地源熱泵系統(tǒng)巖土及填料熱物性參數(shù)辨識研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、土壤源地源熱泵是一種可再生能源技術,具有節(jié)能環(huán)保等多方面的優(yōu)點,在實際工程中得到了廣泛應用,其通過地埋管換熱器與地下巖土進行換熱,因此合理的設計地埋管換熱器至關重要。巖土及填料熱物性參數(shù)的辨識是地埋管換熱器設計的重要組成部分,研究發(fā)現(xiàn),其辨識精度對地埋管換熱器的設計及運行影響較大。
  眾多學者采用參數(shù)估計法辨識巖土或填料熱物性參數(shù),但目前參數(shù)估計法存在估算參數(shù)少及識別精度低等多方面的問題,由此,本文從以下兩個方面對巖土及填料熱物

2、性參數(shù)的辨識方法進行了研究。
  對于巖土導熱系數(shù)、巖土熱擴散系數(shù)及鉆孔熱阻等三個熱物性參數(shù)的估算,本文構建鉆孔內解析模型和鉆孔外數(shù)值模型,在鉆孔壁處耦合鉆孔內外換熱,并求解流體平均溫度,結合現(xiàn)場熱響應測試通過單純形法尋優(yōu)求解各決策變量的值。相比于純二維數(shù)值模型和p(t)-liner純解析模型,該方法計算所得的流體出口溫度更加接近實測值。同時,相比于常用的二維模型,當鉆孔內熱阻采用多級模型計算時,能夠提高計算精度。
  對于

3、巖土導熱系數(shù)、巖土熱擴散系數(shù)、鉆孔熱阻、填料導熱系數(shù)及熱擴散系數(shù)等五個熱物性參數(shù)的估算,本文根據(jù)線熱源模型及管壁熱阻修正復合介質模型,并聯(lián)求解U型管流體平均溫度,在此基礎之上,結合沙箱熱響應測試應用遺傳算法尋優(yōu)求解各決策變量的值。在復合介質線熱模型求解過程中,應用鉆孔熱阻對管壁熱阻進行了修正,并將遺傳算法的辨識結果與單純形法和模式搜索法進行了對比,表明了遺傳算法辨識熱物性參數(shù)的精度較高。
  在地埋管換熱器設計中,運用本文辨識模型

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