西班牙瓦伦西亚瓦伦西亚理工大学 ITACA 研究所的一个研究小组开发了一种新型埋管热交换器 (BHE) 设计，可以提高地热热泵系统的效率。

该研究成果已由 Urchueguia 等人以论文形式发表在《可再生能源》杂志上(https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.119816)。论文题目为“利用先进材料的新三角叶几何形状经实验验证可在浅层地热应用中增强传热”。

三角叶结构

新型 BHE 设计的核心元素是热交换器的三角几何形状。这涉及使用三个高电导率卫星管，这些卫星管围绕着一个低电导率内部回流管。根据研究人员的评估，与其他 BHE 设计(包括同轴、单 U 型管和双 U 型管、螺旋和螺旋设计)相比，这种配置最有前景。

三角设计的示意图如下所示。这种新型 BHE 配置的开发、设计和配方目前已获得知识产权保护 (IP) 专利。

该设计的主要优势在于其与传统系统相比具有卓越的热效率。这有助于降低安装和运营成本，从而为地热热泵系统的部署(用于供暖和制冷)创造了新的机会。该方案还因使用创新材料而脱颖而出。

这项研究提供了一些极好的见解，说明如何通过改变热交换器设计和使用创新材料来提高地热热泵系统的性能。在地热热泵系统被视为城市脱碳工作的关键且已被证明具有高度多样化应用的时代，这一点尤为重要。