西班牙瓦倫西亞瓦倫西亞理工大學 ITACA 研究所的一個研究小組開發(fā)了一種新型埋管熱交換器 (BHE) 設(shè)計，可以提高地熱熱泵系統(tǒng)的效率。

該研究成果已由 Urchueguia 等人以論文形式發(fā)表在《可再生能源》雜志上(https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.119816)。論文題目為“利用先進材料的新三角葉幾何形狀經(jīng)實驗驗證可在淺層地熱應用中增強傳熱”。

三角葉結(jié)構(gòu)

新型 BHE 設(shè)計的核心元素是熱交換器的三角幾何形狀。這涉及使用三個高電導率衛(wèi)星管，這些衛(wèi)星管圍繞著一個低電導率內(nèi)部回流管。根據(jù)研究人員的評估，與其他 BHE 設(shè)計(包括同軸、單 U 型管和雙 U 型管、螺旋和螺旋設(shè)計)相比，這種配置最有前景。

三角設(shè)計的示意圖如下所示。這種新型 BHE 配置的開發(fā)、設(shè)計和配方目前已獲得知識產(chǎn)權(quán)保護 (IP) 專利。

該設(shè)計的主要優(yōu)勢在于其與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比具有卓越的熱效率。這有助于降低安裝和運營成本，從而為地熱熱泵系統(tǒng)的部署(用于供暖和制冷)創(chuàng)造了新的機會。該方案還因使用創(chuàng)新材料而脫穎而出。

這項研究提供了一些極好的見解，說明如何通過改變熱交換器設(shè)計和使用創(chuàng)新材料來提高地熱熱泵系統(tǒng)的性能。在地熱熱泵系統(tǒng)被視為城市脫碳工作的關(guān)鍵且已被證明具有高度多樣化應用的時代，這一點尤為重要。