恒有源科技发展集团（微信号：HYYESSTD）专注于浅层地能作为建筑物供热的替代能源的科研、开发和推广。致力于原创技术的产业化发展，实现为建筑物无燃烧供热，大力发展地能热冷一体化新兴产业。

概述

    《单井循环换热地能采集井工程技术规范》是北京市地方标准(标准号：DB11/T 935)。2011年由北京市水务局提出，主要起草单位有北京市节能环保促进会、中国节能环保集团公司和恒有源科技发展集团有限公司。该标准于2012年12月由北京市技监局发布，自2013年4月起实施。

    单井循环换热地能采集技术是一项我国原创的先进的适用于多种地质条件的浅层地能采集技术，它以循环水为介质采集浅层地下低于25℃的热能，可以实现地下水原地同层全部回灌。不消耗也不污染地下水，对地下水是安全的。单井循环换热地能采集技术自2000年推出以来，在我国已推广应用超过1000万平方米。由于实现了用浅层地能替代传统能源为建筑物供热，每年节约了大量燃煤，并减少了由燃煤产生的污染物排放，为节能环保做出了贡献。现在这种技术已经走出国门，在美国内布拉斯加采用恒有源单井循环换热地能采集技术的项目已稳定运行五年，并获得美国政府颁发的“能源之星”奖。

关于单井循环换热地能采集井周围地下温度场的研究

    单井循环换热地能采集系统的主要热源是地下一定深度内的岩土体及岩土体内所含的地下水。系统在工作时引起前述岩土体及地下水的温度发生变化。正是这一温度变化所放出或吸收的热量构成了向建筑物供暖（冷）的主要热源或冷源。

    单井循环换热地能采集井的供热（冷）能力主要由：（1）、井内装置的特性；（2）、井周围岩土体的特性；（3）、以上两者特性的匹配决定的。其中，井内装置的特性完全由设计者决定，是我们可以掌控的，而岩土体的特性却是我们无法改变的，但它至关重要。因为无论是液流还是热流，一旦它离开井内装置，它的运动规律就完全由岩土体的特性来决定了。对单井循环换热浅层地能采集系统地下温度场的研究可以帮助我们了解采集井周围岩土体的特性，了解它的放（吸）热的过程，从而确定它的最大供热功率和在一定时间内总的供热（冷）量等。

    恒有源科技发展集团有限公司曾与哈尔滨工业大学合作开展这一领域的研究，通过实际测量取得了以下方面的数据：

    ——在取热期间，地下温度场的变化规律

    图1是在取热井一定距离内的测温井用测温电缆实际测得的温度曲线。横坐标为土壤温度（℃），纵坐标为地下深度（m），12条曲线分别反映1~12月的地下温度场情况。

    如图1所示，测温曲线的构形极不规则，出现了较多的波折，这说明含水层在深度方向上的构造极不均匀，甚至存在分层。我们看到不同深度的地层由于地质结构不同，温度变化也不同，温度变化最大的，放出（或吸收）热量最多。改变采集井的内部结构重做上述实验，发现对不同的井内结构，岩土体温度变化的速度是不同的，由此我们可以找到对不同的地层，最适宜的井的结构，借助计算软件的帮助，我们可以得到相应的供热功率等数据。

    ——在恢复期间，地下温度场的变化规律

    在供热季采集井周围的岩土体随着供热过程的持续，温度逐渐降低。在最冷季以后，温度逐渐回升。在停止供热以后的时间段，地下温度场的恢复过程对井周围岩土体的供热能力评价很重要，恢复过程快的，供热能力强。

    ——地下温度场变化的周期性

    图2、图3是地下温度场指定位置的以年为周期的温度变化曲线，其中选取的位置分别为地下深度29.8m（蓝色）、50.8m（红色）、70.3m（绿色）。

    在采集井的周围岩土体内的温度场一年四季发生周期性的变化，最低温度在2-3月间，最高温度在8-9月间。实测结果表明，在采暖季结束之前，地下温度已开始回升；在制冷季开始之前已恢复到初始值。我们可以看到，采集井在额定的供热功率和供热周期的条件下工作，地下温度场是周期变化的，并未发生有整体温度逐年降低的趋势。（作者：恒有源科技发展集团有限公司  李大秋，王学志）

选自_《中国地能》

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