[00935500]地源热泵系统关键技术与应用

地源热泵是利用浅层地热能进行供暖空调的绿色技术。地源热泵系统应用中面临部分技术难题，包括岩土热物性测试在部分停电及电压波动时不准确，系统单独应用于大面积建筑时可能因冷热负荷差异导致地下冷热不平衡，效率受到制约。套管桩基埋管等技术较落后、粗糙，安全性不够。该项目对地源热泵岩土热物性测试方法与仪器、系统集成、地埋管装置等关键技术与难点进行深入研究与开发，取得了2项方法创新、突破了3项技术，研制了4种装置，取得了以下创新性成果： 1.建立了特殊工况下地源热泵岩土热物性非稳态测试方法，揭示了功率等因素对热物性及其测试的影响机理。解决了停电及电压波动大时岩土热物性测试问题。建立了特殊工况及特殊型体地埋管对应的地源热泵系统岩土热物性测试技术。提出了周期性热流测试解析模型，可获得钻孔内热容参数。研制了地源热泵系统岩土热物性测试仪器，可提供科学的埋管换热量设计参数。提高了测试准确性，为地源热泵系统设计提供了可靠前期依据与工具。提出了基于数据挖掘技术的长短期系统性能测评方法和基于物联网的地源热泵监测系统，解决了地源热泵系统测评周期长的困难，为项目运行与测评提供了科学工具。 2.研究揭示了浅层地热能与其它能源耦合利用对土壤热平衡的影响机理，建立了地源热泵与多种能源、蓄能与热回收及末端高效集成技术，提出了双冷却塔+地源热泵复合系统、蓄能+地源热泵、基于余热深度回收的三联供+地源热泵复合供能系统，及地源热泵+毛细管辐射及置换通风复合系统，显著提高了系统能效，比常规空调系统节能30-50％。 3.研制了地下波纹管和相变地埋管2种新型高效地埋管，可减少5％埋管量。研究发现了桩基埋管型式与参数对性能的影响规律，研发了埋管施工新技术和高效埋管换热桩技术，显著提高了换热效率与施工效率，提高了地源热泵系统的安全性和可靠性。 4.发表论文61篇(其中SCI、EI收录25篇)。出版专著1本。授权发明专利6项，实用新型专利10项，省级工法1项。制定国家标准2项、省级标准3项，获各种奖励10余项。培养博士硕士研究生50余人。相关技术应用于国内200多个项目、约830万平方米建筑中及武汉市39个地源热泵示范项目后评估，包括湖北省图书馆新馆、上海世博轴等大型建筑，取得显著的节能减排效益。年节约运行费1.184亿元。全年节能5.22万吨标煤，二氧化碳减排量12.92万吨/年。 该项目显著提高了地源热泵系统测试的准确性、系统效率和安全可靠性。在方法、技术与装置方面具有突出创新性，对建筑节能减排、推动地源热泵行业技术进步具有十分重要的意义。