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 Zhou Kun;Mao Jinfeng;Li Yong;Chen Fei;Yu Xiaojun;Tu Zhiyuan

作者机构：中国人民解放军陆军工程大学国防工程学院南京210007 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：493-498页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家科学自然基金(51708551) 

主　　题：地源热泵 数值分析 田口方法 钻孔热阻 信噪比 方差分析 

摘      要：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,r_(b)=0.06 m,x_(c)=0.07 m,λ_(s)=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。