当今社会,粗放的经济发展方式和科学技术的局限使得能源浪费和环境污染问题不断加剧,逐渐成为全球性难题。人们对居住环境的舒适性要求不断提高,进而加剧了建筑运行能耗,暖通空调系统和热水系统所占能耗的比重接近60%。为了高标准完成节能减排目标,开发新能源开采及利用技术,从而充分利用有限的资源,需要通过降低暖通空调系统和热水系统的能源消耗来提高能源利用率,达到保护环境、节约资源、满足消费者需求的目的。浅层地温作为一种新型能源使其能够用于建筑业,成为热门的新能源,其具有可再生性、清洁性等优点,是当前缓解能源危机、解决环境问题的重要资源。当前浅层地温能主要通过地源热泵技术进行开采,但是,由于地源热泵技术存在一定的局限性和缺陷,无法实现高效率开采低温能,尤其是回填材料和回填方式方面存在较大的技术和工艺难题,一定程度成为阻碍浅层地温能的开发与利用的因素。在推进该技术的发展和提升能源利用率过程中,回填材料起着重要作用,为了满足提高低温能利用效率的现实需求,必须探寻出合适的回填材料及其导热系数区间,提高换热效率,基于此,本研究依托于潍坊北斗科技产业园项目工程,开展了新型回填材料及回填技术研究。然后具体研究如下:(1)基于课题组以往的经验以及文献资料,确定材料的大致配方,确定配方后,进行实验调整各项配比,最后根据COMSOL模拟所确定的最优导热系数区间进一步确定材料最终的系列配方,实现可调节导热系数的效果,通过工程应用证明通过该种方法得到的回填材料具备成本低、性能优异、工程适用性强等诸多优点。(2)基于已有地埋管地源热泵换热系统换热数学模型,建立地埋管的流热耦合数值模型,研究钻孔长度、充填材料导热系数与地层导热系数的关系,得到充填材料导热系数最优取值区间,为新型回填材料的研发提供依据,并确立了模拟计算、工程勘测与配方设计三者的协同作用对材料研制与工程应用的积极作用。(3)将研发的新型回填材料应用于潍坊某地埋管地源热泵项目,建立了新的导热系数调整体系并进行了工程应用,结果与普通回填材料换热效果进行对比,用以验证新型回填材料对地埋管地源热泵系统的适用性,同时体现新型回填材料在浅层地温能开采方面的优越性。