项目研究的背景及用途:该项目利用地球表层中较恒定的温度以及储存 于地下土壤层中可再生的低品位热能，通过输入少量的高品位能源(如电能)，热 量实现了从温度低的介质传递到温度高的介质的转移(低温热源向高温热源的转 移)，可以满足用户全年供暖、制冷空调以及生活热水的需求，从全年的角度， 能量可以在一定程度上得到循环回用，具有较强的经济竞争力，是最有希望在供 热制冷空调领域发挥重要作用的新技术。地源热泵可以应用在各种建筑物中(独立住宅、集中住宅、学校、工厂、 办公楼等商业/公用建筑)，可以供暖、供暖+供热水、供暖+制冷空调、供暖+供 热水+制冷空调，还可以用于道路融雪、除冰和体育场草坪加热。市场应用范围 广泛，国内市场潜力很大。 技术原理及流程:该项目实施可以采用集成埋地换热器、热泵机组、控 制系统与建筑末端设备等，从而完成系统工程为目标。因此，其技术核心在于优 化各子系统，重点解决地下蓄放热关键技术。 成果水平及主要技术指标:该项目经专家鉴定，技术水平为世界先进水 平。 市场分析及效益预测:我国的建筑市场巨大，1995～2000 年，每年全国 城市新建住宅建筑面积约 2.4 亿 m2，其中上海每年新建约 1500 万 m2，北京约 1000 万 m2，天津约 600 万 m2，大连约 260 万 m2。2000～2010 年，每年新建 住宅建筑面积约 3.4 亿 m2。这为地源热泵的工程开发应用奠定了极好的市场条 件。 地源热泵的经济效益可在 3～6 年中从节能中偿还投资，因为与电加热 相比可节省三分之二的电能，与燃油锅炉相比亦可节省二分之一的运行费用。而 且地源热泵可以大幅度减少常规能源所带来的环境污染，消除燃料燃烧所造成的 环境污染。 每年完成该方面地源热泵工程 50 项，可实现总产值 5000 万元以上，年 净利润 1000 万元。

在全球能源短缺的背景下,地源热泵技术以其节能、环保、可利用低位热能的特性短期内在我国快速发展起来。随着地源热泵空调项目的逐渐增多，其设计、施工和使用过程中存在的一些问题也逐步暴露出来，使地源热泵系统的技术优势未能得到充分发挥。 长期以来由于没有施工质量检测手段，造成地埋管系统施工质量存在很多问题，如深度和回填不符合设计要求造成了地源热泵系统不能满足负荷设计要求。设计不符合要求使地源热泵的设计余量不断加大，从而加大初期投资，造成不必要的浪费。 本检测仪整合了多种对地埋管系统的检测手段，不仅可以测量地埋管的深度，还可以检测地埋管的水压、夏季排热量和冬季吸热量。本检测仪不仅可测量单一地埋管系统的施工质量，还可检测多个地埋管系统的施工质量。 地源热泵地埋管系统检测仪适合地区地源热泵空调系统地埋管检测的产品技术和检测标准，满足国家和当地的相关标准，并在实际项目中进行了验证，解决了地埋管施工后验收的问题，为当前的建筑节能及可再生能源利用提供有力的技术保证。 目前与江苏合正能源科技有限公司进行产学研合作。

项目简介近年来，在我国科技部、建设部等政府部门的大力推动下，地源热泵空调系统在我国许多北方省市得到了大面积推广应用。但是，浅层地热能开发利用工作是一个综合技术性较强的系统工程，如果设计不当，经常出现无法正常运行的情况，更有甚者系统已经报废。导致地源热泵系统失败的主要原因有很多，例如在建设初期没有进行充分的浅层地温能测试以及地下换热特性实验、地层岩性取芯分析，完全凭借经验参数设计，忽视了浅层地温能资源分布的地域差异性；缺乏对建筑冷热负荷的仔细计算，出现“大马拉小车”或者“小马拉大车”现象；缺乏对地源热泵系统长期性能的分析与预测，忽视了浅层地温的堆积效应；工程施工不规范；运行监测调控缺乏等等。因此，实施地源热泵空调供热系统，必须进行严格的技术，包括地下土壤热特性测试、地层岩性取芯分析；建筑冷热负荷的动态模拟计算、地源热泵系统长期性能分析与预测；规范工程施工；建立有效的地下温度场变化特性监测系统等，才能确保地源热泵系统的长期可靠稳定运行，达到预期效果。1）地温能勘查和地下换热特性测试技术河北工业大学成功研制出了基于恒温法的地下换热性能测试装置，已经申请国家发明专利。该系统能够获得地下温度场、土壤导热系数以及地下换热特性等重要参数的实测数据，为系统设计提供科学依据。该装置在天津、河北、山东、安徽等省市进行了大量的测试工作，积累了大量的实测数据。2）建筑物冷热负荷的动态模拟技术通过采用目前国际流行的建筑能耗模拟软件，结合建筑围护结构、区域气候、使用特点等特征进行可以充分反映出建筑物冷热负荷的小时变化规律，为地下设计与系统运行策略提供重要的依据。在逐时负荷基础上进行地下设计，可以有效避免设计不匹配现象。3）地温场动态分析与节能预测技术通过基于地下温度场和流体温度变化的系统运行分析，可以为实际地下管群的优化提供具体的指导，从而保证整个埋管系统的合理布局，节省建设成本。该技术先后应用于天津和河北省的国土资源部浅层地温能大调查项目。4）地源热泵地下温度场监测技术通过合理地设置地下温度场测点，可以准确地反映出系统的运行状况，及时发现浅层地温的堆积效应，这有利于系统的运行节能，保证系统长期运行的可靠性和稳定性。目前，河北工业大学已经在天津和河北等地的地源热泵系统工程中，成功设计了大量的地下监测系统，掌握了第一手的系统运行与节能数据，这对于地源热泵系统的优化设计具有直接指导意义。项目负责人 王华军   联系方式 联系电话：15122700298Email：huajunwang@126.com

该成果是可取代制冷空调系统中热力膨胀阀的较先进技术。

管翅式换热器广泛应用于能源、机械、化工、空气调节等生产生活各个方面。在其产品设计中，制冷剂的流程布置是影响其换热和功耗性能的重要因素之一。流路合理布置，一方面可以改善换热器整体换热温差和热负荷的均匀性，提高换热能力，另一方面可以减小制冷剂管内流动阻力，降低运行功耗，从而在整体实现换热器的高效节能。由于流路结构自身的复杂性，以往的换热器设计中，通常采用样机的试验方式考察流路性能影响，设计成本高、周期长、效率低。 本项目软件基于自主研发的流路计算技术，可以实现任意复杂程度的换热器流程设计和计算，同时提供包括各种制冷剂、翅片类型、管型的选择和定制，拥有完全的自主知识产权，适用于各类管翅式换热器的流路设计与性能校核，有助于提高产品的设计开发效率，降低成本。

R1234yf 汽车空调性能 KULI 仿真分析。利用 KULI 软件建立汽车空调系 统仿真模型，分析了 R1234yf 汽车空调系统和 R134a 系统的压缩机排气温度、制 冷量和 COP 等性能差异，在此基础上，对系统进行优化，将中间换热器引入 R1234yf 系统中，分析中间换热器带来的性能影响。结果表明:直接替代的 R1234yf 系统制冷量和 COP 分别最大降低 6%和 7%，增加中间换热器后的 R1234yf 系统性能提升约 4%。

针对现有工业炉所存在的能耗较高或者工业炉使用寿命较低，可以通过改进操作工艺或筑炉工艺等等降低能耗、提高工业炉使用寿命。其它涉及热或冷量的工程技术问题，需要提高能源利用效率的地方，都可以研究开发相应的产品。 以下是承担过的项目：一、工业炉窑1、燃煤粉锻造加热炉系统的研究 对该系统包括煤粉的干燥、粉碎、旋流煤粉燃烧器、锻造加热炉、辐射式换热器（用来加热浴室用水）、旋风除尘器和布袋式除尘器整个系统的研究。本人设计了锻造炉、风机和烧嘴部分，厂方根据图纸生产安装好，进行实验，效果达到预期。 2、提高3t工频炉炉衬寿命 针对3t工频炉炉衬寿命只有35炉左右，通过制定和实行严格的操作和筑炉工艺，把3t工频炉炉衬寿命由原来的35炉提高到200多炉。二、耐磨产品的开发应用1、2500立方米高炉槽下耐磨铸铁衬板研制 经严格的生产工艺，如铸造、热处理等等工艺进行生产。当年研制成功，并投入批量生产。物理性能达到国外生产水平，成本大幅度降低。2、2500立方米高炉开铁水口钻头 钻头的耐磨性等存在缺陷，通过配料和热处理工艺的改进可获得较佳效果。3、高速线材无限冷硬球墨铸铁轧辊辊颈的喷焊修复 利用等离子喷焊技术修复磨损的高线轧辊辊颈，难度非常大。至今仍是难题。保温过程处理控制、喷焊过程操作控制，粉材选择等都需注意。三、换热器、冷却壁等的研发1、2500m3高炉QT400—18冷却壁的研制开发 开发研制了试件在高炉上试用效果良好，投入了批量生产。球墨铸铁冷却壁的生产工艺要求较严格。2、层流流量计二次仪表开发和热膜风速仪的开发 用汇编语言编程。都已开发成功，并投入使用。3、微型燃气轮机的回热器研制 这种微型燃气轮机的回热器结构紧凑，水力直径一般在1mm左右，制造工艺等要求很高。获得了国家发明专利。四、暖通空调系统设计 目前，主要从事暖通空调方面的教学与研究工作，特别是致力于节能技术的研究，设计过某商会大厦中央空调系统和给排水系统。