开 题 报 告 书

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1、安徽建筑工业学院硕士学位论文开题报告书学院、系（所）土木工程学院姓名唐伟伟学位级别硕士学科、专业工程力学研究方向结构动力学及其应用论文题目合肥地源热泵系统埋管方式及埋管间距的研究导师姓名张伟林入学年月2008.9安徽建筑工业学院研究生处制2010年3月17日填姓名唐伟伟学号20080100025导师姓名张伟林学科专业工程力学研究方向结构动力学及其应用入学类型√硕士研究生□以同等学力申请硕士学位□专业学位□高校教师在职攻读硕士学位论文题目合肥地源热泵系统埋管方式及埋管间距研究论文（设计）选题来源：为在合肥地区进一步推广浅层地能应用-地

2、源热泵空调技术及应用提理论基础，采用科学实验与社会调研相结合的方法,确定合肥地源热泵系统埋管方式及埋管间距，以便设计人员进行更合理的设计。论文（设计）的研究目的、意义及国内外发展趋势,论文（设计）的主要内容、研究方法和研究思路(5000左右)：1.论文研究目的及意义地源热泵系统又称大地耦合热泵系统,按其最终热源形式,可以分为地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统、土壤源地源热泵系统。其中地下水地源热泵系统换热效果最好,但受地下水资源使用条件的限制,以及近年来地下水开采带来的一系列问题的影响,国内外学术界对此种方式均持保留态度;地表水

3、地源热泵系统换热效果较好,但受地域限制很大,应用不广泛;目前国内外所谈及的一般均指土壤源地源热泵系统。国内自上世纪90年代开展地源热泵技术研究以来,已经过了约10年的研究发展历程,取得了一定的研究成果,加之应用该技术的系统具有能耗少、COP值高、环保等优点,因此,在最近的几年时间里,地源热泵系统在工程中的应用渐渐多了起来。但是,由于地源热泵技术的应用具有很强的地域特点,其所需地下换热器数量又较多,因此,地源热泵系统在一定层面上不具有普遍性,也就是说,不同的地源热泵系统,应根据不同的气候、地理、工程条件进行设计。地下埋管换热器是地源热

4、泵系统的关键设备,讨论了设计地下埋管换热器时应注意的一些问题。土壤源热泵空调系统是利用土壤作为冷热源,通过中间循环介质在埋于地下的封闭环路中循环流动,与土壤进行热交换,进而由热泵实现对建筑物的制冷或供热。与传统空调相比,土壤源热泵空调系统利用可再生能源,具有节能和环保的特点。它在欧美已经有数十年的历史,近年来在中国受到广泛关注,并已开始得到应用。由于垂直U型管式土壤源热泵具有占地面积小、可用范围广、灵活性较高、恒温效果好、换热效率高、维护费用低等众多优势,已经为目前应用最为广泛的埋管方式。但目前对土壤源热泵空调系统的核心部件—埋地换

5、热器的研究还不够完善,这在很大程度上制约了它的应用与发展。如:各地土壤的导热系数、扩散率、传热率与初始温度等传热性能参数不清楚,设计出的埋地换热器可能富余量过大,造价过高;也可能系统达不到实际负荷的要求,空调效果较差。本文利用热响应的原理,以实验的方式,研究U型管埋地换热器周围土壤传热性能。土壤的导热系数和热阻是土壤热交换器设计中的两个重要因素。地埋管内的传热介质通过回填材料和井壁与非均匀土壤的传热过程,不但与土壤热交换器的构造和选用材料的热工性能有关,更在一定程度上受到项目现场土壤热工性能的影响。地下土壤的温度分布可以由不同类型土

6、壤的热力分级表查得,也可用针形探测器探得不同深度土壤的热力特性并经过实验室分析后获得,但这两种方法都不能提供钻孔与地下环路的构造以及地下水的流动对系统换热造成的影响。有关土壤热交换器的研究目前主要集中在传热模型,土壤热物性,回填材料性能和土壤热交换器优化与节能设计等几个方面。从工程应用的角度来看,地源热泵系统的设计与施工主要还是借助国外经验,打井数量按照简单的40-60W/延米井深(单U),80-100W/延米井深(双U)进行估算,系统、准确的针对每个项目所在地的地质状况、岩土热物性进行分析的很少。我国不同地区地质调查与土壤类型分布

7、数据库还不完整,简单的依赖图表或者单一的实验室数据不能宏观的概括影响土壤热交换器传热性能的所有因素。而通过现场的热响应测试可以实地测量能量传递的响应曲线,提供不同结构土壤换热器的主要信息如导热系数、无干扰地温和钻孔热阻,测试结果还可以间接分析地下水流动对换热的影响,逐步在实际工程应用中显示其简单可靠、经济实用的优势。1.研究现状、发展动态和应用前景中国目前仍然是以燃煤为主的发展中国家，在经济高速发展的同时我们应该看到这种不合理的能源结构己造成了极为严重的环境污染。寻找既能环保，又可持续发展的能源，是我国广大科技工作者井同的任务。热泵

8、是提供清洁环保能量的一种最有效技术，其能量来源是低温热源，对环境没有污染，效率高，能够很好地适应制冷和供热的节能环保要求，因此近年来热泵在我国的应用日趋广泛，特别是在南方地区家用空调上已经较为广泛她应用。但目前国内最常用的热泵是以室外