近日，經(jīng)國家知識產(chǎn)權(quán)局審核批準(zhǔn)，陜西地礦創(chuàng)新研究院申報(bào)的《淺層多U型地埋管換熱器及U型地埋管數(shù)量確定方法》發(fā)明專利獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。

    傳統(tǒng)U型地埋管換熱器存在鉆孔利用率低、單孔換熱量不足等問題，制約了地源熱泵系統(tǒng)的性能。該發(fā)明采用內(nèi)外圈分布的U型管布局，通過鉆孔回填材料和周圍巖土層的協(xié)同作用形成高效換熱網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提升換熱效率。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，其總?cè)崃亢托顭崃枯^單U型管分別提升67.45%和72.91%，鉆孔利用率大幅提高。

    專利的另一核心是U型地埋管數(shù)量的確定方法。研究團(tuán)隊(duì)基于計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）軟件，建立了耦合管內(nèi)外換熱的三維全尺寸數(shù)值模型，模擬不同數(shù)量U型管的換熱性能。通過監(jiān)測循環(huán)流體進(jìn)出口溫差、總換熱量及巖土溫度變化等關(guān)鍵參數(shù)，最終確定8根U型管（外圈6根+內(nèi)圈2根）為最優(yōu)配置。

    此項(xiàng)發(fā)明可應(yīng)用于建筑供暖、制冷及工業(yè)余熱回收等領(lǐng)域，尤其適用于淺層地?zé)豳Y源的開發(fā)應(yīng)用。未來，陜西地礦創(chuàng)新研究院將進(jìn)一步推廣該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，聯(lián)合企業(yè)開展示范工程建設(shè)，為陜西地區(qū)地?zé)崮芨咝ч_發(fā)與建筑節(jié)能提供技術(shù)支撐。