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(shù)，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(yīng)用，其通過地埋管換熱器與地下巖土進(jìn)行換熱，因此合理的設(shè)計地埋管換熱器至關(guān)重要。巖土及填料熱物性參數(shù)的辨識是地埋管換熱器設(shè)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(shè)計及運行影響較大。
　　眾多學(xué)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(jìn)行了研究。
　　對于巖土導(dǎo)熱系數(shù)、巖土熱擴(kuò)散系數(shù)及鉆孔熱阻等三個熱物性參數(shù)的估算，本文構(gòu)建鉆孔內(nèi)解析模型和鉆孔外數(shù)值模型，在鉆孔壁處耦合鉆孔內(nèi)外換熱，并求解流體平均溫度，結(jié)合現(xiàn)場熱響應(yīng)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(dāng)鉆孔內(nèi)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(dǎo)熱系數(shù)、巖土熱擴(kuò)散系數(shù)、鉆孔熱阻、填料導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)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(fù)合介質(zhì)模型，并聯(lián)求解U型管流體平均溫度，在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合沙箱熱響應(yīng)測試應(yīng)用遺傳算法尋優(yōu)求解各決策變量的值。在復(fù)合介質(zhì)線熱模型求解過程中，應(yīng)用鉆孔熱阻對管壁熱阻進(jìn)行了修正，并將遺傳算法的辨識結(jié)果與單純形法和模式搜索法進(jìn)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(shè)計中，運用本文辨識模型