恒有源科技發(fā)展集團（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實現(xiàn)為建筑物無燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產(chǎn)業(yè)。
概述
《單井循環(huán)換熱地能采集井工程技術(shù)規(guī)范》是北京市地方標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)號：DB11/T 935)。2011年由北京市水務(wù)局提出，主要起草單位有北京市節(jié)能環(huán)保促進會、中國節(jié)能環(huán)保集團公司和恒有源科技發(fā)展集團有限公司。該標(biāo)準(zhǔn)于2012年12月由北京市技監(jiān)局發(fā)布，自2013年4月起實施。
單井循環(huán)換熱地能采集技術(shù)是一項我國原創(chuàng)的先進的適用于多種地質(zhì)條件的淺層地能采集技術(shù)，它以循環(huán)水為介質(zhì)采集淺層地下低于25℃的熱能，可以實現(xiàn)地下水原地同層全部回灌。不消耗也不污染地下水，對地下水是安全的。單井循環(huán)換熱地能采集技術(shù)自2000年推出以來，在我國已推廣應(yīng)用超過1000萬平方米。由于實現(xiàn)了用淺層地能替代傳統(tǒng)能源為建筑物供熱，每年節(jié)約了大量燃煤，并減少了由燃煤產(chǎn)生的污染物排放，為節(jié)能環(huán)保做出了貢獻?，F(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)走出國門，在美國內(nèi)布拉斯加采用恒有源單井循環(huán)換熱地能采集技術(shù)的項目已穩(wěn)定運行五年，并獲得美國政府頒發(fā)的“能源之星”獎。
關(guān)于單井循環(huán)換熱地能采集井周圍地下溫度場的研究
單井循環(huán)換熱地能采集系統(tǒng)的主要熱源是地下一定深度內(nèi)的巖土體及巖土體內(nèi)所含的地下水。系統(tǒng)在工作時引起前述巖土體及地下水的溫度發(fā)生變化。正是這一溫度變化所放出或吸收的熱量構(gòu)成了向建筑物供暖（冷）的主要熱源或冷源。
單井循環(huán)換熱地能采集井的供熱（冷）能力主要由：（1）、井內(nèi)裝置的特性；（2）、井周圍巖土體的特性；（3）、以上兩者特性的匹配決定的。其中，井內(nèi)裝置的特性完全由設(shè)計者決定，是我們可以掌控的，而巖土體的特性卻是我們無法改變的，但它至關(guān)重要。因為無論是液流還是熱流，一旦它離開井內(nèi)裝置，它的運動規(guī)律就完全由巖土體的特性來決定了。對單井循環(huán)換熱淺層地能采集系統(tǒng)地下溫度場的研究可以幫助我們了解采集井周圍巖土體的特性，了解它的放（吸）熱的過程，從而確定它的最大供熱功率和在一定時間內(nèi)總的供熱（冷）量等。
恒有源科技發(fā)展集團有限公司曾與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作開展這一領(lǐng)域的研究，通過實際測量取得了以下方面的數(shù)據(jù)：
——在取熱期間，地下溫度場的變化規(guī)律
圖1是在取熱井一定距離內(nèi)的測溫井用測溫電纜實際測得的溫度曲線。橫坐標(biāo)為土壤溫度（℃），縱坐標(biāo)為地下深度（m），12條曲線分別反映1~12月的地下溫度場情況。
如圖1所示，測溫曲線的構(gòu)形極不規(guī)則，出現(xiàn)了較多的波折，這說明含水層在深度方向上的構(gòu)造極不均勻，甚至存在分層。我們看到不同深度的地層由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，溫度變化也不同，溫度變化最大的，放出（或吸收）熱量最多。改變采集井的內(nèi)部結(jié)構(gòu)重做上述實驗，發(fā)現(xiàn)對不同的井內(nèi)結(jié)構(gòu)，巖土體溫度變化的速度是不同的，由此我們可以找到對不同的地層，最適宜的井的結(jié)構(gòu)，借助計算軟件的幫助，我們可以得到相應(yīng)的供熱功率等數(shù)據(jù)。
——在恢復(fù)期間，地下溫度場的變化規(guī)律
在供熱季采集井周圍的巖土體隨著供熱過程的持續(xù)，溫度逐漸降低。在最冷季以后，溫度逐漸回升。在停止供熱以后的時間段，地下溫度場的恢復(fù)過程對井周圍巖土體的供熱能力評價很重要，恢復(fù)過程快的，供熱能力強。
——地下溫度場變化的周期性
圖2、圖3是地下溫度場指定位置的以年為周期的溫度變化曲線，其中選取的位置分別為地下深度29.8m（藍色）、50.8m（紅色）、70.3m（綠色）。
在采集井的周圍巖土體內(nèi)的溫度場一年四季發(fā)生周期性的變化，最低溫度在2-3月間，最高溫度在8-9月間。實測結(jié)果表明，在采暖季結(jié)束之前，地下溫度已開始回升；在制冷季開始之前已恢復(fù)到初始值。我們可以看到，采集井在額定的供熱功率和供熱周期的條件下工作，地下溫度場是周期變化的，并未發(fā)生有整體溫度逐年降低的趨勢。（作者：恒有源科技發(fā)展集團有限公司 李大秋，王學(xué)志）
選自_《中國地能》
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