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对话访谈 | 方肇洪教授与地源热泵结缘的奉献人生
发布日期:2021-10-12
[摘要]:“中国地源热泵空调的开拓者”,山东建筑大学原副校长、热能工程学院学术带头人——方肇洪教授。

2021年,山东建筑大学迎来了她的第六十五个春秋。回首这波澜壮阔、砥砺前行的六十五载光辉岁月,多少教职员工为它的发展付出了青春和汗水,经过一代代建大人的呕心沥血和务实拼搏 ,用奋斗时光的沉淀铸就今天的夺目辉煌。一片丹心育桃李,三尺讲台写春秋,昔日辛勤园丁的无私付出,培育莘莘学子扬帆起航;学有所成,难忘老师的谆谆教导,业有所达,难忘老师的悉心解惑。在校庆之际,我们衷心感谢为建大教育事业孜孜不倦耕耘心田的退休教师,是他们的无私奉献,为学校的建设增砖添瓦。“建校65周年访谈”专栏,推出山东建筑大学原副校长、热能工程学院学术带头人--方肇洪教授。 


方肇洪,1945年11月生,江苏省无锡市人,汉族,中共党员,教授。1968年毕业于清华大学动力机械系。1981年和1987年先后取得清华大学工学硕士和工学博士学位。自1981年起在山东建筑工程学院任教,先后任城市建设系主任、教务处长、副院长等职。曾任山东建筑大学热能工程学院首席教授和方州地源热泵研究所所长。山东省专业技术拔尖人才。主要社会兼职包括中国工程热物理学会理事、中国建筑学会建筑热能动力分会理事。中国地热产业工作委原理事长方肇洪教授还是美国供热制冷空调工程师协会会员、国际地源热泵协会(IGSHPA)会员。


方教授分别于1986年在英国曼彻斯特大学理工学院 (UMIST)、1993-94年在加拿大不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 进行合作研究各一年,在激光脉冲法和循环流化床的传热方面取得重要成果。2000年在美国俄克拉荷马州立大学学习考察地源热泵技术三个月。


方教授主持完成了一批自然科学基金项目和应用研究项目,并在《International Journal of Heat and Mass Transfer》《Transactions of ASME, Journal of Heat Transfer》《International Journal of Thermal Sciences》和《工程热物理学报》等学术刊物和学术会议上发表论文100余篇;编写了研究生教材《高等传热学》,为《化工百科全书》撰写了“隔热”条目,2005年与刁乃仁教授合作撰写了专著《地埋管地源热泵技术》,2012年出版了英文专著《Heat Transfer Modeling of the Ground Heat Exchangers for the Ground-Coupled Heat Pump Systems (地源热泵系统地埋管换热器的传热模型)》。他作为主要研究者完成的“多孔介质热湿迁移特性和自然对流换热的研究”获国家教委科技进步一等奖;主持完成的“多级热网分布式微机控制系统”获山东省科技进步二等奖、建设部科技进步三等奖。


此外,方教授2001年承担了山东省科技厅重点科技攻关计划项目“地热综合利用关键技术”,并在国内率先建成地埋管地源热泵空调系统的示范工程。研究成果“地热综合利用关键技术”2004年获山东省科技进步二等奖。2004年主持承担国家自然科学基金项目“含湿岩土传热与地热换热器传热特性分析”。2006年“地埋管地源热泵系统技术集成及其推广应用”获国家中小型科技企业技术创新基金高额资助。2008年他主持完成的“浅层地热能利用关键技术及其应用”又获教育部科技进步二等奖。2009年 “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”获国家科技进步二等奖。方肇洪教授为地源热泵技术在我国的推广应用做出重要的贡献,在业内被誉为“中国地源热泵空调技术的开拓者”。



1. 问题:老师,您的学业阶段全部都是在清华大学度过的,您能回忆一下当时那段令您难忘的时光吗?


回答:我1963年进入清华大学本科学习,1978年重回清华园攻读研究生,分外珍惜来之不易的学习机会。大家都自觉地争分夺秒地学习,像海绵一样贪婪地吸取知识,基本没有周末和节假日。三年的硕士研究生学习是我一生的重要机遇,为我其后的学习和研究生涯打下了坚实的基础。在知识层面,我学会了计算机和英语,加深加厚了数学基础,这三个基本技能是我其后研究工作的基本手段,让我终身受益。



2. 问题:老师是学生前进道路上的指明灯,请问在您的求学途中,您认为哪位老师给您指明了前进的道路?你能讲一下您和这位老师的经历吗?


回答:1978年我回到清华园,攻读研究生。我有幸成为王补宣院士文革后的(也是正式被授予学位的)第一批两位硕士研究生之一。这是我终生最大的荣耀和幸事。1984年王教授给我写信,希望我再继续跟他读博士。当时我在山东通过了出国英语考试,正在准备出国。王补宣教授说,第一可以安排我作为在职研究生,我可以仍保留建工学院的职位,承担一点工作;第二是,同意我在就读期间出国一年,但希望我稍微推迟一点出国,1985年先到清华工作。1985年2月,刚过春节我就去了清华。王教授急着要我做的事是为清华大学举办的国际传热会议做准备。当时是文革刚结束不久,中国与国外的学术交流刚刚起步,出国参加学术会议也还不多;由中国的大学举办国际学术会议,请国外的学者来交流还属凤毛麟角。虽然这是一件大事,但是大家都缺乏经验,任务也很繁重,而且王补宣手下除了有几个硕士研究生以外很少有人可以调用。我要做的第一个工作是编辑会议的论文集。那时还没有Windows 和 Word这样的办公软件,也没有激光打印机,因此提交的200多篇论文格式不尽一致。为了保证论文集的质量,决定所有的论文由我们用电动打字机按统一格式从新打字排版,然后再照相制版、印刷。考虑到论文中都有大量的公式、图表,打字、排版、校对的工作量巨大,很多需要手工完成。这项任务是由我带着一位硕士研究生再加上两个打字员花了几个月的时间完成的。会议期间我又忙于会务的杂事,从外国代表的接待、会场的组织到会后充当游览的导游。我在会上也发表了一篇论文,这是我第一次在国际会议上做口头发言。会议开得很成功,这在国内成为榜样。


举办国际传热会议以后,我做的第二件事是帮助王补宣教授准备他11月的访问美国之行。这应该是他1950年回国后的第一次访美。我的工作是帮他整理作报告的材料。当时没有Windows,当然也没有ppt之类的演示软件,作报告都用幻灯片或胶片投影。我要根据报告的内容做出幻灯片。回过头来看,这一年我学到了很多。能够在第一线参与实际工作,可以接触很多新的东西,干活就是最好的学习。


1986年一整年我在英国,1987年1月我回到北京,就正式开始博士学位的工作。王补宣教授给我指定的研究方向是“多孔介质中的传热传质”,我的博士论文题目是《测定多孔介质热湿迁移特性的积分效应法》。到87年12月14日顺利通过博士论文答辩,实际的论文工作用了不到一年的时间。他很多后来的研究生都延续了多孔介质的研究方向。1993 年王补宣教授主持的“多孔介质热湿迁移特性与自然对流传热的研究”,获国家教委科技进步一等奖,他把我列为第二位研究者,我要感谢老师对我的厚爱。



3. 问题:英语这门科目是许多同学头疼的一门科目,但是您的英语是全靠自己的自学,您能讲一下你自学英语的经历吗?您有哪些学英语的技巧可以分享给同学们吗?


回答:在我们那个年代初中是不学外语的。从高中开始有外语课,以俄语为主。我在高中学了三年俄语,到大学还继续学俄语,主要是训练阅读,不重听说。1978年我作为研究生重返清华园,时年33岁,正式开始学习英语。英语课按程度分班教学,但是我们毕业时学校将按统一的标准要求。我当然只能参加英语基础班的学习,从ABC和音标学起,到讲完主要的语法,一共两个学期,120学时的英语课,然后就主要靠自学。这就给我造成很大的压力。当时还没有网络,我也没有录音机。我自学英语主要靠听收音机,除了学习学校的英语课本以外,我还同时收听北京人民广播电台的英语初级班和中级班课程。其后几年中,又搜罗和认真学习了当时从国外引进的各种英语教材,只可惜没有磁带。为了练习口语,我星期日骑车去北京紫竹园公园的英语角,和中国人交谈练习英语,我后来在攻读博士学位期间的1985年,又零星地上过一些外教的口语课,此外再没有机会接受系统的英语训练。来到济南一年以后,我做了一生中第一笔大的投资,花了200元买了一台小的收录机。(当时我的工资应该在50元左右,家里的床还是从利津带来的两条长凳架一块浇注混凝土用过的木板)。此后的两三年时间里,我每天晚上坚持收听BBC和VOA,特别是VOA有半小时的Special English节目,比较好懂。这一段的坚持是我学习英语听力的主要训练。1984年有一个EPT考试,是教育部专门为出国留学人员设立的,EPT考试160分满分,我的成绩是132分,名列山东省第一名。这样,我就成为了山东建工学院历史上第一位公派出国留学人员。


在学习英语方面,我的经验是以下两点。一是持之以恒。如果你错过了幼年和少年学习语言的最好时机,唯有勤能补拙。我33岁开始学英语,可以说四十年如一日,没有一天不接触英语。“拳不离手,曲不离口”是我对自己的要求。当然英语是我工作的主要工具之一,但是我还是尽量地找其他渠道,保证自己每天都读一点英语材料,并且尽可能地每天都听一点英语。这些年网络和手机为英语学习提供了极大的方便。第二点经验是学以致用,用是最好的学习。我的英语学习最多地还是得益于用英语。


此外,虽然我在济南的工作很少有机会说英语,但写英文文章也是用英语组织思想的过程,对说英语也有很大的帮助。现在的学生可以利用翻译软件,方便很多,但是恐怕也有不利的一面。



4. 问题:在2000年您前往美国专门研究地源热泵技术,并把这项技术带回国内,在业内您也被誉为“中国地源热泵空调的开拓者”,同时您也在其他领域获得了众多成就,能否谈一下您是怎样一步一步取得成功的呢?


回答:我前半生的学习和研究似乎都只是正剧开场前的铺垫;由于命运的眷顾,在我54岁的时候碰到了我可以把后半生托付其中的一个事业,就是把地源热泵技术引进中国并在中国推广应用。除了此前我在知识和研究能力方面的积累以外,还有两个“偶然的”因素也在我的地源热泵技术研究中起到了重要作用。一个是山东建筑工程学院在1999年取得硕士研究生招生资格,土木工程和暖通空调是率先招收研究生的两个学科。招收研究生强化了学校的研究氛围,促使了研究团队的形成,也有了研究生作为研究的生力军,这就使我有可能在这里形成一个比较稳定的研究方向。其二是我的师弟贾力教授邀请我一起编写研究生教材《高等传热学》(2003年第一版),这就要求我在传热理论方面进一步深入和提高,并更加系统化。这也是我在地源热泵技术的理论研究上能够取得一些突破的重要原因。


2000年我作为高级访问学者受国家公派去美国学习三个月。与前两次出国不同,这次我是专门带着自己的问题出去的,就是要学习地埋管地源热泵技术,然后带回来投入实际应用。我选定了俄克拉荷马州立大学(OSU),虽然它在美国不算是著名学府,但却是美国研究地源热泵技术的中心。在访问OSU期间,我一方面利用一年一度的IGSHPA年会和展览会学习地源热泵系统的设备、材料和施工的技术细节,同时把重点放在学习地埋管换热器的理论和设计计算上。因为我知道,关于钻井和埋管施工以及材料等问题等,我回国后可以找到合适的技术资源帮助解决,只有地埋管的设计计算问题对中国的工程界是全新的课题,以前从来没有接触过,对此我应该当仁不让地承担起来。当时世界上关于地埋管换热器传热分析的理论中,最完善而又能比较方便地应用于工程实际的模型当数瑞典的两位学者Eskilson和Helstron 提出的模型。我用一周的时间认真学习了他们的博士论文,受益匪浅;这也是我们的研究团队以后地埋管换热器传热分析研究的起点。我的专长是传热学,我在欣赏这个模型框架的优点的同时,也看到其中还有一些空缺和不足。


回国后我一方面在瑞典模型的基础上做了进一步的研究和开拓,在国际上首次找到了地埋管换热器传热分析中多个重要问题的解析解,更加完善了瑞典学者的理论。同时,为了把我在美国学到的理论和技术融会贯通,2001年成立了山东建筑工程学院地源热泵研究所,并在学校的学术报告厅工程中建设了一个能够实际投入使用的地埋管地源热泵空调系统。我在地源热泵方面的工作虽然以地埋管换热器的传热分析的研究为主,但是从我到美国去学习的时候起就一直把技术的推广应用作为主要的目标。我回国后做的一个主要的工作就是到处宣讲地源热泵技术的概念、它的好处以及适用条件,听众包括学生、工程技术人员、政府管理层和企业家。20年中估计做了近200场讲座和技术交流,在社会上引起了对地源热泵技术的广泛关注。现在地源热泵技术已成为政府大力倡导的建筑节能技术,并被越来越多的人所接受。其次是在地源热泵技术的推广应用中有很多我不熟悉、不擅长的领域,包括钻井技术、管材及配件、回填材料、专用机械设备等,我广泛寻求各方面专业人士的帮助,请他们参与到地源热泵的推广应用中来,以求在中国尽快形成一个完整的地源热泵产业。2005年以后在政府的大力支持和推动下,地源热泵产业在中国从无到有,并得到蓬勃发展。根据2015年的统计,中国地源热泵的装机容量已经位列世界第二,地源热泵实际年利用地热能的数量位居世界第一。



5. 问题:科学无国界,您几次出国与外国学者进行科学研究,他们给您留下了哪些深刻地印象呢?您与国外友人有擦出了哪些善良的火花呢?


回答:受国家教委和山东建筑工程学院的委派,1986年我以访问学者的身份到英国曼彻斯特大学理工学院(UMIST)的冶金系Dr Roy Taylor团队工作一年。我那时只是山东建工学院的讲师,也还没有拿到博士学位,但是在跟外国的学生和学者的接触中,知道我们中国人的能力不比他们差。Dr Taylor对我的工作非常满意。他知道中国人没有钱,我也很少外出观光游览;他两次亲自开车带我出去玩,包括到离曼彻斯特比较远的一个具有浓郁英伦风情的小镇,在那里还买了一个当地产的花式蜡烛送给我,这个蜡烛现在还放在我家里的架子上。我回国之前,Dr Taylor承担的NPL的项目就算结束了。他对我说:“你在这里工作得很好,我非常欣赏你的才干”。我回国以后的十多年间,每到圣诞节我们都互相寄圣诞卡片问候。18年以后的2004年我到英国诺丁汉大学参加学术会议,会后我专程去曼彻斯特看望 Taylor夫妇,并请他们吃饭。当年他们请我到家里吃饭很多次,我没有回请过他们,算是还礼吧。



6. 问题:恰逢学校65周年校庆,您对建大学子有什么期望或者祝福吗?


回答:我在这里想说两点,一点是“人生没有白走的路,每一步都算数,如果你对生活不失望,生活也不会让你失望”, 意思是人的每一步都不是白走的,有时候看起来好像是在做无用功,但是年轻的时候不努力,等用到的时候再去努力就没那么容易了。我们宁可要多学一点,把自己基础打得宽一点,将来的楼才可以高一些。另一点是“人的一生只有两个问题,第一个问题是找到问题,第二个问题是把它解决掉。”我觉得在念完书以后,所做的也是这两个事情,发现问题其实很难,我的体会是要在实践中仔细观察,积极探索。我们是搞工程的,很多东西要从工程中去发现。实践才能更好的发现问题。然后就是解决问题,发现问题只是看到机会了,但有时却解决不了,这就是前面所讲的,打好基础很关键,机会总是留给有准备的人,前面的付出总是会有回报的,所以怎么解决问题,就需要同学们多多努力了。



来源:山东建筑大学热能工程学院微信公众号


责编:zf



 
 
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