垂直式地埋管換熱理論及巖土熱物性參數試驗方法.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源枯竭的日益嚴重，開發(fā)和利用新能源已越來越受到各國政府的重視。地熱是一種典型的清潔能源，同時也是一種“可再生能源”。地源熱泵技術是開采淺層地熱能源的主要方式，其中又以垂直式地源熱泵最為節(jié)能環(huán)保。垂直式地源熱泵的節(jié)能環(huán)保性質并不是必然的，關鍵要看它的設計是否合理。在對地源熱泵系統(tǒng)進行設計時，準確獲得巖土的熱物性參數是重中之重。如果該參數不準確，則可能會造成設計出的系統(tǒng)換熱量不足，也又可能造成系統(tǒng)初期投資的增加，從而影響地源

2、熱泵技術的推廣。
　　為了給地源熱泵系統(tǒng)的工程設計提供更準確的基礎數據，本論文對巖土的熱物性參數的測試做了深入研究，具體內容如下：（1）利用虛擬熱源法對鉆孔內二維穩(wěn)態(tài)模型進行推導，求出鉆孔內傳熱熱阻的表達式，并利用格林函數對鉆孔外一維無限長線熱源模型進行推導，從而得出地埋管換熱器與周圍巖土傳熱模型的理論解析解。（2）將無約束優(yōu)化算法中的fminsearch函數和遺傳算法應用到反算巖土熱物性參數的過程中，并著重對遺傳算法反算巖土熱物

3、性參數的實現做了詳細說明。（3）以陜西某工廠職工宿舍的現場熱響應測試為例，利用無約束優(yōu)化算法中的fminsearch函數和遺傳算法不僅實現了對巖土導熱系數和巖土容積比熱的雙參數估計，而且還實現了對巖土導熱系數、巖土容積比熱和回填材料導熱系數的三參數估計，并利用斜率法對參數估計法反算出的結果做了驗證。（4）對測試中容易出現測量誤差的埋管深度、巖土初始溫度、回填材料的導熱系數和鉆孔內地埋管中心距離做了敏感度分析。（5）利用MATLAB軟件中