调技术的工程应用和推广。实践表明,埋管式地源热泵系统是实现建筑供热和空调节能的有效和可行的技术。

摘要：地埋管换热器设计优劣和运行经济性是制约中深层地热能利用的关键。文章基于建立的中深层套管式地埋管换热器地下换热模型,提出了钻孔设计优化方法,以承担建筑热负荷400 kW中深层地埋管地源热泵系统为例,对比分析了不同钻孔方案对初投资成本及运行经济性的影响。结果表明:取热量相同的条件下,钻孔深而数量少的方案涉及地层温度高,埋管每延米换热量高,因此钻孔总长度较小,钻孔成本显著降低;循环水流量增大可提高埋管每延米换热量,但提高幅度不大,而运行费用会因热泵功耗增加而显著增加,因此换热器运行时不宜大幅增加流量。