基于模拟退火法的能源隧道取热段最优化设计

摘要

能源隧道作为地源热泵系统是应用于地下结构的一项节能技术,近年来在中国得到了应用.但有关的设计方法尚未成熟,其中,取热段的长度设置及位置选择问题往往依靠工程类比,缺乏便捷可靠的辅助方法.为了解决上述问题,基于数值模拟和模拟退火算法,提出了取热段最优化设计方法,该方法能够根据现场地质和气象条件自动选取隧道取热段位置.利用该方法分析设计参数对换热效率、最优取热段长度及起止位置的影响.结果表明,减小埋管间距、降低设计进水温度、增大管内循环介质流速以及增大取热段埋深,有利于提高换热效率、减小取热段长度和降低建造成本;对于某一取热段长度,起始位置在数米范围内的偏差基本不会影响总的取热量.研究成果可为能源隧道的工程实践提供参考.