一种岩土热导率分布的热响应测试方法技术

本发明专利技术提供一种岩土热导率分布的热响应测试的方法，用于测试地下不同深度层内岩土的热导率。本发明专利技术首先通过考虑岩土深度方向上的传热，建立埋管换热器的多维瞬态传热模型，模拟换热器中流体的纵向温度分布曲线，然后通过实验测试换热器中不同深度的流体温度分布数据，最后利用多目标优化算法并直接采用流体温分布数据同时预测出多空间层内的岩土热导率分布数据。利用该发明专利技术测试出的岩土热导率分布除了具有较高的精度外，还可以克服传统方法分层测试时收敛性较差的问题，同时测试精度不受深度的影响，适用性广，测试效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种岩土热导率分布的热响应测试方法
本专利技术涉及地源热泵热响应测试
和土壤热物性测试
，特别涉及到一种岩土热导率分布的热响应测试方法。
技术介绍
岩土热导率是影响地源热泵系统地下换热的主要因素，是地源热泵负荷和埋管换热器的关键设计参数。由于热响应测试可以避免实验室法由于脱离实际地质条件而产生的误差，获得了广泛的关注和应用，目前已经发展成地源热泵系统中热物性测试最主要的方法。然而其在实施过程中，通常需要假设岩土热物性为均匀分布，即视不同深度的岩土热物性是相同的，但由于岩土的地质特性在不同深度处存在差异，导致热物性在纵向上分布不均，传统热响应测试法无法获得岩土热物性的分布规律，进而无法完成复杂岩土特性下的地源热泵系统的优化设计。尽管近些年已有部分学者在传统热响应测试方法和模型的基础上，对岩土热导率的分布测试方法进行了研究，但目前仍存在一些亟待解决的问题：1.目前的技术都采用流体平均温度进行岩土热导率分布测试，由于随着换热器深度的增加，流体平均温度的估算误差也显著提升，最终导致热导率分布的测试误差随着换热器深度的增加而明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩土热导率分布的热响应测试方法，其特征在于：在考虑岩土深度方向传热的基础上建立埋管换热器的瞬态传热模型；然后基于建立的传热模型，利用多目标优化算法并直接采用流体温度分布数据同时预测出不同深度下的岩土热导率分布结果，其具体实施步骤如下：/n(1)针对特定的埋管换热器的热响应测试，通过考虑岩土在深度方向上的热传导，建立埋管换热器的热响应测试理论传热模型，利用建立的模型模拟出换热器管内流体温度在深度方向上的分布曲线；/n(2)针对特定的埋管换热器，建立分布式热响应测试的实验系统，测试出不同时刻下管内流体的温度分布数据；/n(3)将岩土进行分层，然后利用多目标优化算法并直接采用步骤(2)中的温...

【技术特征摘要】
1.一种岩土热导率分布的热响应测试方法，其特征在于：在考虑岩土深度方向传热的基础上建立埋管换热器的瞬态传热模型；然后基于建立的传热模型，利用多目标优化算法并直接采用流体温度分布数据同时预测出不同深度下的岩土热导率分布结果，其具体实施步骤如下：
(1)针对特定的埋管换热器的热响应测试，通过考虑岩土在深度方向上的热传导，建立埋管换热器的热响应测试理论传热模型，利用建立的模型模拟出换热器管内流体温度在深度方向上的分布曲线；
(2)针对特定的埋管换热器，建立分布式热响应测试的实验系统，测试出不同时刻下管内流体的温度分布数据；
(3)将岩土进行分层，然后利用多目标优化算法并直接采用步骤(2)中的温度分布数据，在给定的收索范围内同时测试出不同层内的岩土热导率分布数据，利用最小适用度函数判别测试结果；
(4)对步骤(3)中得到的岩土热导率依次进行优选，并重复优选步骤直至获得稳定收敛的最小适应度函数，然后输出优选结果；
(5)基于步骤(4)中得到的结果进一步缩小收索范围，重复步骤(3)和(4)，最终获得稳定收敛的不同层内的热导率分布数据。


2.根据权利要求1所述的一种岩土热导率分布的热响应测试方法，其特征在于，建立的埋管换热器热响应测试的理论传热模型为多维，同时考虑了岩土深度方向的传热对换热器传热以及流体温...

【专利技术属性】
技术研发人员：年永乐，王湘阳，程文龙，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34