基于田口方法的垂直单U地埋管钻孔热阻优化分析

作者：周坤; 茅靳丰^*; 李永; 陈飞; 于晓君; 屠志远

来源：太阳能学报, 2021, 42(06): 493-498.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-0254

• 地源热泵
• 数值分析
• 田口方法
• 钻孔热阻
• 信噪比
• 方差分析

基于Comsol有限元软件建立垂直地埋管二维导热数值模型,在综合考虑支管半径、钻孔半径、两支管间距、土壤导热系数和回填材料导热系数的基础上进行仿真实验,得出不同热物性参数值下的钻孔热阻并验证模型的可靠性。基于田口方法,建立L27(35)正交表,利用信噪比得出最优热物性参数组合,进而对各参数进行方差分析,得出各参数对钻孔热阻值的关联度及贡献率,最终求解出最优钻孔热阻值。研究结果表明:钻孔半径、回填导热系数和支管半径具有较高的贡献率;最优参数组合为rp=0.020 m,rb=0.06 m,xc=0.07 m,λs=0.90 W/(m·K),λg=2.00 W/(m·K);优化后的钻孔热阻值较原阻值最大可减少约81.67%,为0.033 m·K/W,埋管深度最大可减少约35.79%,为56.93 m。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学