工程热物理论文精选(九篇)

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第1篇：工程热物理论文范文

关键词：留学；日本；动力工程及工程热物理；机械理工学；培养方案

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0008-02

从1872年中国近代走出第一名留学生容闳以来，我国的出国留学事业已经走过多个历史阶段。进入21世纪后，我国自费出国留学人数激增，兴起留学的热潮。因地理位置的相近与文化的相似，赴日留学逐渐成为很多学生的选择。另外，日本为全面加入到全球化人才争夺战而积极地调整留学政策，在2008年提出接收“留学生30”，更使日本成为中国留学生的首选国之一。[1]

在日本，研究生院被称为大学院，硕士研究生则称作大学院生。大学院生毕业将被授予修士学位，等同于我国硕士学位。特别要说明的是，研究生或特别研究生在日本是期望在大学研究机构中针对相关专业领域继续深造的入学者，学习期满后将不被授予学位。京都大学（Kyoto University）是日本一所国立研究型综合大学，在日本国内大学综合排名中排位第二，仅次于东京大学。其大学院18个研究科中的工学研究科包含社会基础工学、建筑学、机械理工学、航空宇宙工学等17个专业。其中机械理工学专业下又分有机械系统创成学、流体理工学、物性工学、机械力学等8个研究室。物性工学研究室中的热物理工学方向、机械系统创成学研究室的机械系统创成学方向以及流体理工学研究室的分子流体力学方向等多个研究方向与北京工业大学动力工程及工程热物理专业的研究方向相似，故本文以北京工业大学动力工程及工程热物理专业与京都大学机械理工学专业为例，分析对比各自在硕士研究生阶段的培养方案，希望对将来有留学日本意向的学生起到参考作用。

一、中日两国硕士研究生培养方案的比较

1.培养目标

北京工业大学的硕士研究生阶段分别设置有学术学位硕士研究生（简称学硕）和专业学位硕士研究生（简称专硕）。它们虽处于同一层次，但在培养规格上各有侧重点。专业学位硕士研究生的专业名称虽为动力工程专业，但其研究方向与动力工程及工程热物理专业相同，故本文视其为同一专业的另一种培养方案。

从培养目标上来看，学术学位硕士研究生的动力工程及工程热物理专业侧重培养满足科研、教学、设计、工程设计等各方面需求的高层次应用型人才，要求兼有扎实的专业知识和合格的实践与创新能力。在培养目标中不仅对学科领域的学习成果做出要求，在道德素质与文化素质上也有着较高的期望。专业学位硕士的培养目标成为专业领域高层次应用型的专门人才，要求基础扎实、实践能力强且具有一定的创新能力。

京都大学的机械理工学专业的培养目标是培养拥有克服有挑战性研究课题能力，具有领导能力的技术人才和研究人才。在京都大学该专业教育目标别提到了期望学生能够利用所学知识努力回馈社会。

对比两所大学的培养目标，可看出北京工业大学的学术学位硕士研究生偏重科研，专业学位硕士研究生偏重工程实践，而京都大学在科研与工程实践间并没有明确的偏重。国内高校近年学术道德问题频出，研究生教育不仅要达到学术的标准，更要注重个人的学术道德与学术规范。所以将德才兼备写入培养目标有着深远的意义。[2]将回馈社会写入培养目标对日本本国来说是为了维持产业活力以解决少子化带来的人才匮乏，对于留学生则是为了提高日本的国际威望，为日本在国际人才争夺中取得优势。[1]

2.学制与课程设置

现在日本的大学课程设置制度是根据1991年7月正式实施的新《大学设置基准》制定而成的。其中提到，在符合国家最基本课程设置要求下，各个大学可以基于学校特点制定其办学方针与教学思想，并且可自主进行课程设置。[3]所以京都大学的课程设置在个别课程上和其他日本大学会有不同，但在实现相应学位的教育目的上是相同的。

北京工业大学此专业学术学位硕士课程分为学位课、选修课与学术活动，研究生需要修满至少26学分。专业学位硕士课程分为基础知识、专业知识、工程知识、综合素养、实践训练共5个模块，研究生需要修满至少32学分。在课程设置上学硕与专硕大致相同，区别在于专硕课程中增加了科技文献检索、六西格玛管理、工程伦理案例分析等工程综合素养课程与总计1年的校内外实践训练环节。从图1中可看专硕在各模块中所分配必修学分较平均，使其在理论知识与工程实践两方面得到平衡。京都大学机械理工学修士课程包含基础科目、发展科目与实习科目，大学院生至少需要修满30学分。

表1 京都大学机械理工学专业与北京工业大学动力工程及工程热物理专业的课程设置

从图1中可以看出，京都大学的必修学分配比相对北京工业大学的学硕更平均。如上文诉述京都大学机械理工学专业涵盖的研究方向众多，所以基础科目需要兼顾各研究方向。学生需根据各研究室研究题目在发展科目中学习相应内容。其次，如表1所示日本高校和国内的专硕课程同样重视实践训练环节。在图1中也可以看到京都大学的实践环节必修学分占到总学分的近三分之一。北京工业大学动力工程及工程热物理专业的研究方向集中，在课程中设置了更多针对本专业研究方向的课程。国内的学硕课程虽然也有实践训练课程的设置，但更注重科研方面。另外，受到国情的影响，国内必修课程中均含有思想政治、哲学和英语课程。京都大学工学研究科为深化专业教育与拓宽工程技术相关知识的学习，面向全体学生设有选修的共通科目，如表2所示，其中大多为英语课程。面向留学生还开设有辅导日本语的专项课程。

表2 工学研究科共通科目

北京工业大学动力工程及工程热物理专业的硕士研究生学制均为3年，学习年限2.5-3年。京都大学机械理工学专业的学习年限为2年，在研究和学习中有出色进展者可以缩短修业时间。日本大学大学院中普遍采用2年学制，与国内相比缩短了学习年限，但必修学分却与国内大致相同。虽然中日两国1学分对应学时数略有差异，但也不难得出日本大学院课程与国内相比并不轻松的结论。

3.招生要求

日本申请修士课程与国内一样需要相应的学历证明，并且报考大学院留学需要提交自己的研究计划，明确自己希望研究的课题。可以参考相关的学术论文来确定自己的研究课题。在确定了自己的研究课题之后，需要撰写研究计划书。在申请之前，需要与目标导师取得联系，进行沟通，在获得内诺之后申请入学。

成为大学院生与国内一样要经过大学院生录取考试。以京都大学机械理工学为例，设有笔试和面试。笔试有数学、机械力学和专业科目三门考试。另外，英语也作为考核的科目之一，非英语母语的考生需要提供TOEFL或TOEIC成绩，成绩优秀者可抵作英语笔试成绩。

二、结论与讨论

综上所述，国内大学大多设有学术学位硕士研究生和专业学位硕士研究生，而日本大学中只有大学院生。从培养目标来看，中日大学均以培养具备各方面能力的高层次应用型人才为目的，但从京都大学的培养目标中可以看出，相比国内日本大学更注重所培养人才对社会、对环境的意义和对国际化人才的培养。在课程设置方面，相比国内日本大学一方面在同一专业下涵盖更多的研究方向，另一方面日本大学在课程设置上具有一定的自主性，所以学生在选课时具有更多的选择余地。日本在招生方式上更加灵活，有意留学日本的同学在取得必要资质的同时，也要与研究室导师取得联系，进行良好的沟通。

参考文献：

[1]王磊.日本“留学生30”的背景、问题与展望[J].淮北师范大学学报：哲学社会科学版，2012，33（2）：128.

第2篇：工程热物理论文范文

【关键词】全日制 石油与天然气工程专业 专业学位研究生 联合培养

联合培养是近年来教育部大力倡导的研究生培养模式，是一种以提升研究生综合素质和创新能力为重点的一种新的研究生教育制度和培养模式[1]。为了实施和完善东北石油大学全日制专业学位硕士研究生培养模式的转变，结合自身学科的专业特点与学科优势，为稳定和提高硕士研究生的培养质量，使毕业生基本掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专业知识，具有从事科学研究工作的能力，使之成为石油与天然气工程专业具有工程实践能力、知识转移能力、技术整合能力、市场推广能力的科技创尖人才，东北石油大学石油工程学院努力探索出跨学院、跨企业的“两跨”深度合作全日制专业学位硕士研究生培养模式。

1 构建全日制石油与天然气工程专业学位研究生培养模式

1.1 跨学院联合培养

为了加强石油与天然气工程专业学位研究生综合素质和实践能力、创新能力的培养，全面提高培养质量，东北石油大学石油工程学院、土木建筑工程学院、机械科学与工程学院三个学院开展了跨学院联合培养全日制石油与天然气工程专业学位研究生培养模式的改革与实践。通过调研各学院各专业的研究方向，以把握石油与天然气工程学科内涵为核心，以油气田开发工程、油气井工程、油气储运工程等方向为宗旨，寻找其与工程热物理、机械工程学科等的知识交叉点和问题突破口，凝练突出学科特色、体现学科水平，保障跨学院联合培养全日制石油与天然气工程专业学位研究生的顺利开展。

1.2 跨企业联合培养

跨企业联合培养是学校通过参与企业的合作，避免自身的科研工作成为无源之水、无本之木，促进科研成果的转化，不但提高了研究生的专业知识水平和科研能力，而且提高了企业的竞争力，为企业储备优秀人才提供便利，实现企业、学校、学生各方“多赢”的一种人才培养模式。东北石油大学工程学院与大庆油田、吉林油田科研院所及生产单位结合，建立了跨企业联合培养模式，即由校内具有工程实践经验的导师与经企业单位推荐的业务水平高，责任心强，具有高级技术职称的人员联合指导研究生，来自企业的导师由学校按程序办理聘任手续。

1.3确定联合培养的导师队伍

由石油工程学院牵头，协同相关院系相关企业组成跨学院跨企业联合培养石油与天然气工程全日制专业学位硕士研究生的管理小组，研究制定研究生指导教师筛选原则与标准，建成在石油与天然气工程领域具有较好科研基础和科研成果的导师队伍。定期聘请现场有科研、生产经验的研究人员为专业学位研究生开设课程与讲座，增强学生的专业实践教育环节。

1.4 确定联合培养选择标准

参加联合培养的全日制石油与天然气工程专业学位研究生要有自愿联合培养意向且与招生专业单位研究方向有契合点；本科主修专业课程要与招生专业单位课程具有学科交叉点；参加联合培养的硕士研究生要以不断地提高自身的全面素质和不断加强创新能力的培养为目的；参加联合培养的硕士研究生要有很强的动手能力、团体协作能力等，着重提高他们的工程实践知识和工程应用能力，使他们一出校门，就能很快够融入石油生产中去。

1.5 制定联合培养的培养方案

全日制石油与天然气工程专业学位研究生的课程设置应明确目标，定位准确，在课程设置方面应加大实践性教学，面向企业现场，将技术得以应用产生的起因和技术革新发展过程展示给学生，并引导学生的发散思维，激发学生自主学习和探究的动机，增强学生自身参与知识建构的积极性和自觉性[2]。东北石油大学石油工程学院每年都应根据石油企业的实际制定招生、培养的详细规划，按照石油企业的需要调整专业学位研究生课程。培养方案应由学位评定分委员会（学科）讨论通过，报送研究生院备案后实施。

2 全日制石油与天然气工程专业学位研究生培养模式的保障措施

2.1 加强实习基地建设

校内外实验室、实训、实习基地建设是应用型人才培养的重要保证。要根据各专业的实践教学体系，加大实验室、实训基地的投入，开拓校外实习基地[3]，以培养学生的实践动手能力和适用能力。东北石油大学石油工程学院发挥地域优势，积极开拓校外实践基地，以为企业培养专业学位研究生为契机，密切与企业领导沟通，2004年以来先后建立14个校外实践基地。同时，石油工程学院利用学科资源优势，与校内其他专业合作，共同开发建立校内实践基地，实现教学资源利用率的最大化，增强学生的创新性实践能力，改善教学效果，提高教学质量。

2.2 加强论文评估考核体系建设

全日制石油与天然气工程专业学位研究生的学位论文必须由攻读专业学位研究生本人独立完成，具有一定的技术难度、先进性及与工学硕士学位论文相当的工作量，能够体现论文作者运用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力和具有独立承担专业技术或专业管理工作的能力。论文选题要突出石油与天然气工程专业的实践性和应用性，研究结果要解决实际问题，能够在实践中得到应用。共同审核学位论文工作的技术难度和工作量；审核其解决工程实际问题的新思想 、新方法和新进展；审核其新工艺、新技术和新设计的先进性和实用性；审核其创造的经济效益和社会效益，来保证联合培养全日制专业学位研究生的论文质量。

3 全日制专业学位研究生培养模式存在的潜在问题

我国的研究生教育历史较短，作为起步更晚的全日制专业学位硕士培养管理就更显滞后。生源复杂，个体差异性大，势必给研究生的日常管理工作带来较大的难度。学校教育管理的信息化不足，学生们得不到及时有效的信息且无法与管理者进行流畅的沟通，管理体系和设施不够完善，权责不清，这就要求强化管理队伍。其次课程体系还不完善，不适应联合培养研究生的要求，课程设计上缺乏一套适应联合培养研究制度的课程体系，教材内容上缺乏企业实践经验的原因。再次，研究生培养质量评价体系不完善，其培养质则更应体现在解决实际问题的能力以及为企业创造新技术、新产品的能力上。

4 采取的解决方法

（1）以主干专业为主导

以石油与天然气工程专业为主导，确立主干专业在联合培养中的主导作用；以工程热物理与机械工程等相关专业为支撑，寻找相关学科的知识交叉点和问题突破；保障跨学院联合培养的顺利进行。

（2）以项目为纽带进行研究生联合培养

具体地说，就是指在研究生培养的培养目标、课程教学、科学研究、社会实践、专业实习、论文开题、论文撰写、论文答辩等各方面，围绕人才培养和教育而进行的具有生产、学习、科研三项功能的教育合作。保障跨企业联合培养的顺利进行。

（3）以研究生为中心

以培养研究生的实践应用能力和创新能力、提高研究生培养质量为核心，树立研究生在联合培养中的主体地位。以东北石油大学的国家级重点实验室、国家工程技术研究室、国家工程教育中心以及省部级研究基地、校企共建工程技术研发中心等为主要平台，充分利用企业的地缘优势，整合相关学科科研经费、实验设备、软件设施、图书资料及其他物质条件，形成跨学院跨企业联合培养的有效资源。

（4）以市场为导向

充分发挥市场机制的作用，形成竞争性的市场机制，最终实现研究生培养对接市场需求，跨学院跨企业联合培养的制度化及企业对联合培养的内需化。

【参考文献】

[1]李勇，陈艳慧，李博，等.全日制专业学位硕士研究生校企联合培养模式研究[J].高教研究，2013（9）：238.

第3篇：工程热物理论文范文

关键词：节能减排；全球气候变化；工程热力学；教学

作者简介：张昊春（1977-），男，河北万全人，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，讲师；王洪杰（1962-），男，山东掖县人，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150001）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）05-0052-02

一、欧美教学体系中的全球气候变化及节能减排教学

工业革命带来的现代经济增长，使人类的物质财富以史无前例的速度扩张。但是，由于这种经济社会发展模式是以使用化石燃料为基础，化石能源生产和消费排放的大量温室气体导致全球气候变化，引发了气候变暖、极端天气、气象灾难、海平面上升，危及整个人类的生存和发展。为遏制全球气候变化，人类必须大幅减少化石燃料的使用，减少温室气体排放。未来的经济社会发展模式必须建立在低碳基础之上，通过低碳发展，研发和推广低碳能源技术、增加碳汇、发展碳吸收技术，以及节能减排、产业升级、消费模式更新和制度创新，大幅提高单位碳排放的生产效率，推动应对气候变化取得新的重大进展。这种变化代表着一种新发展模式的出现，必将深刻地改变人类的生产和生活方式。

应对全球气候变化，加强节能减排事业是国家基本国策，也是当代高等工程教育中必然要深入和强化的教学内容。但是，目前没有将其全面而系统纳入现有的高等教育培养体系中，在教材、课堂教学和素质培养过程中并没有占有相应的重要地位，如何在现有的教学体系中整合这部分内容成为教育者共同关注的问题。

2007年，受美国自然科学基金会的资助，美国Connecticut大学举办了名为“Frontiers in Transport Phenomena Research and Education：Energy Systems，Biological Systems，Security，Information Technology and Nanotechnology（传输现象研究和教育前沿：能源系统、生态系统、国家安全、信息技术和纳米技术）”的研讨会。国际工程热力学领域著名学者，美国内华达大学机械工程系的Yunus Cengel教授做了题为“Green Practices into Engineering and Non-Engineering Education to Combat Climate Change（工程中引入绿色实践及挑战气候变化的非工程教育）”的特邀报告，加拿大皇后大学的Patrick Osthuizen教授做了题为“Some Factors to Consider in Teaching Renewable Energy in an Undergraduate Engineering Program（在工科本科生教学计划中讲授可再生能源的一些考虑因素）”的报告，旨在改进现有的工程教学体系，从而保证发达国家在可再生能源领域的全球领导力[1]。

实际上，长期以来，与气候变化、能源高效利用、可再生能源开发与利用相关的教学和素质拓展内容在欧美的《工程热力学》教材与教学体系中一直得到很好的整合，涉及现实中与能源相关的经济、设计及国家安全问题，既学以致用，又帮助学生提高对工程实践及安全的意识，还提高了学生的环境保护意识，代表了当前国际领域内工程热力学教学的最高水平。如美国内达华大学（里诺校区）Yunus A. Cengel教授和北卡罗来纳州立大学教授Michael Boles合著的《Thermodynamics：An Engineering Approach》一书[2]，是全球范围内最为畅销的工程热力学教材，迄今为止已更新至第7版，其中关于能源与环境、气候变化及能源有效利用的非传统经典内容在书中所占的比重越来越大，彰显了在前言中作者谈到的著书宗旨：talks directly to tomorrow's engineers in a simple yet precise manner，that encourages creative thinking，and is read by the students with interest and enthusiasm（直接与未来的工程师以一种简单而精确的方式对话，鼓励创新性思维，让学生读起来感兴趣并有热情）。另一个例子是国际工程热物理界著名学者Heniz Herwig教授所著的《Technische Thermodynamik（工程热力学）》教材[3]，包含了温室效应及核能、太阳能、风能、生物能等可再生能源在德国的实际应用案例。

二、教学内容的重新分配与系统整合

工程热力学是研究热能和机械能相互转换规律及热能有效利用的科学。“工程热力学”课程是热工、市政、航空航天等多个工程类专业的重要技术基础课之一，课程的教学目的和主要任务是使学生掌握能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行热工过程和热力循环的分析计算[4]。本课程的学习不仅为学生学习专业课程提供必要的基础理论知识，而且为学生毕业后解决生产实际问题和参加科学研究工作打下一定的理论基础。以提高能源转换效率为核心内容的“工程热力学”课程与该主题有着天然的紧密联系，可以在传统的教学内容中纳入现代元素，课程教学内容的重新分配与系统整合如表1所示。

三、实践性环节

在实践性环节中，[5]结合工程专业的科技创新活动，通过课程设计和课程论文，让学生自己查阅资料，自己动手分析和解决问题，从而培养创造性思维能力和独立研究能力，论文题目有中国可再生能源利用现状调研、日常生活节能方案、教室照明用电浪费情况调查、航天系统能源设备调研等。

表2给出了一位2006年本科生完成的《个人节能计划与实践》的主要内容。

四、总结

应对全球气候变化，节能减排是当代高等工程教育中必然要深入和强化的教学内容，但是目前尚未在教材、课堂教学和素质培养过程中占据相应的地位，在现有的教学体系中全面而有效整合这部分内容，业已成为国际工程教育界所共同关注的问题。欧美大学《工程热力学》的教学体系中有效整合了气候变化、能源高效利用、可再生能源开发与利用的内容，代表了当前国际领域内工程热力学教学的最高水平。

笔者在宽专业和多学时“工程热力学”教学实践中，将与应对全球气候变化与节能减排密切相关的国家政策、全球能源利用与环境污染现状、能源的高效利用和新能源技术与工程热力学各教学章节环节相整合，并指导学生开展实践活动，取得了良好的教学效果，为“工程热力学”课程教学与气候变化与节能减排的整合进行了有效的探索和实践。

参考文献：

[1]杨玉顺,张昊春,贺志宏.工程热力学[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]张昊春,王洪杰,窦亚茹.高等工科《工程热力学》创新教学模式研究和实践[J],黑龙江教育,2010,(3):153-155.

[3]T.L.Bergman,A.Faghri,R.Viskanta.Frontiers in transport phenomena research and education:Energy systems,biological systems,security,information technology and nanotechnology[J].International J.of Heat and Mass Transfer,51,2008,4599-4613.

第4篇：工程热物理论文范文

关键字：空气-水两用型平板型太阳能集热器，空气间层，数值模拟

中图分类号：TK511文献标识码： A

0前言

太阳能是一种资源丰富，无污染的可再生能源。自古以来，人们对太阳能利用的研究从未间断过。近现代以来，随着科学技术的飞速发展，工业革命给地球带来了翻天覆地的变化，也使得环境污染和能源危机问题的亦日益加剧。太阳能因其独特的优势而成为国内外科学家的研究焦点，如何高效利用太阳能资源是缓解环境污染，缓和能源危机，保证人类社会可持续发展的重要途径。太阳能集热器是太阳能利用的重要技术之一。平板型太阳能集热器因其成本低，承压高，结构简单和安装方便而获得广泛应用。国内外学者对提高平板型太阳能集热器的集热性能展开了大量研究[1]。

平板型太阳能集热器在吸热板和玻璃盖板之间存在一个空气间层。许多学者就空气间层厚度对集热器换热能效的影响开展了许多数值模拟与实验探究。近些年来，许多学者提出空气和水两种介质同时在集热器内换热的的空气-水两用型集热器。即在提供生活热水的同时，在空气间层两侧开口并在一侧加一风机送风，用以收集集热器空气间层内的热空气用来为房间送新风，并为此进行了大量实验研究。本文通过建立平板型太阳能集热器模型并利用CFD模拟技术对其空气间层集风进行数值模拟，获得了入口速度和出口温度的关系，并得出了合理的风速建议值，可以为下一步的实验工作提供理论支持和实验指导。

1物理模型

平板型太阳能集热器主要由玻璃盖板、空气间层|吸热板、保温层、集热器外壳以及流道组成。本文研究的平板型太阳能集热器空气间层的平面图如图1 所示。空气流道即空气间层高0.1m，长2.2m。其上部为真空玻璃盖板，下部为吸热板（其上涂有选择性吸收涂层），二者之间为空气间层。底部及四周做岩棉保温层。

平板型太阳能集热器工作原理是：涂有吸收层的吸热板吸收透过玻璃盖板的太阳辐射，将太阳辐射转化为热能。吸热板温度升高，由于吸热板两侧上部充满空气，下部有生活用水，它会与空气和水进行对流换热，水和空气温度升高。空气-水两用型平板型太阳能集热器集热器两侧的的上下两端分别设置空气进出口并与空气间层相连接，在其下端设置一风机以一定的风速向空气间层内送风，空气在空气间层流动时会与吸热板进行换热而得以加热，最终热空气在另一侧上端流出到集风管道中并最终与生活热水一样到达用户。

1-太阳辐射，2-玻璃盖板，3-空气间层，4-吸热板，5-保温材料

图1 空气间层示意图

2 数学模型

为了简化空气间层的换热计算，做了如下假设[2-3],：

（1） 空气为不可压缩粘性流体且满足Boussinesq 假设。

（2） 太阳能集热器空气间层下部为吸热板，其吸热后对空气进行加热，将吸热板简化为一个热流密度边界条件。

（3），玻璃盖板间传热忽略不计，吸热板与玻璃盖板间辐射换热忽略不计，即将玻璃盖板简化为一个对流换热边界条件。

（4）由于太能能集热器四周做岩棉保温层，壁面热损失忽略不计，即将其他壁面简化为一个绝热边界条件。

其控制方程[4]如下：

连续性方程： （1）

动量方程： （2）

（3）

能量方程：（4）

湍流方程：

k方程：（5）

方程： （6）

其中：式中，u、v分别为x方向和y方向的速度；g为重力加速度； 为热膨胀系数；T为温度；ρ为密度；、为湍动能和湍动耗散率对应的普朗特数；为湍流粘性系数且；为由平均速度梯度引起的湍动能k的产生项；为由浮升力引起的湍动能k的产生项;；为可压缩湍流中脉动膨胀对总的耗散率的影响；、、为经验常数。

3 边界条件

本文以空气间层为研究对象，为简化计算，我们将集热器的三维模型简化为平板二维模型进行数值模拟计算。空气间层的右侧入口为速度边界，入口速度取1-3m/s，步长取0.2；左侧出口为压力边界；下表面吸热板为恒定热流密度边界，其热流密度为吸热板吸收率与太阳辐射照度的乘积；上表面玻璃盖板因忽略玻璃板厚度而简化为对流换热边界，对流换热系数取6.4W/m2*K；根据当地气象参数，室外温度取268.15K，太阳辐射照度为700W/m2；其余表面为绝热条件。

4 模拟与结果分析

通过CFD模拟获得入口速度与出口温度关系图如图2，室外空气在风机的作用下进入空气间层。在被底部吸热板加热后产生空气浮生力，热空气上升，最终流出空气间层到达集风管道中。

图2 入口速度与出口温度关系图

由图2可知，空气间层出口温度随入口速度的增大而逐渐减小，且在2.6m/s左右时开始逐渐趋于平缓。随着速度的增大，流出集热器的热空气质量流量亦随之增大。在入口速度为3m/s时，出口温度大约为40℃，可以很好的满足室内送风温度要求。因此空气间层集风入口速度建议值为3m/s。

5 结论

本文以空气-水平两用型板型太阳能集热器的空气间层为研究对象，通过建立其二维物理模型和数学模型并利用CFD模拟技术对其空气间层集风进行了数值模拟。模拟了其不同入口速度下的出口温度与入口速度的关系。模拟结果发现：随着入口风速的增大，出口温度逐渐减下；入口速度在1-2.6m/s之间时，出口温度下降比较快，而在人口速度为2.6m/s之后，其温度下降梯度趋于平缓；在入口速度为3m/s时，出口温度大约为40℃，此时可以获得满足室内通风要求前提下的最大风量，因此实验风速建议值为3m/s。

本文通过数值模拟为实验提供了指导和理论依据。接下来将会根据数值模拟结果进行试验台设计为进行实验测试，通过与模拟结果对比，对空气-水平两用型板型太阳能集热器的集热效率进行优化设计。

参考文献：

[1]彭运吉. 平板型太阳能集热器的研究进展[J]. 石油和化工节能,2012,02:5-7.

[2]邓月超,赵耀华,刁彦华等.平板太阳能集热器自然对流热损失的数值模拟研究[C].中国工程热物理学会2010 年传热传质学学术会议论文集.2010:1-6.

第5篇：工程热物理论文范文

关键词：铁路 桥梁 温度 应力 裂缝

Abstract: this paper is based on the the project of a railway bridge. It presents the influence of temperature on the mechanic behavior of the project. Different temperature mode are adopted. Finite element models by MIDAS-CIVL are developed to take into analysis. Construction measures are proposed to solve the problem of temperature influence .

Key word: railway, bridge, temperature, stress, crack

中图分类号： U445文献标识码：A文章编号：

1 概述

桥梁结构以及施工工艺的特点，使其在高速铁路中广泛应用，尤其是在峡谷、河流、跨公路的地方桥梁几乎成为了跨越障碍唯一的结构形式。然而桥梁投入使用之后，风力、温度等外界因素尤其是温度对桥梁的影响越来越受到设计、施工以及运营阶段保养与维修人员的重视。国内外也有很多因为温度应力的影响而破坏的例子。温度对桥梁的影响主要表现在横向、纵向位移的变化和梁体裂缝的出现，并且现在普遍认为温度应力已成为混凝土梁出现裂缝的主要原因之一。因此，温度对桥梁的哪一部位影响较大并采取怎么样的措施就显得尤其重要

2 温度场的主要影响因素及其分布特点

2.1 外部因素

混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。

2.2 内部因素

影响混凝土温度场的内部因素主要是混凝土的热物理性能、水泥的品种、构件的形状，铺装层的厚度和颜色对结构物的温度场也有较大影响。

3 实际工程分析

3.1 工程背景

某铁路，设计速度目标值200公里每小时。该特大桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥，主梁位于直线及缓和曲线（换算半径R=3500m）上，连续箱梁按曲线设计，桥墩按线路平面法的法向布置。边支座中心线至梁端0.7m，全长217.4m，计算跨径60+96+60m，采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。

3.2 模型建立

本模型在输入时考虑了桥面2％的横坡，模型离散化后划分为290个单元，全部采用梁单元，节点数291个。

3.3 温度变化对该大桥的影响分析

3.3．1 考虑升降温影响分析

MIDAS模拟考虑升降温对主梁梁体影响时，依据规范和设计要求梁体按均匀升温25℃，均匀降温25℃计算。按照桥支座约束情况（假设固定铰支座是安装在梁体的最左端）， MIDAS-CIVIL模拟考虑主梁升降温可得到如图（一）~图（三）的结果。

图1 梁体均匀升降温时引起的轴向位移曲线图（左图）和弯矩曲线图（右图）

图2 梁体均匀升降温时引起的挠度图

注：左图是升温。右图是降温

图3 梁体均匀升降温时引起的应力图

注：左图是升温。右图是降温

由以上计算结果可以看出：梁体升降温时，引起的轴向变形近75mm,最大绝对挠度0.76mm,最大绝对应力0.014MPa。整体升降温主要对轴线变形产生较大影响，整体升降温对主梁挠度、应力较小。

3.3．2考虑温度梯度影响分析

1）考虑沿梁高方向的温度荷载

仅考虑沿梁高方向的温度梯度时，沿梁高方向非线性温差取20℃考虑。MIDAS-CIVIL模拟考虑沿梁高方向的温度梯度可得到如图4。

图4 仅考虑沿梁高方向的温度梯度挠度曲线图（左）和应力曲线图（右）

仅考虑沿梁高温度梯度效应引起边跨上挠，最大上挠值3.46mm，中跨下挠，最大下挠值6.06mm；引起的下缘最大拉应力均为1.29MPa，压应力0.47MPa；

2）考虑双向组合温度荷载

据按沿梁高方向非线性温差取20℃考虑，假设宛川河特大桥连续梁为无砟轨道桥，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，本课题还需将梁高和梁宽两个方向的温度梯度组合考虑。考虑温度梯度双向组合上下缘应力点示意图如图5。MIDAS-CIVIL模拟考虑双向组合温度梯度可得到如图6的结果。

图5 考虑温度梯度双向组合上下缘应力点示意图

图6 考虑双向组合温度梯度引起的挠度曲线图（左）和应力曲线图（右）

考虑双向组合温度梯度效应引起边跨上挠，最大上挠值2.6mm，中跨下挠，最大下挠值4.6mm；下缘3点和4点最大拉应力均为1.51MPa。

4 构造措施

梁体的温度应力是一个空间应力问题，不均匀温度变化对梁体的影响更大，在这就不在论述。为了降低温度变化对梁体的影响，可以采取以下措施：

（1）实际成桥状态下，升降温主要对轴线变形产生较大影响（尤其大跨度桥梁），可以在连续梁主梁与预制梁衔接的位置预留足够的接缝。

（2）桥面上铺设隔热层可以有效的竖向日照温差的温度技术，并在温度应力显著的地方布置一定的构造钢筋，虽然温度应力不是主要控制应力，但是要是考虑不当可能会使梁体在温度应力显著的地方产生裂缝，最终导致梁体的破坏。

（3）还应满足规范要求，同时还应布置一定数量非预应力钢筋，使得温度应力均匀控制温度裂缝的产生和继续发展。

参考文献：

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[4]谢青华.大跨径预应力混凝土连续箱梁桥温度效应分析[学位论文].武汉.武汉理工大学.2008.05

注：赵永前，男，山东临沂，研究生，助理工程师，济南铁路局济南工务段，

李学，男，山东莱芜，大专，助理工程师，济南铁路局济南工务段

第6篇：工程热物理论文范文

关键词:梯度功能材料，复合材料，研究进展

Abstract :This paper introduces the concept ，types，capability，preparation methods of functionally graded materials. Based upon analysis of the present application situations and prospect of this kind of materials some problems existed are presented. The current status of the research of FGM are discussed and an anticipation of its future development is also present.

Key words :FGM；composite；the Advance

0 引言

信息、能源、材料是现代科学技术和社会发展的三大支柱。现代高科技的竞争在很大程度上依赖于材料科学的发展。对材料，特别是对高性能材料的认识水平、掌握和应用能力，直接体现国家的科学技术水平和经济实力，也是一个国家综合国力和社会文明进步速度的标志。因此，新材料的开发与研究是材料科学发展的先导，是21世纪高科技领域的基石。

近年来，材料科学获得了突飞猛进的发展[1]。究其原因，一方面是各个学科的交叉渗透引入了新理论、新方法及新的实验技术;另一方面是实际应用的迫切需要对材料提出了新的要求。而FGM即是为解决实际生产应用问题而产生的一种新型复合材料，这种材料对新一代航天飞行器突破“小型化”，“轻质化”，“高性能化”和“多功能化”具有举足轻重的作用[2]，并且它也可广泛用于其它领域，所以它是近年来在材料科学中涌现出的研究热点之一。

1 FGM概念的提出

当代航天飞机等高新技术的发展，对材料性能的要求越来越苛刻。例如：当航天飞机往返大气层，飞行速度超过25个马赫数，其表面温度高达2000℃。而其燃烧室内燃烧气体温度可超过2000℃，燃烧室的热流量大于5MW/m2， 其空气入口的前端热通量达5MW/m2.对于如此大的热量必须采取冷却措施，一般将用作燃料的液氢作为强制冷却的冷却剂，此时燃烧室内外要承受高达1000K以上的温差，传统的单相均匀材料已无能为力[1]。若采用多相复合材料，如金属基陶瓷涂层材料，由于各相的热胀系数和热应力的差别较大，很容易在相界处出现涂层剥落[3]或龟裂[1]现象，其关键在于基底和涂层间存在有一个物理性能突变的界面。为解决此类极端条件下常规耐热材料的不足，日本学者新野正之、平井敏雄和渡边龙三人于1987年首次提出了梯度功能材料的概念[1]，即以连续变化的组分梯度来代替突变界面，消除物理性能的突变，使热应力降至最小[3]。

随着研究的不断深入，梯度功能材料的概念也得到了发展。目前梯度功能材料(FGM)是指以计算机辅助材料设计为基础，采用先进复合技术，使构成材料的要素（组成、结构）沿厚度方向有一侧向另一侧成连续变化，从而使材料的性质和功能呈梯度变化的新型材料[4]。

2 FGM的特性和分类

2.1 FGM的特殊性能

由于FGM的材料组分是在一定的空间方向上连续变化的特点如图2，因此它能有效地克服传统复合材料的不足[5]。正如Erdogan在其论文[6]中指出的与传统复合材料相比FGM有如下优势:

1)将FGM用作界面层来连接不相容的两种材料，可以大大地提高粘结强度;

2)将FGM用作涂层和界面层可以减小残余应力和热应力;

3)将FGM用作涂层和界面层可以消除连接材料中界面交叉点以及应力自由端点的应力奇异性;

4)用FGM代替传统的均匀材料涂层，既可以增强连接强度也可以减小裂纹驱动力。

2.2 FGM的分类

根据不同的分类标准FGM有多种分类方式。根据材料的组合方式，FGM分为金属/陶瓷，陶瓷/陶瓷，陶瓷/塑料等多种组合方式的材料[1]；根据其组成变化FGM分为梯度功能整体型（组成从一侧到另一侧呈梯度渐变的结构材料），梯度功能涂敷型（在基体材料上形成组成渐变的涂层），梯度功能连接型（连接两个基体间的界面层呈梯度变化）[1]；根据不同的梯度性质变化分为密度FGM，成分FGM，光学FGM，精细FGM等[4]；根据不同的应用领域有可分为耐热FGM，生物、化学工程FGM，电子工程FGM等[7]。

3 FGM的应用

FGM最初是从航天领域发展起来的。随着FGM 研究的不断深入，人们发现利用组分、结构、性能梯度的变化，可制备出具有声、光、电、磁等特性的FGM，并可望应用于许多领域。

功　能

应　用　领　域 材　料　组　合

缓和热应

力功能及

结合功能

航天飞机的超耐热材料

陶瓷引擎

耐磨耗损性机械部件

耐热性机械部件

耐蚀性机械部件

加工工具

运动用具:建材 陶瓷　金属

陶瓷　金属

塑料　金属

异种金属

异种陶瓷

金刚石　金属

碳纤维　金属　塑料

核功能

原子炉构造材料

核融合炉内壁材料

放射性遮避材料 轻元素　高强度材料

耐热材料　遮避材料

耐热材料　遮避材料

生物相溶性

及医学功能

人工牙齿牙根

人工骨

人工关节

人工内脏器官:人工血管

补助感觉器官

生命科学 磷灰石　氧化铝

磷灰石　金属

磷灰石　塑料

异种塑料

硅芯片　塑料

电磁功能

电磁功能 陶瓷过滤器

超声波振动子

IC

磁盘

磁头

电磁铁

长寿命加热器

超导材料

电磁屏避材料

高密度封装基板 压电陶瓷　塑料

压电陶瓷　塑料

硅　化合物半导体

多层磁性薄膜

金属　铁磁体

金属　铁磁体

金属　陶瓷

金属　超导陶瓷

塑料　导电性材料

陶瓷　陶瓷

光学功能 防反射膜

光纤;透镜;波选择器

多色发光元件

玻璃激光 透明材料　玻璃

折射率不同的材料

不同的化合物半导体

稀土类元素　玻璃

能源转化功能

MHD 发电

电极;池内壁

热电变换发电

燃料电池

地热发电

太阳电池 陶瓷　高熔点金属

金属　陶瓷

金属　硅化物

陶瓷　固体电解质

金属　陶瓷

电池硅、锗及其化合物

4 FGM的研究

FGM研究内容包括材料设计、材料制备和材料性能评价。

4. 1 　FGM设计

FGM设计是一个逆向设计过程[7]。

首先确定材料的最终结构和应用条件，然后从FGM设计数据库中选择满足使用条件的材料组合、过渡组份的性能及微观结构，以及制备和评价方法，最后基于上述结构和材料组合选择，根据假定的组成成份分布函数，计算出体系的温度分布和热应力分布。如果调整假定的组成成份分布函数，就有可能计算出FGM体系中最佳的温度分布和热应力分布，此时的组成分布函数即最佳设计参数。

FGM设计主要构成要素有三:

1)确定结构形状，热—力学边界条件和成分分布函数;

2)确定各种物性数据和复合材料热物性参数模型;

3)采用适当的数学—力学计算方法，包括有限元方法计算FGM的应力分布，采用通用的和自行开发的软件进行计算机辅助设计。

FGM设计的特点是与材料的制备工艺紧密结合，借助于计算机辅助设计系统，得出最优的设计方案。

4. 2　FGM的制备

FGM制备研究的主要目标是通过合适的手段，实现FGM组成成份、微观结构能够按设计分布，从而实现FGM的设计性能。可分为粉末致密法:如粉末冶金法(PM) ，自蔓延高温合成法(SHS) ;涂层法:如等离子喷涂法，激光熔覆法，电沉积法，气相沉积包含物理气相沉积(PVD) 和化学相沉积(CVD) ;形变与马氏体相变[10、14]。

4. 2. 1 　粉末冶金法(PM)

PM法是先将原料粉末按设计的梯度成分成形，然后烧结。通过控制和调节原料粉末的粒度分布和烧结收缩的均匀性，可获得热应力缓和的FGM。粉末冶金法可靠性高，适用于制造形状比较简单的FGM部件，但工艺比较复杂，制备的FGM有一定的孔隙率，尺寸受模具限制[7]。常用的烧结法有常压烧结、热压烧结、热等静压烧结及反应烧结等。这种工艺比较适合制备大体积的材料。PM法具有设备简单、易于操作和成本低等优点，但要对保温温度、保温时间和冷却速度进行严格控制。国内外利用粉末冶金方法已制备出的FGM有:MgC/ Ni 、ZrO2/ W、Al2O3/ ZrO2 [8]、Al2O3-W-Ni-Cr、WC-Co、WC-Ni等[7] 。

4. 2. 2 自蔓延燃烧高温合成法(Self-propagating High-temperature Synthesis 简称SHS或Combustion Synthesis)

SHS 法是前苏联科学家Merzhanov 等在1967 年研究Ti和B的燃烧反应时，发现的一种合成材料的新技术。其原理是利用外部能量加热局部粉体引燃化学反应，此后化学反应在自身放热的支持下，自动持续地蔓延下去， 利用反应热将粉末烧结成材，最后合成新的化合物。其反应示意图如图6所示[16]：

SHS 法具有产物纯度高、效率高、成本低、工艺相对简单的特点。并且适合制造大尺寸和形状复杂的FGM。但SHS法仅适合存在高放热反应的材料体系，金属与陶瓷的发热量差异大，烧结程度不同，较难控制，因而影响材料的致密度，孔隙率较大，机械强度较低。目前利用SHS 法己制备出Al/ TiB2 ， Cu/ TiB2 、Ni/ TiC[8] 、Nb-N、Ti-Al等系功能梯度材料[7、11]。

4. 2. 3 喷涂法

喷涂法主要是指等离子体喷涂工艺，适用于形状复杂的材料和部件的制备。通常，将金属和陶瓷的原料粉末分别通过不同的管道输送到等离子喷枪内，并在熔化的状态下将它喷镀在基体的表面上形成梯度功能材料涂层。可以通过计算机程序控制粉料的输送速度和流量来得到设计所要求的梯度分布函数。这种工艺已经被广泛地用来制备耐热合金发动机叶片的热障涂层上，其成分是部分稳定氧化锆(PSZ)陶瓷和NiCrAlY合金[9]。

4. 2. 3. 1 等离子喷涂法(PS)

PS 法的原理是等离子气体被电子加热离解成电子和离子的平衡混合物，形成等离子体，其温度高达1 500 K，同时处于高度压缩状态，所具有的能量极大。等离子体通过喷嘴时急剧膨胀形成亚音速或超音速的等离子流，速度可高达1. 5 km/ s。原料粉末送至等离子射流中，粉末颗粒被加热熔化，有时还会与等离子体发生复杂的冶金化学反应，随后被雾化成细小的熔滴，喷射在基底上，快速冷却固结，形成沉积层。喷涂过程中改变陶瓷与金属的送粉比例，调节等离子射流的温度及流速，即可调整成分与组织，获得梯度涂层[8、11]。该法的优点是可以方便的控制粉末成分的组成，沉积效率高，无需烧结，不受基体面积大小的限制，比较容易得到大面积的块材[10]，但梯度涂层与基体间的结合强度不高，并存在涂层组织不均匀，空洞疏松，表面粗糙等缺陷。采用此法己制备出TiB2-Ni、TiC-Ni、TiB2-Cu、Ti-Al[7] 、NiCrAl/MgO -ZrO2、NiCrAl/Al2O3/ZrO2、NiCrAlY/ZrO2[10]系功能梯度材料

4.2.3.2　激光熔覆法

激光熔覆法是将预先设计好组分配比的混合粉末A放置在基底B上，然后以高功率的激光入射至A并使之熔化，便会产生用B合金化的A薄涂层，并焊接到B基底表面上，形成第一包覆层。改变注入粉末的组成配比，在上述覆层熔覆的同时注入，在垂直覆层方向上形成组分的变化。重复以上过程，就可以获得任意多层的FGM。用Ti-A1合金熔覆Ti用颗粒陶瓷增强剂熔覆金属获得了梯度多层结构。梯度的变化可以通过控制初始涂层A的数量和厚度，以及熔区的深度来获得，熔区的深度本身由激光的功率和移动速度来控制。该工艺可以显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热及电气特性和生物活性等性能，但由于激光温度过高，涂层表面有时会出现裂纹或孔洞，并且陶瓷颗粒与金属往往发生化学反应[10]。采用此法可制备Ti - Al 、WC -Ni 、Al - SiC 系梯度功能材料[7 ] 。

4.2.3.3 热喷射沉积[10]

与等离子喷涂有些相关的一种工艺是热喷涂。用这种工艺把先前熔化的金属射流雾化，并喷涂到基底上凝固，因此，建立起一层快速凝固的材料。通过将增强粒子注射到金属流束中，这种工艺已被推广到制造复合材料中。陶瓷增强颗粒，典型的如SiC或Al2O3，一般保持固态，混入金属液滴而被涂覆在基底，形成近致密的复合材料。在喷涂沉积过程中，通过连续地改变增强颗粒的馈送速率，热喷涂沉积已被推广产生梯度6061铝合金/SiC复合材料。可以使用热等静压工序以消除梯度复合材料中的孔隙。

4.2.3.4 电沉积法

电沉积法是一种低温下制备FGM的化学方法。该法利用电镀的原理，将所选材料的悬浮液置于两电极间的外场中，通过注入另一相的悬浮液使之混合，并通过控制镀液流速、电流密度或粒子浓度，在电场作用下电荷的悬浮颗粒在电极上沉积下来，最后得到FGM膜或材料[8]。所用的基体材料可以是金属、塑料、陶瓷或玻璃，涂层的主要材料为TiO2-Ni， Cu-Ni ，SiC-Cu，Cu-Al2O3等。此法可以在固体基体材料的表面获得金属、合金或陶瓷的沉积层，以改变固体材料的表面特性，提高材料表面的耐磨损性、耐腐蚀性或使材料表面具有特殊的电磁功能、光学功能、热物理性能，该工艺由于对镀层材料的物理力学性能破坏小、设备简单、操作方便、成型压力和温度低，精度易控制，生产成本低廉等显著优点而备受材料研究者的关注。但该法只适合于制造薄箔型功能梯度材料。[8、10]

4.2.3.5 气相沉积法

气相沉积是利用具有活性的气态物质在基体表面成膜的技术。通过控制弥散相浓度，在厚度方向上实现组分的梯度化，适合于制备薄膜型及平板型FGM[8]。该法可以制备大尺寸的功能梯度材料，但合成速度低，一般不能制备出大厚度的梯度膜，与基体结合强度低、设备比较复杂。采用此法己制备出Si-C、Ti-C、Cr-CrN、Si-C-TiC、Ti-TiN、Ti-TiC、Cr-CrN系功能梯度材料。气相沉积按机理的不同分为物理气相沉积(PVD) 和化学气相沉积(CVD) 两类。

化学气相沉积法(CVD)是将两相气相均质源输送到反应器中进行均匀混合，在热基板上发生化学反应并使反映产物沉积在基板上。通过控制反应气体的压力、组成及反应温度，精确地控制材料的组成、结构和形态，并能使其组成、结构和形态从一种组分到另一种组分连续变化，可得到按设计要求的FGM。另外，该法无须烧结即可制备出致密而性能优异的FGM，因而受到人们的重视。主要使用的材料是C-C、C-SiC、Ti-C等系[8、10]。CVD的制备过程包括：气相反应物的形成；气相反应物传输到沉积区域；固体产物从气相中沉积与衬底[12]。

物理气相沉积法(PVD)是通过加热固相源物质，使其蒸发为气相，然后沉积于基材上，形成约100μm 厚度的致密薄膜。加热金属的方法有电阻加热、电子束轰击、离子溅射等。PVD 法的特点是沉积温度低，对基体热影响小，但沉积速度慢。日本科技厅金属材料研究所用该法制备出Ti/ TiN、Ti/ TiC、Cr/ CrN 系的FGM [7~8、10~11]

4. 2. 4 形变与马氏体相变[8]

通过伴随的应变变化，马氏体相变能在所选择的材料中提供一个附加的被称作“相变塑性”的变形机制。借助这种机制在恒温下形成的马氏体量随材料中的应力和变形量的增加而增加。因此，在合适的温度范围内，可以通过施加应变(或等价应力) 梯度，在这种材料中产生应力诱发马氏体体积分数梯度。这一方法在顺磁奥氏体18 -8 不锈钢(Fe -18% ，Cr -8 %Ni) 试样内部获得了铁磁马氏体α体积分数的连续变化。这种工艺虽然明显局限于一定的材料范围，但能提供一个简单的方法，可以一步生产含有饱和磁化强度连续变化的材料，这种材料对于位置测量装置的制造有潜在的应用前景。

4. 3 FGM的特性评价

功能梯度材料的特征评价是为了进一步优化成分设计，为成分设计数据库提供实验数据，目前已开发出局部热应力试验评价、热屏蔽性能评价和热性能测定、机械强度测定等四个方面。这些评价技术还停留在功能梯度材料物性值试验测定等基础性的工作上[7]。目前，对热压力缓和型的FGM主要就其隔热性能、热疲劳功能、耐热冲击特性、热压力缓和性能以及机械性能进行评价[8]。目前，日本、美国正致力于建立统一的标准特征评价体系[7~8]。

5 FGM的研究发展方向

5.1 存在的问题

作为一种新型功能材料，梯度功能材料范围广泛，性能特殊，用途各异。尚存在一些问题需要进一步的研究和解决，主要表现在以下一些方面[5、13]:

1）梯度材料设计的数据库（包括材料体系、物性参数、材料制备和性能评价等）还需要补充、收集、归纳、整理和完善；

2）尚需要进一步研究和探索统一的、准确的材料物理性质模型，揭示出梯度材料物理性能与成分分布，微观结构以及制备条件的定量关系，为准确、可靠地预测梯度材料物理性能奠定基础；

3）随着梯度材料除热应力缓和以外用途的日益增加，必须研究更多的物性模型和设计体系，为梯度材料在多方面研究和应用开辟道路；

4）尚需完善连续介质理论、量子（离散）理论、渗流理论及微观结构模型，并借助计算机模拟对材料性能进行理论预测，尤其需要研究材料的晶面（或界面）。

5)已制备的梯度功能材料样品的体积小、结构简单，还不具有较多的实用价值;

6)成本高。

5.2 FGM制备技术总的研究趋势[13、15、19-20]

1）开发的低成本、自动化程度高、操作简便的制备技术；

2）开发大尺寸和复杂形状的FGM制备技术；

3）开发更精确控制梯度组成的制备技术（高性能材料复合技术）；

4）深入研究各种先进的制备工艺机理，特别是其中的光、电、磁特性。

5.3 对FGM的性能评价进行研究[2、13]

有必要从以下5个方面进行研究：

1）热稳定性，即在温度梯度下成分分布随 时间变化关系问题；

2）热绝缘性能；

3）热疲劳、热冲击和抗震性；

4）抗极端环境变化能力；

5）其他性能评价，如热电性能、压电性能、光学性能和磁学性能等

6 结束语

FGM 的出现标志着现代材料的设计思想进入了高性能新型材料的开发阶段[8]。FGM的研究和开发应用已成为当前材料科学的前沿课题。目前正在向多学科交叉，多产业结合，国际化合作的方向发展。

参考文献

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[18] 工程材料. col.njtu.edu.cn/zskj/3021/gccl/CH2/2.6.4.htm.

第7篇：工程热物理论文范文

[关键词]专业图书馆　知识服务模式　学科馆员服务　学科信息服务

[分类号]G258.5

中国科学院研究所文献情报机构是我国专业图书馆中最有活力的体系之一。2001年以来，随着中国科学院知识创新工程建设的深入，在信息化、数字化大潮的推动下，中国科学院研究所文献情报机构结合科研一线的服务需求，进行了大量的知识服务探索与实践，正在逐步形成适合数字化科研的文献信息需求的服务模式。

1专业图书馆知识服务的内涵

知识服务是学术性文献信息机构的主要发展趋势之一，代表着未来专业图书馆的核心能力。未来专业图书馆的核心能力定位在知识服务，即以信息知识的搜寻、组织、分析、重组的知识和能力为基础，根据用户的问题和环境，融入用户解决问题的过程之中，提供能够有效支持知识应用和知识创新的服务。在图书馆、文献信息服务行业，知识服务内涵也是不断发展的。随着数字化、网络化技术的应用不断深入，知识服务的内涵进一步包括了信息管理、知识管理、战略性学习的相关内容与工具，面向研究、决策制定和创新等提供服务。科学研究过程的数据化，科研活动的流程化，科研过程的模拟，推动着科研信息需求不断向知识化服务转变，知识服务在服务内容、服务方式、服务组织上都出现了新的特征。专业图书馆的知识服务要求支持科研活动的知识计算环境和工具建设，支持“现场”的科研信息交互，支持动态柔性的知识、信息组织，建立E-Knowledge服务机制。

2001年以来，中国科学院各研究所文献情报机构在中国科学院国家科学图书馆的大力支持下，围绕不断变化的科研信息服务需求，进行了多层次、丰富的知识服务探索。在文献保障服务方面，开展了科研文献资源需求分析、文献信息环境组织、科技文献保障体系建设、网络化文献保障与获取平台和系统建设。探索了开展学科化信息服务的试验途径与方法，逐步建立了嵌入科研过程的学科信息服务、文献保障、信息分析的模式与工作体系。推动组织了面向科研项目和科研管理的情报研究服务工作，开展专题情报分析与服务、决策信息分析与服务，采用科学计量与文献计量方法，进行专利分析、竞争力与竞争态势分析、专题情报研究等服务。利用文献组织、信息组织、知识组织技术，开展面向科研项目、领域的知识组织研究，提供专业化的知识组织平台和知识环境建设工具，建设知识共享环境和协作环境。

2中国科学院研究所文献情报机构的知识服务实践

在国家知识创新试点工程的支持下，中国科学院110余个研究单元围绕自然科学各个前沿领域、战略高新技术领域等攀登科学技术高峰，同时，对科技信息服务提出了不同层次的需求。针对科研人员广泛的文献服务需求、学科信息服务需求、学科情报服务需求、战略情报服务需求，各文献情报机构探索性地开展了知识服务，并形成了一定规模，积累了丰富经验。总结中国科学院研究所各文献情报机构的知识服务经验，主要表现在：科研文献资源保障服务、文献信息咨询服务、专题文献信息服务、学科信息服务与信息环境建设、专题情报研究与服务、信息分析与知识服务平台建设等方面。

2.1深入开展科研一线文献信息需求分析，系统建立文献保障服务方案

科研一线的文献信息需求、知识服务需求是专业图书馆机构组织服务的基点。中国科学院研究所文献情报机构结合科研活动的流程，采取多元方法(服务需求调研、计量分析、内容分析、学科分析等方法)，分析了各自研究所核心期刊文献需求，分析满足文献需求的各种形式。根据中国科学院科研一线的文献信息需求，合理制定文献资源建设方案，采取集团采购、集成揭示、馆际互借等形式，合理配置，发挥有限资金的最大效益。如青藏高原研究所根据科技文献数字化发展趋势，确立了“以电子资源为主，纸本以青藏高原研究基础理论书籍为主要馆藏，其他通过馆际互借方式予以满足，文献数据库以参加组团订购为主”的保障方针，合理制定文献保障策略。

大部分研究所图书馆组织编制文献分析报告，引导研究所的订购决策和资金投入。如理论物理研究所图书馆分析在ISI Web of Science平台中检索到本所2004-2009年共被SCI收录论文1330篇，引用期刊论文34618篇，其中有32243篇集中分布在103种期刊上。据此，制定了本所科技期刊的采购策略，选择订购103种学术期刊。电工研究所图书馆分别在SCI、JCR、EI数据库平台上，对本所人员在2009年1月-2011年5月近2年多时间内发表的SCI、EI文章、引用参考文献的主要文献来源以及使用量等进行统计分析。软件研究所图书馆结合本所，分析文献资源保障状况，完成ACM、IEEE等核心电子期刊数据库的发文、使用分析报告，供所领导参考。烟台海岸带研究所图书馆采取文献计量学方法，完成了《所信息资源需求与保障分析》，形成了文献资源建设规划。

各研究所文献情报机构除了发挥资金效力，合理订购文献资源外，还广泛利用网络开放资源、建立专业文献信息网站，建立第三方文献共享渠道，组织开发科技文献数据库。天津工业生物技术研究所图书馆围绕工业生物技术以及生物技术的国内著名门户网站，开展深度分析，制定科研信息保障策略，系统分析工业生物信息网、工业生物技术信息网、生物谷、生物通、丁香园、科学网、Nature、Science、Cell、Oxford-Journals、PNAS、PLOS One等网站结构，建立集成的文献信息聚合、页面信息抓取工具，使科研人员及时掌握先进科研动态、重要期刊文献。力学研究所图书馆还利用电子资源的广泛分布特点，不定期通过专业论坛、社区等网上空间收集电子资源，尤其是国外原版电子书，推荐给相关研究领域的课题组。昆明植物研究所图书馆通过电子邮件方式，让科研人员随时随地地推荐资源，自主决定资源采购类型及内容。上海精密光学机械研究所图书馆自主开发建设专题文献数据库，收录国外相关学术会议信息超过13000条、相关专家数据超过1000人、激光器产品数据3000余条、光电百科词条2700余条，数据库还收录了专业学术会议报告、国外专业机构研究报告、非正式出版物、互联网资料、内部资料等灰色文献逾数万条，相当部分的“稀见”文献资料具有独特价值。

2.2全面开展文献信息的咨询服务，满足科研文献获取和评价需求

中国科学院各个研究所文献情报机构利用文献计

量分析等手段，深化文献信息保障服务的内涵，拓展文献信息服务的范围，组织开展以文献分析为基础的知识服务，提供面向课题和科研项目的文献咨询和服务，开展专题文献计量分析服务，面向科研课题提供专题文献管理服务、专题文献保障服务等。

半导体研究所图书信息中心根据科研人员信息需求的特点，主动开展各种针对性文献信息服务，形成了具有特色的文献咨询服务模式，包括开展文献定制服务，使得用户长期、稳定地获取本专业最新科研动态；为所内用户申请项目、申报奖项提供文献收录引证分析；向科研人员以“信息早餐”形式科研信息。电子学研究所图书馆为全所科研人员和研究所提供文献代查服务，提供文献查询、文献传递、付费、接收文献、文献整理和管理等一条龙服务。电工研究所图书馆通过组织SCI、EI论文引证检索专题讲座，编制论文引证检索方法说明等，按照科研成果管理要求开展SCI、EI论文收录、影响因子、核心期刊论文、论文摘要、电子文献检索等，支持科研人员的晋级、项目申报。

过程工程研究所图书馆专门针对院士申报、杰出青年基金申请、成果申报等提供引证检索服务，2008年至今为76位科研人员和实验室提供引证检索报告155份，得到了科研人员的普遍认同。古脊椎动物与古人类研究所图书馆为了节省科研人员的精力，宣传推广文献传递服务，主动为每位院士、资深科学家、科研精英等配备了原文传递账号和随易通，为科研工作营造了良好的信息环境。宁波材料技术与工程研究所文献信息机构配合科技处对科研人员和研究生论文是否被SCI、EI收录进行核实，查询的被SCI、ISTP收录和引用情况。通过比较、分析、归纳、概括等手段对期刊、著作、论文等文献的引用与被引用情况进行分析和总结，从而掌握本所科研人员和学生查阅文献的规律和范围，为文献情报工作者构建本所核心资源提供科学、合理的依据。

上海微系统与信息技术研究所图书馆围绕着本所的高技术研发特点和中国科学院发展产业化服务国家的战略，主办了《微系统技术信息》网络杂志，每周不定期(3-4次)提供科研最新动态，以电子邮件的形式向所里的研究员、所领导发送；所提供的网络信息调研服务覆盖了微系统所所有的研究方向，着重报告最新的学术和产业动态。上海有机化学所图书馆以全院集团采购网络版数字资源为主，改变以往必须到图书馆才能获得服务的模式，开展网络化文献信息服务；同时在文献信息服务上，从单独依靠本所图书馆提供服务为主，转变为以全院文献情报机构联合合作的服务模式。

2.3嵌入科研一线，开展专题文献信息服务，保障科研人员的文献信息需求

面向科研课题和项目组织专题文献信息服务，是中国科学院各研究所文献情报机构的主要工作任务之一。目前，已经形成了围绕科研信息服务需求，开展专题文献信息、动态趋势分析，围绕研究机构和学科领域，开展研究机构竞争力分析、学科发展态势分析的知识服务模式。

长春应用化学研究所图书馆在保障基础信息服务的同时，承担《研究所重点学科资源发现与利用态势分析》项目研究，建立重点学科资源与重点学科研究领域发展态势之间的关联关系，分析研究所重点学科资源的利用态势，完成《研究所高分子国家重点实验室期刊保障现状分析》、《研究所高分子国家重点实验室引用论文期刊保障现状分析》、《国外目标机构资源保障分析》、《国外目标机构引用论文资源保障分析》以及《生物医用高分子研究领域全景分析》等研究报告。计算技术研究所图书馆为本所战略规划提供信息咨询服务和统计报告，撰写《基于ESI的研究所科技论文产出与影响力分析》和《计算技术研究所2000年至2006年发表科技论文统计分析》等；并撰写《IEEE科技期刊出版现状调研分析》、《高性能计算研究与应用的文献计量分析》等分析报告。化学研究所图书馆在保障基础信息服务的同时，开展专题信息服务探索，完成《化学所与德国马普、日本分子研究所、加州伯克利大学、上海有机所和长春应化所的资源比对分析》、《化学所SCI收录论文统计及期刊分类》报告。

金属研究所图书馆配合材料科学国家(联合)实验室开展材料标准制定与实施的专题调研，分别对中国、美国、日本及英国四国材料标准进行系统比较分析，全面展示了我国材料标准在数量、标准更新速度及技术领域分布等方面与其他三个发达国家的差异，为下一步制定材料标准工作提供重要的数据支持。《四个国家材料标准文献比较分析》也为促进我国材料科学的发展及材料标准体系的构建和完善提供参考和借鉴。理化技术研究所图书馆为激光物理实验室开展定题服务，半年完成近千条文献信息、网络新闻、专利等形式信息的推送服务；利用掌握的检索技巧对互联网上的相关资源进行了筛选，并在所主页上构建了能源专栏，一定程度上弥补了能源相关信息不足的缺憾。

南京地理与湖泊研究所图书馆专门针对2007年太湖爆发严重的蓝藻水华，搜集、整理了大量相关文献信息，制作了“蓝藻水华信息专题”，及时提供给研究所领导及相关研究人员。其提供的资料对本所为江苏省及无锡市政府起草的应急措施报告起到了重要作用，得到项目首席科学家的认可。紫金山天文台图书馆主动参与学科情报信息服务，完成了“紫金山天文台SCI收录论文文献计量分析”、“基于Web of Science数据库的空间环境领域研究发展分析”领域分析，并针对1900-2010年期间有关空间环境科学研究领域的文献，对其国家地区、文献类型、机构、出版年、文献来源、学科种类等进行分析，揭示空间环境学科领域在国内外的研究发展状况。

2.4深化学科信息服务内涵，建设专题信息环境，探索服务转型

各个研究所文献情报机构，积极变革图书馆服务模式，实现从传统图书馆的阵地阅览服务、文献借阅服务等向支持科研文献及时保障、文献获取能力培训、专题信息咨询等方向的转变。各研究所图书馆将科研人员文献获取能力、信息获取能力、信息评价能力等信息素质培训作为工作的核心内容，因地制宜、因时制宜，组织不同形式的培训，如预约培训、现场培训、嵌入式培训等。培训内容包括了文献获取方法与途径、文献检索方法与工具、文献管理工具、文献信息环境建设、等。

工程热物理研究所图书馆组织图书馆员、学科馆员、数据库商开展面向全所、实验室、课题组的培训，内容包括新生与新员工人所教育、专题文献检索、End-note管理工具、专利检索、标准检索、军工信息检索、统计数据检索、SCI／EI／Knovel／ASME／DII等数据库使用技巧、TDA分析工具利用等多种形式和内容的培训。在培训组织过程中，与研究所人事处、学生会、实验室密切沟通合作，形成比较完善的培训组织形式。

力学研究所图书馆结合重点实验室需求，尝试以新的方式针对研究领域开展学科情报服务，以信息平台建设为主，组织建设“高超声速信息平台”，积累、长

期保存和利用专业信息，更好地为基础研究提供信息支撑服务，推动科研项目的进展。2009年11月，上海技术物理研究所图书馆为红外物理国家实验室安装了“红外物理信息服务”平台，提供红外物理最新的科研成果、科技新闻、红外物理实验室论文收录引用分析、国际影响力分析、红外物理国际研究进展与趋势、红外物理核心和相关资源导航等学科信息服务，受到科研人员欢迎。海洋研究所图书馆围绕“中国近海水母爆发的关键过程、机理及生态环境效应”(973项目)建设专题知识环境，使图书馆的服务模式发生了很大的变化。南京地理与湖泊研究所图书馆充分挖掘文献资源信息，编制专题数据库，为一线科研人员提供服务。建设“中国湖泊水库文献目录数据库”，收集了从20世纪30-40年代开始到90年代的文献目录5000多条；建设“地形图目录数据库”，提供常用的大比例尺的地形图的目录数据10000多条；建设“馆藏地方志目录数据库”，揭示大量各类地方志文献目录数据库，收录3500多条记录，包含40000多册地方志。

2.5结合科研信息需求，组织专题情报研究，形成情报研究产品与服务

面向科研项目和科研管理工作，开展专题情报研究，是中国科学院研究所文献情报机构的又一大特色。各研究所图书馆针对一线科研任务、科研管理，面向区域经济发展、社会热点问题等，广泛开展技术发展态势、学科发展态势、科技竞争力、发展战略研究等情报调研。大连化学物理研究所信息中心围绕本所科研项目形成了专题情报调研服务机制，推出了专门的情报研究服务产品系列，编辑《大连化物所前沿信息通讯》和《大连化物所规划战略研究简报》，完成《大连化物所中国专利分析报告》、《CO2减排资料调研报告》、《水资源资料调研报告》、《太阳能硅原料化学化工资料调研报告》、《稀土化学化工资料调研报告》等。光电技术研究所信息中心围绕定题情报服务(SDI)机制，建队伍、建网络、建流程，在长达30多年的SDI连续跟踪中，已形成题录／摘要、动态、汇编和专集等4个情报产品序列，连续出版《动态》200余期，《光束控制和跟踪测量技术》、《光刻技术》等资料汇编300余辑。

金属研究所图书馆为支持我国钢铁战略规划的制定与实施，采用文献计量分析工具，从近10万条文献数据中，综合分析全球钢铁业的技术研究热点；通过对近400篇文献内容的综述，详细展示钢铁业研究进展，提供《钢铁行业发展及研究现状分析报告》，为钢铁战略规划的制定提供有力的文献支持。组织开展MCrAl系涂层国内外研究动态分析，针对材料表面工程研究部制定未来发展方向的需要，采用统计分析学、文献综述及专利评价等方法，形成了《MCrAI系高温防护涂层的研究进展》，探索出图书情报工作与用户需求间协同合作的有效模式。

青岛生物能源与过程研究所信息中心围绕本所优先发展领域与战略重点，采取内部电子刊物形式编发科学动态监测快报类、专题研究报告类、年度综合报告类等三类情报信息产品，其中科学动态监测快报目前包括《生物能源科技专辑》、《生物能源产业专辑》两种月刊，两种信息快报产品在相关共享平台、中国工业生物技术网等网络平台；专题研究报告和年度综合报告不定期，每年分别为4份和2份以上，其中部分报告已提交国家和院有关部门参考。上海生命科学信息中心开展《生命学科发展态势报告》的年度分析，组织《国内外生物类实验室废弃物管理机制研究》与《生物伦理管理研究报告》专题情报研究，根据科研战略规划制定需求完成《生科院神经研究所学科能力比较分析报告》。

上海光学精密机械研究所图书馆确立需求导向的服务原则和甘为人梯的服务理念，围绕研究所发展战略和重点科学领域，深入了解、分析研究所科技管理和科技创新活动对情报信息的需求，加强与所领导、所战略规划部门、研究所重要科学家的沟通联系，确定情报服务的重点对象和重要领域，密切关注、跟踪国际相关领域的最新发展态势，系统搜集、整理、分析、梳理相关技术领域的情报信息，形成了专题情报调研报告、专题信息编译汇编资料、专题信息简报、专题文献目录、专题数据库等系列化的情报服务产品。完成了《国际激光聚变科学技术现状与发展态势》、《太阳能电池技术专利分析报告》、《大型平面镜制造与测试先进技术调研报告》、《激光信噪比及相关技术研究现状及发展》、《国际ICF激光驱动器研究年度综述》、《国外高能拍瓦激光装置概述》、《国际光伏技术路线图概述》、《ICF光学材料激光损伤研究现状与分析》等情报调研报告。合肥物质科学研究院图书馆、上海天文台图书馆围绕学科发展和科研决策需求，在科技前沿态势跟踪、学科竞争态势分析、重大学科方向态势分析等方面形成了系统化的情报研究产品。

2.6试验建设专题信息分析工具与平台，构建研究项目和领域的专题信息环境

文献信息服务、知识服务的工具化、平台化是中国科学院文献情报系统实现服务模式转型和新型服务模式建立的主要标志之一。针对各个研究所专题信息服务的特点，在中国科学院国家科学图书馆积极推动和倡导下，利用各类知识服务工具软件，围绕专题研究领域和研究项目构建专题领域的知识环境。

声学研究所图书馆建立声学信息资源导航平台，整合各类信息资源形成了特色。软件研究所图书馆研发了基于个人／单位的科技论文检索与知识导航系统，以发现知识、获取知识、推送知识、跟踪知识和传播知识为主线，支持科研人员和科研管理部门快速挖掘信息。武汉病毒研究所在国家科学图书馆支持下，利用专题信息平台建设工具搭建专业领域的信息平台，如HIV分子流行病学与分子病毒学学科组信息平台、肝炎病毒学学科组信息平台、神经病毒学科组信息平台等，定期本学科组相关信息、研究进展、领域进展等。同时，将数字化文献信息、文献资源与服务体系、专业会议活动信息等有机融合到信息平台中，形成综合性的学科知识环境。新疆生态与地理研究所图书馆围绕研究所、新疆分院以及新疆地方的需求，组织战略情报研究服务，建立战略情报服务机制，累计完成新疆与中亚五国科技合作研究、新疆生态与地理研究所战略情报研究、新疆现代农业科技发展战略与路线图、新疆2007-2010年SCI论文统计分析、新疆科技产出10年评估、中亚国家科技发展概况及其与我国科技合作建议、蒙古国科技发展概况及其与我国科技合作建议、上海合作组织农业合作发展规划研究、发挥中心城市的聚集辐射作用研究、加快碘缺乏病防治方法与建议、新疆与中亚五国科技合作的回顾与建议、中亚科技实力及其与我国合作前景对策分析、国际棉花产业研究进展等情报研究项目。

青藏高原研究所图书馆秉承综合信息服务的理念，搭建“青藏高原研究信息与知识平台”，对国内外青藏高原研究相关的信息资源进行收集、整理、组织，集中展示青藏高原研究的各方面内容，实现了信息知识资源的保存、集成、共享和交互。上海药物研究所图书馆围绕“重大新药创制”科技专项，建立“药物情报网”，参与建设“上海市生物医药行业科技情报服务网站”、国家科技支撑计划项目“生物技术产业平台及信息共享平台”，在服务本所科研的同时，支持区域科技创新与发展。

3结语

第8篇：工程热物理论文范文

见到史聪灵本人之后，记者深深感受到他的随和与朴实――脸上一直带着谦逊的微笑，一说到研究的工作，就打开了话匣子……

理论与实践的结合

史聪灵说：“我最大的愿望就是把我所学到的理论知识用到实践中去。科研要解决实际的问题，才能产生更大的用途。”史聪灵在硕博连读时，所学的专业是工程热物理，与火灾安全密切相关。博士毕业后，史聪灵认为中国安科院的科研工作与自己的专业结合度较高，所研究领域大多涉及社会公益，非常有意义。另一方面，安全生产又是一个与实际联系非常紧密的科研方向，因而进入中国安科院，成了他的必然选择。“2005年当我刚进入单位工作时，我们国家已经进入轨道交通快速发展的时期，轨道交通是城市中最大的基础设施工程之一，直接服务对象是老百姓，其安全性与老百姓的生命安全息息相关，因此对其安全的要求也较高。地铁不同建设阶段对安全相关技术的需求也比较大，特别是地铁防火和人员疏散是建设和运营期间的关键问题之一，而这些正与我在研究生期间所从事的专业研究内容相契合。”史聪灵说道。

在硕士和博士研究生期间所做的实验和理论研究工作，对史聪灵现在的工作帮助很大，“比如火灾的计算仿真、模型实验、现场全尺寸火灾实验等，我在火灾科学国家重点实验室时就一直在做，现在结合实际工程则做得更系统、更完善了。”博士期间他参与完成了多次大型的现场火灾实验，同时对建筑排烟问题开展了较多的基础实验和理论研究。“我在那段时间得到了不少锻炼，现在工作中的很多方法和思路都是从那时候开始形成的。我的体会就是，无论从事什么工作，最基本的实践积累是非常重要的。”

正是基于这样的体会，现在作为硕士研究生导师的史聪灵也在这样要求自己的学生。他一方面在理论上耐心地和学生交流，让他们少走弯路；另一方面也尽量让他们到现场实地学习，获得现场的实践经验。“我们让学生自己承担一定的实际工程项目，给他们一个很好的锻炼和积累的机会。因此我们的学生走向工作岗位以后通常实践能力很强，能够独立解决问题。”

中国安科院交通安全研究所所长钟茂华说：“史聪灵的科研能力很强，他善于从实践中提炼出理论依据，又特别善于将理论运用到实际当中去。例如‘地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法’等多个实用方法已获得国家专利，一些创新的技术成果已形成了多项行业标准。他的努力让这些科研成果落地生了根、接了地气。”

其中，史聪灵和其所在团队建立的“地铁防灾系统安全性能全尺寸现场热烟检测技术”，可实现多方位、可视化、整体性、实尺度的地铁关键设备和设施检测，较好地实现了地铁工程在试运营前的各项防灾系统的安全性和可靠性检测。这个工作有什么好处呢？史聪灵举了一个例子：“防灾系统是地铁的基本安全保障设施，是地铁各防灾能力设计的基本前提条件，和乘客安全息息相关。我国技术和验收规范体系中，针对地铁各系统的检测，往往都是功能性的单体测试和综合联调，根据专业条块划分，有关部门各自组织检测和验收工作，如消防验收、试运营前安全设施验收、各专业设备验收、防雷检测等。但是地铁各个专业系统联合在一起形成一个大的系统，在灾害情况下的综合防灾性能怎么来检测是一个关键的问题。让新建地铁在开通前的安全性得到有效检测是我们的目标，我们目前初步形成了对地铁主要系统的防灾功能、联动效果、防排烟能力等综合性、整体性的现场检测方法，并且已经形成了安全行业标准。目前国内地铁开通前基本都要采用这个方法进行测试。”现场检测出问题，不但要立即给企业指出隐患，还要能够帮忙找出有效的解决方案。史聪灵在某城市地铁进行全尺寸热烟检测的时候，原本的设计方案是要打开屏蔽门的端门，利用区间隧道通风系统进行排烟。但是经过检测后，发现从扶梯补充下来的空气直接通过两端的端门进入隧道，气流发生了短路，风机抽出来的风都是从楼梯下来的风，而且站台形成了较大的横向流动，在两端区域的烟气混合严重，中间站台区域的烟气却排不出去。“设计单位很诧异：这个方案在全国多个城市都在用，没觉得有什么问题，但是一经实际检测就能看出毛病。其实，排烟效果与屏蔽门开关方式、通风排烟系统制式、楼梯的补风，以及风口、风量都有关系。”史聪灵对现场情况进行了细致地考察，最终提出让控制系统和中间的屏蔽门做成一个联动，在打开排烟系统的同时，也打开中间的两扇屏蔽门，再重新进行测试，站台的烟气很快就被抽掉了。设计单位也得到了很大的鼓舞，决定在以后的类似设计时使用这种方案。“通过现场的全尺寸火灾系统实验检测，能够真实地反映自动探测报警、通风排烟等各个防灾系统的工作效果，能够解决实际遇到的问题，通过我们的工作能够为老百姓地铁乘车安全贡献一点薄力，我也很有成就感。”史聪灵说。

“挑战并不可怕”

史聪灵所在团队的成员胥旋提起他来笑谈：“史聪灵是个喜欢自己制造问题，又自己解决问题的人。不管想尽什么办法，都要克服困难把问题解决。”用史聪灵的话说，“制造问题”是因为他不喜欢重复性的工作，而喜欢给自己创造挑战，“做研究，挑战并不可怕，重复才可怕。”

从2004年开始，国家安全监管总局逐步加强城市轨道交通的安全监管工作，史聪灵所在的团队随之在全国开展了地铁安全评价和安全技术服务工作。“当时城市轨道交通是一个新兴产业，安全评价体系框架还没有，其中也借鉴了一些国外的经验，但是毕竟各国的安全理念和安全风险不太一样，而且国外发达国家轨道交通基本处于稳定运营期，和我国所处的阶段也不一样，建立我国的城市轨道交通安全评价体系还需要结合自己国情，通过实践逐渐摸索出来。”

近10年来，史聪灵所在的团队奔赴全国30多个城市、200多条线路，开展安全评价、现场监测、安全设施验收和测试工作。特别是在地铁开通前，开展防灾系统实尺寸热烟测试实验。实验时，需要协调十多个专业系统的设计、建设、施工、设备厂家、监理等二三十家单位的人员，少则四五十人，多则上百人，协调难度非常大，哪个环节配合不好都会造成测试的失败。因此每到测试实验的时候，史聪灵作为总指挥都十分谨慎，不管哪里出现问题他总是第一个冲过去解决。“团队里的成员都有分工，但史聪灵作为一名‘ 全能型选手’，哪个方面人手不够，他就自己顶上”。钟茂华说，“他和一般的学者不一样，在实验现场的时候，他往往能够和设计、专业技术人员及配合的工人们‘打成一片’。通常来讲，现场工作人员组成比较复杂、部门众多，人员是不太容易管理的，但是很多时候，史聪灵通过专业的知识和提出的方案，让他们比较信服。”

近年来，在史聪灵所在团队的努力下，一整套地铁工程全过程风险评估体系建立起来，形成了一系列行业标准，用以支撑我国对城市轨道交通的安全监管工作。“以前地铁里的很多安全因素都没有受到过关注，比如一个风阀，只要没经过大火就一直不会被用到。长此以往，会导致工程施工方、设备商和业主对这些安全设备的轻视，进而导致设备质量的下降。通过实地检测评估之后，业主就不敢轻视这些防火排烟设备的建设。”

现在，全国已经有北京、广州、西安、成都等34个城市中的200多条地铁线路，从设计、建设，到运营，均采纳了中国安科院的科研成果。史聪灵希望通过这样一个安全评估体系，能够推动整个行业的安全水平发生质的变化。

拒绝“差不多”

史聪灵认为，自己的工作是神圣的，要始终保证公益与公正，“在为企业提供安全测试时，经常有施工和设备方说，就这么着吧，差不多得了。但是我们绝对不能‘差不多’！人家请我们做安全评估，我们一定要把好安全的关口，因为这不是为了一两个人的利益，是为了大众的安全，为了公益。今天放松了一个隐患，明天就很可能酿成大祸，也会造成整个安全评价行业的公信力下降，因此必须公正。”现在，经过史聪灵团队评价过的建设单位都很信服――虽然史聪灵曾经给他们“挑”出过问题，甚至现场直接认定他们的地铁工程没通过测试，“按说应该很恼火吧，但是他们理解后，却希望我们多给他们做几个站的测试，因为确实给他们解决了实际问题。”史聪灵笑着说。

团队成员石杰红告诉记者：“史聪灵的科研能力及他在学术上的严谨和认真，令我们整个团队都非常佩服。虽然工作任务重，但他从来都不会‘差不多就行’，任何工作都是认真完成，以至于他工作到凌晨两三点都是经常的。有一次我在凌晨2点给他发了一份文件，他立刻就回复了，好像无论什么时候他都在线一样。”

对于团队的得力干将，钟茂华说：“史聪灵思想非常活跃，创新能力强，他的多项研究成果都达到了国内外先进水平，并且多次作为特邀嘉宾在国际会议上进行学术交流，这些创新不是一天两天能够做出来的，而是经过了长期的积累、坚持和努力。他这个人非常能吃苦，做现场检测实验的时候，每次他都是亲自到现场做各种准备工作。地铁白天要运行，实验就得晚上做，一个测试实验做下来，他常常要连续几个晚上通宵熬夜。他先后承担了多项安全生产“十二五”课题、自然科学基金，有时候好几个课题同时开展，提供的技术服务每年有几十项，平均一两个月就完成一个项目。这导致了他长期处在一个紧绷的状态，一年到头有一半的时间都在外地，即使不出差的时候，节假日也总在办公室加班。”

第9篇：工程热物理论文范文

关键词： 热泵 节能 冷暖

热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，目前在国内广泛应用。本次收集了在全国各类报刊杂志、年会资料集及论文集有关热泵技术及应用这方面的论文共207篇。在此作为一个专题研讨，供在座的各位教员和同学们参考。有关问题综述如下：

一、空气源热泵

空气源（风冷）热泵目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。热泵空调器已占到家用空调器销量的40~50%，年产量为400余万台。热泵冷热水机组自90年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用，据不完全统计，该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20~30%，而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。本次收集的空气源热泵方面论文有55篇，主要内容有：

1、关于空气源热泵能耗评价问题

为了评价和比较热泵机组与其它冷暖设备的能耗，大约有30篇论文涉及此问题。介绍了适用于热泵机组能耗分析的理论与软件，根据空调冷负荷、室外干球温度、热泵出水温度等参数，采用温频数法，求解热泵供冷全年能耗。在求解热泵冬季能耗时，除考虑空调热负荷、热泵出水温度、室外干球温度外，还把室外相对湿度（即温湿频数）考虑到热泵供热性能中，软件经工程实例计算，与实际耗能量有较好的吻合，为能耗评价提供了一种方法。

2、风冷热泵机组的选用

目前设计选用风冷热泵冷热水机组，常根据计算得到的冷热负荷，考虑同时使用系数及冷（热）量损耗系数后，按机组铭牌标定值选择机组台数。由于空气源热泵机组的产冷（热）量随室外参数的改变而变化，这种选择方法可能造成机组选得过大，造成浪费；或者选得过小，使供冷（热）量不足，达不到使用要求。为此建议采用空调的逐时冷热负荷和热泵机组的供热供冷能力的逐时变化曲线对照选择，会得到比较满意的结果。

3、热泵机组冬季除霜

空气源热泵冬季供热运行时，最大的一个问题就是当室外气温较低时，室外侧换热器翅片表面会结霜，（需要采取除霜措施）。根据有关文献摘录，经二年的现场跟踪测试，其结果是除霜损失约占热泵总能耗损失的10.2%，而由于除霜控制方法问题，大约27%的除霜功能是在翅片表面结霜不严重，不需要除霜的情况下进入除霜循环的。目前常用的一些方法，或多或少都存在一些问题，如发生多余的除霜动作，或需要除霜时而不发出信号等弊病存在。有关文献提出的最佳除霜时间控制及最大平均供热量控制除霜等方法，从理论上讲很有新意，但实现起来比较困难。本人认为：采用自调整模糊除霜控制的思路及系统的基本结构，确定室内外大气温度、相对湿度之差及翅片温度的变化率等作为输入论域，经对输入量的模糊化和模糊推理方法，在高位机上实现模糊除霜控制的仿真，采用这种方法除霜经与实验数据对比，判别结果与实际情况较吻合。这种方法与常规除霜方法相比，不仅延长了制热工作时间，减少了除霜次数和除霜损失，而且使机组工作性能和可*性得到了提高。

在室外空气温度低的地方，由于热泵冬季供热量不足，需设辅助加热器。常用方法是在室内机出风口处设加热器，这种方法不仅传热效率低，安全性能差而且化霜时间长，室内温度下降大，采用氟里昂加热器可以明显克服以上缺陷，这种方法就是把室内侧换热器分前后两部分，在中间增加一个氟利昂辅助加热器，即热泵在冬天运行时，压缩机排出的高温氯利昂气体进入室内换热器前部分时已有部分气体被冷凝成液体。此时经氟利昂加热器的加热，使该部分液体再次蒸发成气体，然后再进入室内换热器的后半部分。这样，依*整个室内换热器，将热泵室外换热器的吸收的热量，连同氟利昂加热器所产生的热量一并传给空调房间内，补足了由于室外环境温度低而引起的供热量不足。相关文献介绍在KFRd-70LW热泵空调器上试验，得到了很好的辅助加热效果，而且化霜时间由3min减少到1min（室外温度-1℃时）；由10min减少到3min（室外温度-7℃时）。

4、热泵机组的噪声治理

单台或多台热泵机组的噪声治理。分析风冷热泵机组的噪声传播特性，结合热泵机组的噪声治理工程实例，介绍了封闭式隔声消声装置的设计方法、设计要点和治理效果。

由于风冷式热泵的操作、管理及维修比较方使，具有制冷制热的双重功能，机组的散热又不需要冷却塔，因此，应用越来越多。但热泵机组的噪声易对周围环境产生一定的影响，近几年上海等地发生热泵噪声扰民的事件增多，已成为近期城市中一类带有普遍性的固定源噪声污染问题。因此了解单台或多台热泵的噪声传播特性，探讨热泵机组群噪声防治的方法，具有一定的普遍现实意义。

从热泵机组的噪声源、噪声特性、热泵机组的噪声治理实例、噪声控制及治理的技术角度看，热泵机组噪声治理工程实例有一定的推广价值和意义，在较好地解决了热泵机组通风散热、进排风问题、确保热泵正常运行的前提下，采用全封闭的隔声消声装置，把热泵的A声级噪声降低20 dB左右，为在某些特殊场合把热泵噪声降低至需要的程度的噪声治理工程设计提供了一个可以借鉴的成功实例，尤其是在热泵的排风余压较低或不了解具体的余压时，在设计隔声消声装置的进风排风系统时可以有一个具体的计算依据。 二、水源热泵

虽然目前空气源热泵机组在我国有着相当广泛的应用，但它存在着热泵供热量随着室外气温的降低而减少和结霜问题，而水源热泵克服了以上不足，而且运行可*性又高，近年来国内应用有逐渐扩大的趋势。本次共收集到这方面的论文15篇，主要内容综述如下：

1、开发和使用未利用能、发展水源热泵技术

未利用能指的是还没有利用的能，大致包括自然类（如地热、温泉、河水、海水、湖水及地下水等）和城市基础设施类（如工场、发电厂、矿井、工业废弃物及公共浴室等等），如何利用这部分未用能作为生活用采暖、空调的热源、是应引起足够重视的问题，空调所对大连电力大厦采用发电厂循环水作为大厦水源热泵空调系统的热源，在技术上和经济上进行了分析，并进行了水面积的模拟试验，结果表明，采用水源热泵供热，其COP为4，每平方米采暖可以节约运行费5万元，节标煤5公斤。某作者还对利用某矿区现有的地下水（作热源），对单身18层职工公寓和住宅小区实施冷暖联供的四种方案进行了综合比较，结果是采用水源热泵的空调系统，不管是从投资上，还是从运行费上，都具有明显优势。

2、发展住宅的水源热泵系统

随着我国住宅市场化改革，新建住宅小区迅速发展和居民对居住环境的改善需求，以及环保方面的要求，如何满足居住建筑的冷暖空调要求，是急需解决的问题。清华大学江亿提出采用深井回灌的水源热泵方式可能成为满足这种需求的住宅供热空调方式。

其原理，地下水从深井1中抽出进入板式换热器械2，与楼内循环水系统的水换热后，再通过深井2排到地下，循环水系统经住宅楼内管网送入各户，经各户的水源热泵产生热水（冬季）或冷水（夏季）送入末端装置，满足供热或空调的要求。 在对深井、水系统及水源热泵和末端装置进行了详尽讨论，最后进行了经济分析，结果表明，采用这种“一户一机、深进回灌”的水源热泵方式，优于目前的冬季燃煤锅炉采暖+夏季分体空调方式。同时系统管理方便，住户可很方便地单独对温度调节。这一方式全部能源由电提供，无任何污染，空调排热全部进入地下用于冬季供暖，不再对小环境造成热污染，并且遭受不悬挂室外机，美化了建筑外表面。由于地下水是全封闭式系统，因此既不消耗任何地下水源，又不会对其带来污染。目前需要政府部门制定相应政策，以支持这种节能、节水、保护环境的方式。

3、水源热泵应用测试分析

空调所李先瑞等对大连发电总厂新建综合楼三层西侧一个房间（）的水源热泵系统进行了一个冬季的实侧，得到如下结论：

（1）水源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式，它既具有中央空调能效高，成本低和安全、可*等优点，又具有分散式调节灵活、方便和便于收费等优点，是一种适合民用建筑的采暖空调方式。

（2）由于余热水源热泵具有热回收率高的特点，因此，经济性、节能性十分明显，在有条件地方应大力推广。

（3）自来水水源热泵系统，冬季采暖需补助加热，其经济性与加热热源方式有关。采用热效率高的燃气加热方式或以价格较低的蒸汽加热水作为加热源等热源时，以它们作为补助加热热源是合理的。

4、水源热泵冷热水机组的经济性

长沙铁道学院丁力行对湖南地区的中央空调系统，分别采用水源热泵冷热水机组、风冷热泵、溴化锂直燃机、水冷冷水机组+燃油锅炉四种方案进行了经济比较，结论是水源热泵冷热水机组具有初投资较小，且成本比其它三种中央空调小19~65%的优点。

5、中高温水源热泵用混合工质研究

在地热利用中存在的主要问题是利用后排放的水温较高，一般为40~45℃。如利用这部分热水作为热泵热源，这就存在着一个使用甚么样的热泵工质问题，经采用CSD方程的大量计算，筛选出了一种低环害的非共沸混合工质，经实验测试，效果较好。采用此混合工质用以地热水（40~45℃）为低温热源的热泵系统，冷凝温度70℃左右，蒸发温度在20℃左右，冷凝压力在20以下，EER值在3.5~4之间，可以输出60℃左右的热水供用户使用。 三、地源热泵

地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。由于其节能、环保、热稳定等特点，引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史，特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据。

我国是发展中国家，由于多种原因，地源热泵的开发研究仅仅是近几年的事。有关地源热泵方面的论文共收集了13篇，表明国内对研究开发地源热泵系统已引起了足够重视。论文主要内容有：

1、垂直U形埋管地源热泵实验

青岛建工学院1998年建设了垂直铺设的土壤源冷热两用闭式热泵系统，地面设备采用美国谷轮OM300热泵机组和立式风机盘管；地下垂直埋设一根d45*4mmU形聚乙烯塑料管，深53m，孔网直径1.10m，塑料管总长110m（包括水平埋管4m），为了测试土壤温度变化，距主井每隔0.8m打一深13m的辅井。1998年8月26日开始运行测试，整个试验包含了二个夏季，一个冬季和二个春秋季，共五个季节。通过试验得到了如下结论：

（1）垂直埋管系统既可作为冬季采暖的热源，又可作为夏季空调的冷源，一机两用是可行的，它同水平敷设的系统比较，只占用极小的室外场地。

（2）采用一个单井作热泵冷热源时。夏季储热和冬季的储冷不明显，从设计角度可不予考虑。

（3）经过整个夏天（或冬天）的长期运行，埋管周围温度场发生变化，其作用半径大约3m左右。

（4）塑料埋管同地下的热交换能力如下：

a.向地下放热（制冷工况）：按管长计算：20m/kw；按井深计算10m/kw；按管路外表面积计算；2.5m2/kw；

b.从地下吸热（制热工况）：按管长计算：35m/kw；按井深计算：17~18m/kw；按管路外表面积计算：4.5m2/kw。设计管路系统可按冬季工况设计，对夏季工况进行校核。

（5）在选择R22蒸发器和冷凝器时，建议参数如下：冷凝温度≤60℃，蒸发温度-2~7℃，制热时取低值，地下埋管充液按能抵抗-7℃的低温。地下流体流动温升6~8℃，蒸发器传热平均温差6~12℃，制热时取低值。冷凝器传热平均温差8~14℃，室内液体一般可不充防冻液。

（6）引进西方国家钻井下管一条成施工作业；开发特殊塑料管件：U型管件，二管接管技术。引进和开发特殊钻井回填填料，西方国家采用特殊的回填料可提高传热效果。

2、垂直套管式埋管地源热泵试验及传热模型

重庆建筑大学通过竖埋单管试验，地下套管式换热器较U形管换热器传热效率高20~25%，在单管试验的基础上，建设了10kw的地下套管式地源热泵系统，该系统地下部分为5排15根，深10m的竖埋套管，错排布置，间距1.5m，孔网与套管之间的缝隙用钻孔回收的岩浆回填，套管直径DN75~90mm，水管直径dN15~25mm，管材均为PVC塑料管。地上部分为水-空气热泵空调器；水-水热泵，末端采用立式风机盘管和冷暖地板。

热泵自98年10月投入使用，经过了两个冬季，两个夏季四个过渡季的连续运行测试，系统运行正常。冬季保持室温18℃以上，夏季保持室温28℃以下，热泵系统间歇运行，平均运行时间每天8~9个小时。通过2年的使用，积累了大量测试数据，并得到了一些有价值的结论。

（1）冬季运行，地下埋管，进水温度5.5~7.5℃（平均7.15℃），出水温度11.5~13℃（平均12.13℃，温差5℃左右），热泵压缩机吸气压力0.45~0.5Mpa（t0在3~6℃）；水-空气热泵排气压力1.4~1.65Mpa（tk在40~45℃）；水-水热泵排气压力1.60~1.80Mpa（tk在45~50℃）。热泵运行7~10天后，进出水温度趋于稳定。

（2）冬季运行室内保持18~22℃（平均19.39℃），热泵间歇运行，月平均运行小时数7.58h，地下埋管单位温度换热量平均为77.93w/m，平均传热系数9.45w/mk。热泵性能系数COP=3.06kw/kw。

（3）夏天运行，地下埋管进水温度34~43℃（平均41.48℃），出水温度27~34℃（平均32.3℃），温差9℃左右，排气压力1.6~1.8Mpa（tk在45~50℃），热泵压缩机吸气压力，水-空气热泵P吸=0.45~0.5Mpa（t0在3~6℃），水-水热泵P吸=0.40~0.45Mpa（t0在1~3℃）。热泵运行20天后，进出水温度趋于稳定。

（4）夏季运行，室内保持21~27℃（平均23.38℃），热泵间歇运行，月平均运行小时数8.88h，地下埋管深度换热量90.6w/m，平均传热系数5.70w/mk，热泵制冷系数5.70w/mk，热泵制冷能效比EER=3.46kw/kw。

（5）地下埋管支路是三根竖管串联，经测试各竖管温差平均为1.9、1.5、1.6℃，表明各竖管传热基本均匀。

（6）地下埋管系统流量大小对埋管换热器的传热有重要影响，经变水量测试，每个支管环路1200kg/h左右为最佳流量，此流量相当供水支管水流速1m/s，本管内水流速0.1m/s。在最佳水流量下单位埋管深度换热量和EER到达最大值。

（7）经重庆几个工程实例比较，地源热系统造价比家用分体空调器造价要高40~50%，用节约的电费偿还期约为4~5年。

（8）经测试分析地下埋管内热短路现象严重，测试结果为0.3~0.4℃，占埋管换热量的20%左右，如何减小热短路，提高竖埋管的传热效率是需进一步研究的手段。

（9）建立完善的地下埋管传热模型，以确定不同地区，不同岩土性质下的最佳地下埋管换热器尺寸，继推广和发展地源热泵的关键技术，作为参照V.C.Wei地下埋管传热理论，采用系统能量平衡结合热传导方程建立了二维温度场数学模型，其中包括单管间歇（或连续）运行传热模型，串联套管传热模型，管群换热模型。该模型经验证，比实测值偏低10%左右，若经进一步完善和修正，对地源热泵系统设计及运行具有重要的参考及应用价值。

（10）正确了解热泵冬（夏）季运行终止至夏（冬）季热泵运行开始，这个过渡季期间内，大地温度的变化情况，是建立地下埋管传热模型的重要边界条件，也是保证地源热泵长期有效运行的重要数据。作为采用按径向和管长方向建立二维传热模型计算大地温度恢复情况，并编制了相应的程序，计算值与实测结果有很好的吻合性。

（11）经模型计算，地源热泵连续运行30天热影响最远的距离（即传热远边界半径）为6m左右，但经计算其不同距离埋管对竖管干扰引起的大地热阻变化已变小，其干扰程度已小于2%，因此认为埋管间距采用3m是可行的，这与实测结果是一致的。

3、土壤及其黄砂混合物导热系数的实验研究

发展和推广地源热泵关键问题是要根据不同气候条件下及土壤的蓄、放热能力，选择热泵系统的合理容量和土壤中放热量的最佳间距和深度从而确定出最佳安装方案以便得到最大的经济和环境效益。本研究采用针对我国华东地区的有代表性土壤及不同比例的沙土混合物进行测试，其结论是：

（1）湿土壤及土沙混合物的导热系数，随密度P和含水率W的增加而增加。

（2）实验的纯土壤、纯黄沙，土沙比分别为1:2的混合物四种不同的测试对象中，以土壤混合物为1:2的导热系数最大，其关联式为K=2.38*10-10W0.79P2.79w/mk。

4、地源热泵采用蓄热水箱的夏季工况分析

一般地源地下埋管均为直流式水系统，当热泵间歇运行时，会造成压缩机起动负荷大，采用蓄热水箱就是在室外侧水系统上并联一个蓄热水箱，当热泵停止运行的间歇期，室外侧循环水泵继续运行使水流过蓄热水箱，以降低水箱及室外侧水系统的温度，经实验检验和数值模拟计算，采用为上方式可以明显降低水温，也即降低压缩机起动阶段的冷凝温度最终达到节能效果。 四、复合热泵

为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量，运用了各种复合热泵。如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。有关复合热泵方面的论文共收集了12篇，论文主要内容有：

1、太阳-空气热源热泵系统

太阳-空气热源热泵系统是在传统的空气热源热泵系统的基础上，利用太阳能热源而新开发的系统。它可以制冷、供热、供生活热水，是一种利用自然能源、无污染、适用性广、效率高的新型冷热源系统。

北京市建筑设计院关磊设计的太阳-空气热源热泵系统。由压缩机组、冰（水）蓄热槽、设在屋顶上的集热／放热板及冷媒管道组成。制冷运行是在夜间进行，一是利用夜间电力，二是利用屋顶上的放热板在夜间向室外散热。供热运行在白天进行，它利用太阳热及空气对流热作为采热源，进行热泵制热工况的。首先冷媒被压缩机压缩成高压高温气体，然后进入蓄热水槽（与冰蓄热槽共用）的盘管冷凝放热，冷凝后的液体再通过膨胀阀变成低压低温的液体进入设在屋顶处的集热板吸收太阳热及空气对流热，又成为气体返回压缩机，如此反复形成热泵制热循环。与此同时，利用蓄热水槽内的热水对建筑供热。

系统的特点有：节约能源、经济、高效率、适应性广。

该系统适用于办公楼、医院、温水游泳池、疗养院、学校、研究所、工厂等建筑。同一般太阳能利用系统相比，集热板面积已经大幅度减少，但由于受屋顶设置面积的限制，一般适用于5层以下的建筑。对于5层以上的建筑采用该系统时，应考虑设其它辅助热源设备。

2、土壤-水热泵系统

土壤-水热泵（下称土壤热泵）可利用低品位的土壤热能提供热水或向建筑物供暖。美国、德国及瑞典等北欧国家，已有上万台此类热泵装置在运行，土壤热泵技术已趋成熟，并迅速地加以推广使用。目前正在制订土壤热泵用于供暖的技术规范。

天津商学院制冷技术研究所高诅锟介绍了无污染、低品位的土壤热源热泵实现冬季供暖的技术，提供了土壤热交换的设计参数和室内供暖的匹配方法，并指出，与空气热源热泵的全年电费相比较，土壤热源热泵节电10％～12％。

房间供暖一般只需要较低的温度，从的观点来看，用煤的高品位化学能取暖是很大的浪费，而且煤是很多产品的宝贵原料。而利用土壤热泵提供的40～45℃热水供暖（尤其是地板供暖）则把本来难以利用的低品位、无污染的能源利用起来，是节能的途径之一。

冬季土壤热源的温度不仅高于空气，而且较为稳定，如在天津市和河北省地区，在整个供暖期，地下1.6m深处土壤温度在13～10℃之间变化。空气热源的温度则不可能这样稳定，而且空气热泵不适于在7～-4℃范围内工作，它需要复杂的除霜装置，如空气热泵在外界温度-4℃以下工作时，蒸发温度较低，热泵性能系数明显下降。

在供暖季末期，由于供暖负荷的减少和土壤供热量的降低，土壤热泵的输出与负荷有较合适的匹配。冬季热交换器盘管附近土壤的湿润和结冰能为热泵提供附加热量。夏季可以将土壤热泵转换为空调运行工况，可以达到节水目的，同时为冬季供暖贮热。在其它季节里可以提供生活用热水。

根据本文提供的参数，可以很快地进行设计计算。如已知供暖面积F2，选择热交换器型式所对应的匹配系数n，可以立刻知道土壤热泵系统各设备的负荷及土壤热交换器的占地面积及其结构和尺寸。

在自然界和工业废汽、废热、废水中，低品位热源不少，往往未加利用，从观点分析，它们是冬季供暖的合适热源。土壤热泵可以把低品位的土壤热能利用起来，其性能系数可达2.5～3.0，是有效的节能技术。

从年度电费上与空气热泵相比，土壤热泵可以节省电费10％～12％（注：年度电费比较是土壤热泵、空气热泵夏天用于空调、冬天用于供暖时全年用电费用比较）。

3、太阳能-水源热泵空调系统

太阳能水源热泵系统由三部分组成，即太阳能集热系统、水源热泵系统和热水供应系统。其系统是将建筑物的消防水池作为蓄水供应系统。以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当环路水温高于35℃时，水源热泵空调系统同消防水池断开，冷却塔投入运行，当环路水温在15~35℃之间时，太阳能作为冷却塔停止运行，生活热水供应的热源收集的太阳能用来加热生活用水；当环路水温低于15℃时，环路与消防水池连通，太阳能水源热泵空调系统吸收太阳能。若仍有多余的太阳能时，可继续加热生活用水。

作者对哈尔滨、上海、乌鲁木齐等六城市应用该系统进行了详尽的模拟计算和预测分析，得出了如下结论：

（1）太阳能水源热泵空调系统是一种节能系统，应用前景广阔。其系统拓宽了水源热泵空调系统的应用范围，使目前内部余热小或无余热的建筑物也可采用水源热泵空调系统节能。

（2）初步得到太阳能水源热泵空调系统在我国各地的应用运行情况，并分别指出，对于不同的热源设备形式及能源形式，该系统在各地区的运行能耗情况和节能特性。

（3）在我国大部分地区运用太阳能水源热泵空调系统，都会收到良好的节能效果，尤其是对于年太阳辐射总量较高，冬季日照率高的地区，该系统是一种理想选择。

空调所郑瑞澄根据全玻璃真空管太阳能集热器的热性能和上海、南京、武汉、济南四地的太阳能辐射资源，通过计算得出了太阳能水源热泵空调系统，该四地所需的太阳能集热器面积，经效益分析，以供暖面积100m2的水源热泵机组为计算对象，太阳能集热系统运行100天可节约的常规能源量为上太阳能集热系统供应生活热水（以住宅建筑面积100m2为例）可节约的年常规能源为天然气636.5Nm3，电5550kwh。以现阶段太阳能集热系统平均200元/m2和北京现行电价计算，太阳能利用增加的投资可在6年左右回收，之后的节能费用，即是用户的净效益。

4、热泵复合热电冷三联产的系统优化分析

随着能源供需矛盾的日益突出，能源的综合利用得到国内外广泛关注，从热电分产到热电联产乃至热、电、冷三联产的提出和运用，无不说明人们对节能进行了有益的探索，而实践证明，这些研究带来了较好的经济效益和社会效益。

热电分产就是供电和供热相互独立的供电供热方式，由于这种系统的经济性差，不利于能源的分级利用而逐渐发展为热电联产，在热电联产系统中较高参数的蒸汽首先用来作功发电，然后用汽轮机的排汽和抽汽供热，这样就减少有用功的损失，达到能源分级利用的目的，从而使有用功效率得到提高。随着生活水平的提高，夏季供冷、冬季供热的要求越来越强烈，而集中供热供冷由于它的优越性而偌受青睐，另外在热电联产中，由于夏季热负荷的降低，汽轮机抽汽量减少，整个系统的经济性下降，所以进一步发展成热、电、冷三联产系统。所谓热、电、冷三联产是指锅炉产生的蒸汽通过汽轮机发电做功后，汽轮机的排汽和抽汽作为吸收式制冷机的工作蒸汽，这样提高了夏季汽轮机的抽汽份额，同时也向用户提供了所需的冷量，从而大大减轻了空调制冷负荷对电网的压力，缓解了用电高峰的峰值负荷。另一方面，从环保角度上考虑，由于热、电、冷三联产一般不采用CFC工质，不破坏臭氧层，而且三联产系统充分利用品质较差的低位热源而不象压缩机制冷一样需高品质的电能，这样更有利于提高能源的综合利用率，但目前的热、电、冷联产系统从整个系统的优化方面考虑是有潜力可挖的，本文通过对目前的热、电、冷三联产系统的分析，提出用蒸喷式热泵以及吸收式冷热机组对热、电、冷三联产系统的优化方案，并对其优化效果进行分析。

东南大学动力系张小松等通过对热、电、冷三联产的系统分析，提出用蒸喷式热泵以及吸收式冷热机组对热、电、冷三联产系统的优化方案，并对其经济性进行分析，通过对CC25-8.83/0.98/0.12机组的系统进行实例计算，可知优化后在相同的供热条件下该机组的联产系统发电量增加5.2％。

文中讨论了直接抽汽供热、供冷的热、电、冷三联产系统的原理，热泵优化热、电、冷三联产系统，对蒸喷式热泵对三联产系统的优化、吸收式冷热机组对三联产系统的优化进行研究，得到如下结论：

（1）目前的热、电、冷三联产常规系统在供热经济性方面是有潜力可挖的。通过采用蒸喷式热泵和吸收式冷热机组对热、电、冷三联产的系统优化，在相同的供热条件下可以使三联产的发电量增加几个百分点。

（2）蒸喷式热泵和吸收式冷热机组对热、电。冷三联产的系统优化适合于企业自备电厂以及区域供热热电厂的建设和系统改造，在与常规的热、电、冷三联产系统投资差别不大的情况下能高效地满足冷用户、不同压力等级热用户的供冷、供热要求。 五、其它热泵

热泵除上述四类以外，还有喷射式热泵、吸收式热泵、工质变浓度容量调节式热泵及以CO2为工质的热泵系统。

1、喷射式热泵

随着现代工业和人类社会的发展，人们对节能与环境净化给予高度重视，国外对机械式和蒸汽喷射式热泵的应用已使用得比较成熟。国内对蒸喷式热泵的应用也作了一些工作。蒸喷式热泵具有结构简单，工作可*的特点，但效率较低、应用范围受蒸汽压力的限制，尽管如此，它在一定条件下，特别是用于蒸发单元，具有较好的节能效果。四川联合大学化工系刘代俊、王钟鸣、李军等用计算机对蒸汽喷射式热泵的热力过程进行变工况计算，分析了性能，指出了应用范围。以便我们对蒸喷式热泵的工作性能及应用范围有一个较为清楚的了解。

2、氨-水GAX吸收式热泵

早在1884年，就发现了液氢能汽化产生制冷作用，并通过氯化银对氨蒸气的强烈吸收作用形成制冷循环，此后，产生了许多以原理为基础的氨制冷设备，并一直沿用至今。氨-水和溴化锂-水一起被认为是最常用的、对环境无害的绿色制冷工质对。同溴化锂-水工质对相比，氨-水工质对的显著优点是能制取0℃以下冷量，不易结晶，可用于热泵供暖；氨-水工质对对铜以外的金属基本无腐蚀性；系统体积较小。缺点是蒸发压力较高，大量泄漏时，对人体有害。此外，氨与水的沸腾温差较小，需用精馏器、分离器以去除冷剂氨中的水蒸气。氨-水单效循环的制冷效率也较低。因此，氨-水工质对被认为是最适用于家用及小型吸收式热泵的工质对，如美国公司自1927年起就生产小型直燃式氨-水吸收式制冷机，该公司在60年代研制的风冷式小型燃气氨-水单效制冷机一直销售至今。在日本、中国等地也有此类产品销售。

由于电费的增长、用电高峰期电力的短缺和全球环保意识的日益增强，采用无公害工质的热能驱动吸收式热泵再次引起人们的关注。基于发生器-吸收器热交换（GAX）原理，具有较高制冷热力系数（COP），并能用于热泵式供暖的直燃型氨-水吸收式热泵再次成为美、日、韩及欧洲发达国家的研究热点。

同济大学机械学院热能系张敏华介绍了利用计算机仿真、设计及优化技术研制直燃型氨-水GAX（发生器-吸收器热交换）吸收式热泵的过程，并阐述了氨-水单效及GAX吸收系统的原理、结构及运行工况。

与氨-水单效吸收制冷机机组相比，在相同条件下，高效氨-水GAX吸收式热泵的制冷COP比前者提高约58％，即便在外界气温为-6℃条件下，其实际供暖COP也高达93.7％；当外界气温在-3.9℃时，其实际供暖COP则高达104％，远远高于普通锅炉供暖。而且改良型热泵结构简单，运行可*，确为理想的节能、环保型直燃吸收式热泵。

3、热泵空调系统工质变浓度容量调节方式试验研究

天津大学热能研究所杨昭、马一太和河北建筑工程学院赵三元、张少凡等提出了冷热泵容量调节的物理模型，建立混合工质变浓度容量调节制冷系统试验装置，进行了相同工况下变浓度对比测试及多工况变浓度稳态试验。证明所建立的混合工质变浓度试验装置及所选择的工质可以基本满足预定的容量调节要求，并可明显提高装置的节能效比。

比较相同工况下浓度调节前后的结果，说明此变浓度容量调节系统可以在运行中进行一定范围内的浓度变化和容量变化，系统内工质量基本稳定并可稳定运行。

由多工况稳态试验结果可见，采用本试验装置进行混合工质变浓度容量调节，可以使系统容量输出较好地跟随负荷的变化，R22/Rl42b及R32/124的可适应环境温度分别为℃及℃，以R22标准工况制冷量为基准，容量可调节范围分别为57.3％~91.8％及71.5％~101％。室内温度波动在1.2℃以内。在部分负荷区，R22/142b有着理想的变浓度容量调节特性，且明显地提高了稳态能效比。两种调节方式的季节能效比测试结果与理论分析在定性上是一致的。

初步试验证明了本文建立的混合工质变浓度实验装置及工质R22/R142b及R32／R124可以基本满足预定的容量调节要求，并可明显提高装置的季节能效比。与R22开停调节相比，工质对R22/142b和R32/R124的季节能效比分别提高28.3％和17.7％。可基本满足容量与负荷的匹配关系。压缩机不必作任何改动，这是变频调节所不能比的。

为了更有效地提高季节性能系数及容量调节的品质，对风冷系统应增加管排数以接近逆流换热。对精馏系统的设计有待更加工程化和实用化，应配以合适的控制系统。如采用电子膨胀阀和相关控制技术，这些问题有待于进一步的研究。

4、以CO2为工质的热泵系统的研究

由于（H）CHC的逐步禁用，工质替代成为人们越来越关心的问题。在寻找新的制冷剂的同时，许多人将目光又重新投向了C02。在本世纪初期，CO2曾经广泛应用于空调及船舶的制冷系统，直到50年代，在船舶制冷系统中，CO2仍是占统治地位的工质。后来由于氟里昂的出现，CO2逐渐被取代。同氟里昂相比，CO2在常温下的冷凝压力特别高，因而导致装置很笨重。但CO2也有其优点：不燃、无毒、容易获取、与油不反应、对装置无腐蚀作用。而且CO2的比容小，单位容积制冷量比R22大5倍，从而系统制冷剂流量小，装置可以做得比较小。此外由于CO2具有良好的热物理性质，传热性能好，而且其压比及压力损失比较小，所以压缩的效率高。由于这些原因，热泵系统具有较高的效率。

由于压缩后的CO2处于跨临界状态，与一般系统不同，所以在随后的冷却过程中，CO2状态变化也不同。一般系统中，工质在冷凝过程中发生相变，冷凝温度由冷凝压力所决定。而在CO2系统中，在冷却器中，CO2从过临界状态放热，温度降低，处于一种似液体的气体状态，因此冷却器中CO2温度下是由其压力所决定的。在冷却过程中，CO2的温度变化很大，所以当作热泵用时，可把需加热介质的温度提高很多。例如在CO2热泵型热水器中，水可被加热到80℃，而在普通的热泵系统中，热水温度一般只能达到55℃。

西安交通大学制冷教研室朱瑞琪等分析了以为工质的热泵循环及系统的特点，显示了CO2单级压缩跨临界循环系统当做热水器应用时所具有的优点和需要解决的主要问题。

在系统中设置回热器，用以蒸发从低压储液器中流出的液体，使油回到压缩机。在系统中设置一个低压储液器，这样可以保证蒸发器合适的供液量，有较高的平均传热系数，使蒸发器保持良好的工作性能，减小蒸汽出口过热度。而且，它能使系统高压侧的压力保持一个最佳值（高压侧压力对系统敏能的影响很大）。此外，储液器的设置还能使系统在对泄漏也不会太敏感。

综合各种因素，影响压缩机性能的最主要因素是气缸泄漏，所以必须采取有效的密封措施来设法减少泄漏。 六、热泵技术在我国的运用及发展

热泵在我国起步较早。50年代，天津大学的一些学者已开始从事热泵的研究工作。60年代开始在我国暖通空调中应用热泵。例如，从1963年起原华东建筑设计院与上海冷气机厂就开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成我国第一台制热量为3720kw的CKT-3A热泵型窗式空调器。1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作进行干线客车的空气-空气式热泵试验。1966年原哈尔滨建筑工程学院与哈尔滨空调机厂研制成功LHR-20恒温恒湿热泵式空调机，首次提出冷凝废热用作恒温恒湿空调机的二次加热的新流程。但是，由于我国能源价格的特殊性，以及一些其他因素的影响，热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢。直至70年代末期，才又为热泵空调的发展与应用提供了机遇。80年代初至90年代末在我国暖通空调领域掀起一股热泵热。热泵空调在我国的应用日益广泛，发展速度很快、主要表现在以下几点。

1、热泵空调的学术交流活动十分活跃

1978年至2001年，中国制冷学会第二专业委员会主办过9届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”，今年十月将在杭州举办底10届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会主办的各届“全国暖通空调制冷学术年会”上专门增设“热泵专题”交流。每届热泵学术会上都广泛地交流了大量的学术论文，这充分反映了我国热泵技术的发展和进步。

2、积极开展热泵空调技术的研究工作

（1）热泵空调技术在我国运用的可行性研究

1986年北京公用事业科学研究所开展了“燃气吸收式热泵供热制冷系统可行性研究“；1988年天津大学热泵研究所开展了京津地区运用热泵兼暖空调节能可行性的研究；1988年中国科学院广州能源研究所开展热泵在我国应用与发展问题的研究；1992年中国建筑科学研究院空调所开展了中、高档旅馆利用热泵技术节约能源的可行性研究；1991年开始，哈尔滨建筑大学开展了在我国应用电动热泵站、吸收式热泵站的可行性研究并进行了闭式环路水环热泵空调系统和太阳能开式环路水源热泵空调系统在我国应用的评价；1996年青岛建筑工程学院开展了青岛东部开发区建设以海水为热源的大型热泵站可行性研究。

（2）空气-空气小型热泵试验装置的研究

国际上公认的房间热平衡试验方法是小型空气-空气热泵性能测试最精确的方法。哈尔滨建筑工程学院于1980年建成国内第一台标定型房间热平衡法试验装置。空调所于1987年建成国内第一台平衡型房间热平衡法试验装置。某空调器检测中心于1986年底建成了由国外全套引进的平衡型房间热平衡法试验台。

建成试验装置后，开展了下述各项工作：

①为国家商检部门标定进口空调器性能，把好质量关；

②为开发空气-空气热泵新产品，对进口热泵空调器进行详细的实验研究；

③标定国产空调器性能；

④我国小型空气-空气热泵除霜问题的研究；

⑤我国小型空气-空气热泵供热季节性能系数的实验研究；

⑥探索提高标定型房间量热计的测试精度的技术措施；

⑦开拓房间热平衡法试验装置用途的研究。

（3）热泵空调的计算机模拟技术的研究与应用

浙江大学开发了一个风冷热泵全年性气候工作的计算机模拟软件，以此研究了风冷热泵运行特性。同济大学等作了直燃型氨-水GAX吸收式热泵的计算机仿真研究和吸收式热泵计算机模块化仿真设计和优化技术的研究。

（4）国内一些研究单位、高校对土壤源热泵十分感兴趣，作了一些实验研究工作。重庆建筑大学对垂直布置的U型管换热器进行了实验研究哈尔滨建筑大学和青岛建筑工程学院对水平布置的地下盘管换热器进行实验研究和计算机数值模拟。

3、热泵空调新产品、新技术不断涌现，产品不断更新换代

早在60年代我国开发了窗式热泵空调器，80年代初开发了分体式热泵空调器，质量不断提高，现已推出变频控制和模糊控制新技术。近年来，我国又先后开发了整体式风冷热泵式冷热水机组、模块式风冷热泵冷热水机组、水源热泵空调器等。例如，上海实业空调机有限公司研制成RF系列热泵空调机，采用全新的制冷系统，改进了热泵融霜、防冻结等功能；上海富田空调冷冻有限公司、厦门国本公司等经过几年的努力，不断改进产品质量，基本解决了低温启动、融霜等问题。1994年又研制出全电脑控制双螺杆型空气源热泵式冷热水机组，其性能已达到国外同类产品水平。上海台佳机电有限公司的螺杆采用第三代齿形，效率比活塞式压缩机高15％。合众-开利30GQ空气-水热泵机组采用多台06E半封闭压缩机，多回路设计，高效换热管，低噪声风机等，并微电脑控制，使机组始终处于最佳运行工况、该厂在1999年推出30HT新型空气-水热泵机组。

目前，空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣，生产厂家已由1995年的十几家发展到现在40多家。产品规格齐全，据不完全统计，国内销售的机组共有45个品牌，其中国产机组约占25％左右，其余为合资产品、台资产品和进口产品。例如，美国特灵、开利、约克、麦克维尔，法国的西亚特，意大利的阿尔西；国产台资产品有上海富田、厦门国本、福州的等。合资的有上海合众-开利、上海新晃、广东吉荣等。根据国内空气源热泵冷热水机组样本及资料的统计，在额定工况下，空气源热泵冷热水机组的制热性能系数基本大于3，有的高达4以上。

4、热泵在空调工程中的应用日益广泛

早在1980年上海手工业局设计室与上海冷气机厂为上海某商场设计了国内第一套空气-水热泵空调系统，运行效果一直良好。近年来随着国内空调技术的飞速发展，热泵空调系统获得广泛的应用、主要表现在：

（1）自90年代起窗式热泵空调器、分体式热泵空调器有了突飞猛进的发展，开始步入我国百姓家庭。据国家有关信息中心预测统计，房间空调器在北京、上海、广州、深圳四城市居民家庭普及率达 42.8％，其中约有三分之一以上是热泵型的。

（2）热泵应用的重要方向是解决长江流域建筑物中央空调的冷热源问题。我国部分地区的气候特点是夏热冬冷。上海、浙江、江西、湖南、湖北全境，江苏、安徽、四川大部，陕西、河南南部，贵州东部，福建、广东、广西北部，甘肃南部的部分地区均属于夏热冬冷的气候。在这些地区很适宜应用空气源热泵冷热水机组，解决建筑物中央空调冷热源的问题。同时，再考虑到热泵的地球环保效益，使空气源热泵冷热水机组在这些地区的大、中、小城市中获得广泛的应用。目前，空气源热泵冷热水机组的地区应用范围仍有继续向北移动的趋势。例如，1993年在天津沃特文化游乐总汇第一期空调工程的KTV歌舞厅和餐厅雅座的新风系统中，选配了2台SJC-05H型空气源热泵冷热水机组（制冷量15.1kw，制热量17.9kw）。夏季供冷，过渡季节作为热源，为新风机组提供40～50℃热水，使用效果很好。因此，1994年第二期改造工程的客房空调设计又选2台SJC-15H（制冷量45.3kw，制热量53.8kw）作为空调的冷热源装置。1996年，烟台第一百货商场扩建工程中，也选用了空气源热泵冷热水机组作为空调冷热源，全年运行，效果也不错。

（3）近年来，在我国一些大中城市的现代办公楼和大型商场建筑中开始采用闭式环路水源热泵空调系统，以回收建筑物内的余热，效果很好，发展速度很快。