[01376584]太阳能和浅层地热能在建筑中利用的关键技术开发与应用

“太阳能和浅层地热能在建筑中利用的关键技术开发与应用”项目属可再生能源利用技术领域。针对建筑供热空调系统常规能源消耗高、用能污染严重等现状，本项目着重研发太阳能和浅层地热能等可再生能源在建筑中清洁、高效利用技术，开创建筑供热空调节能减排新途径。采用理论研究与工程实践相结合的技术路线，系统深入地研究了太阳能、浅层地热能在建筑中利用的传热规律与优化设计方法、太阳能集热与地埋管传热强化及岩土层热物性测试等关键技术，揭示了深层岩土传热及多孔集热原件光热转换规律，开拓出通过复合抛物面聚焦进行低阻传导和大空间多维非稳态地下传热分析与工程应用的新途径；基于附面层理论提出了渗透型太阳能强化换热的新思路，开发出了渗透型、模块化太阳能集热技术与装置；攻克了地热换热器传热分析及其设计的国际技术难题，首次在国际上求得地热换热器传热分析中钻孔内准三维传热模型、钻孔外有限长线热源模型以及有渗流时二维非稳态传热模型的解析解，创建了基于这些解析解和叠加原理的地热换热器传热分析方法；研发了能够用于现场确定深层岩土热物性的测试方法和测试仪；发明了高性能回填材料。将太阳能与浅层地热能及常规能源高效结合，形成了适合各类建筑使用的供热空调技术体系。获得5项国内外发明专利授权，研究成果在北京奥林匹克公园、上海世博园等500余项工程中应用，获直接经济效益23亿元，为开拓引领太阳能与浅层地热能应用技术产业化发挥了重要作用。成果总体达到国际领先水平。