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土壤源热泵竖直地埋管若干传热问题研究

鲁芬豹  
【摘要】:近年来,鉴于中国地少人多的国情,加之系统的节能、环保、高效等特征,地埋管地源热泵系统得到了越来越广泛的运用。本文针对竖直地埋管换热器传热问题进行了相关方面的研究。根据浙江某项目地源热泵热物性测试数据,提出一种针对极小样本试验虚拟增广样本的方法。再基于信息扩散原理,从虚拟增广样本和信息论的角度出发,充分利用虚拟样本,而不是先假设其服从某一经典概率分布,来求解样本信息扩散函数。利用K检验,验证所求正态扩散函数的正确性,从而证明所得正态信息概率密度函数更加符合岩土热物性参数的真实分布。基于地源热泵地埋管的可靠性设计方法,通过一个算例,在一定的失效概率下,分析了各随机因素单一变化时对竖直地埋管换热器管长计算的定量影响,最后归纳出各随机因素的实际影响以及各影响因素的主次关系。根据影响地埋管长随机因素的真实分布情况,提出在EXCEL环境下,应用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟法,研究各随机变量同时变化时埋管长度的变化程度,通过成千上万次模拟试验,得到大量的管长样本,进而得到管长的概率分布。再结合算例,与确定性设计方法进行对比分析,根据系统的要求,可以得到不同保证率下的计算管长。利用TRNSYS软件模拟研究各影响因素对地埋管换热器换热效果的影响,找出各影响因素的主次关系,与理论计算结果进行对比。


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