地埋管换热器结构因素模拟OA

为明确地埋管换热器关键结构参数对换热性能的影响机制,厘清各参数的作用规律与交互效应,精准优化地埋管换热器结构设计、提升地源热泵系统整体运行效率。基于COMSOL软件建立地埋管换热器流动传热模型,采用响应面分析方法系统研究钻孔深度、管径和支管间距对换热量的影响规律。研究结果表明:钻孔深度是影响换热量的首要因素,换热量与埋深呈近似线性关系;支管间距通过影响热短路效应对换热性能产生显著影响;管径对换热量的影响相对较小,主要通过增加换热面积和减少管内热阻发挥作用。通过Box-Behnken响应面设计建立换热量与3个结构参数的定量关联式(R^(2)=0.9988),方差分析验证模型的显著性。响应面分析揭示参数间的协同补偿效应,为地埋管换热器的结构优化设计提供科学依据,对提高地源热泵系统效率具有重要的理论意义和工程应用价值。