地源熱泵系統(tǒng)巖土及填料熱物性參數(shù)辨識研究.pdf

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