西班牙瓦倫西亞瓦倫西亞理工大學(xué) ITACA 研究所的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種新型埋管熱交換器 (BHE) 設計，可以提高地熱熱泵系統的效率。
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(jìn)材料的新三角葉幾何形狀經(jīng)實(shí)驗驗證可在淺層地熱應用中增強傳熱”。
三角葉結構
新型 BHE 設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(gè)高電導率衛星管，這些衛星管?chē)@著(zhù)一個(gè)低電導率內部回流管。根據研究人員的評估，與其他 BHE 設計(包括同軸、單 U 型管和雙 U 型管、螺旋和螺旋設計)相比，這種配置最有前景。
三角設計的示意圖如下所示。這種新型 BHE 配置的開(kāi)發(fā)、設計和配方目前已獲得知識產(chǎn)權保護 (IP) 專(zhuān)利。
該設計的主要優(yōu)勢在于其與傳統系統相比具有卓越的熱效率。這有助于降低安裝和運營(yíng)成本，從而為地熱熱泵系統的部署(用于供暖和制冷)創(chuàng )造了新的機會(huì )。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(jiàn)解，說(shuō)明如何通過(guò)改變熱交換器設計和使用創(chuàng )新材料來(lái)提高地熱熱泵系統的性能。在地熱熱泵系統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(shí)代，這一點(diǎn)尤為重要。
