太阳能跨季节土壤蓄热是调节太阳能分布不均匀的有效方法,可将春、夏、秋三个季节的太阳能热量储存于地下供冬季使用,从而实现无煤化清洁供暖。随着计算机技术发展,数值计算方法被广泛应用于太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统的研究。为克服传统数值计算方法控制方程复杂、网格数量大和计算时间步长较小导致计算耗时巨大的问题,本文构建了太阳能跨季节土壤蓄热简化计算方法,并开发了“部件—系统”一体化仿真方法,分析了各设计参数对系统性能的影响规律。此外,本文还将上述数值计算方法与智能算法相结合,提出了太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统多目标优化设计方法,得到了系统的最优设计参数。首先,本文对太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统中的地埋管换热器进行建模,并基于Fluent平台,通过Gnielinski关联式得到了地埋管内壁面对流换热系数,通过热平衡法得到了管内流体沿程温度,构造了管内壁面第三类边界条件,从而构建了太阳能跨季节土壤蓄热简化快速计算方法,取代了传统湍流模型求解管内流动换热的过程。简化快速计算方法大幅减少了网格数量,提升了计算精度和计算效率,并在复杂工况和大时间步长下同样适用。然后,本文基于关键部件的简化计算方法和各子系统间能量平衡关系,针对太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统,构建了“部件—系统”一体化仿真方法,并通过实验数据验证了该方法的准确性。通过“部件—系统”一体化仿真方法,对土壤温升和系统COP的影响因素进行了分析,发现集热器面积对二者影响较大,是关键影响因素,为后续系统多目标优化设计提供指导。最后,本文将上述数值计算方法与支持向量机相结合,构建了基于SVM方法的系统COP和土壤温升预测模型;将预测模型和系统年化成本核算公式作为NSGAⅡ算法中目标函数的计算方法,进行了太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统的多目标优化设计;最终得到的系统最优设计参数为:集热器面积119m~2,蓄热水箱容积3m~3,蓄热温度321K,该设计参数下,系统COP为3.85,系统年化成本为1.4万元,土壤温升为3.23K。以上研究工作为太阳能跨季节土壤蓄热供暖系统的进一步研究提供了方法支撑,具有一定的工程实际意义。