单井闭式全回灌技术研究

地热能开发利用的关键问题是全回灌和可持续发展，浅层地热能单井闭式全回灌国家“科技成果领先”节能专利是浅层地热能开发利用的最佳技术，该专利技术很好地解决了地热能开发利用的技术问题。基本原理是通过地下200米以内岩土层的微通道循环高效采集地下能量，冬季供暖时浅层地热能通过不同的热泵设备提取热量，可使供暖水温达到80℃以上，蒸汽200℃以内；夏季制冷通过热泵机组提取的冷量可使空调冷冻水温度达7℃左右。利用地热能清洁能源供暖、制冷比传统的燃煤、燃气锅炉及普通空调供暖制冷要节能40%~60%。

这项专利技术利用最专业的钻探设备从地层表面往下钻成孔，孔径800~1000毫米，深度为200米以内，成孔后进行地质结构数据测定，对地下各岩土沙层的微通道交换区域进行电测数据精确计算，主要对其岩土层微通道的换热比溶、渗透系数、地下水流量、水流方向等综合数据计算设计，因为地质结构和设计的成井工艺直接影响单井换热量的大小和成井使用寿命及节能效果，地质结构不同，每百米的能效采集换热量也有所不同，一般在200~800kW范围（对钻井、能效换热设计、成井工艺等要求都很高，同一口井因设计的不同，其能效换热量会成倍衰减或会出现热贯穿现象，其使用寿命及节能效果都会大大降低）。

地下水在岩土微通道中常年不停地横向流动，浅层地热能单井闭式同程全回灌技术是通过科技创新技术，采取自然正压差与真空负压相结合，通过岩土中的微通道达到百分之百全部回灌，通过专利相关核心技术让动水位升高至设计高度，从而降低水泵扬程，减少水泵电功率，比普通单井更节能。

它主要以对流和传导两种方式与地下岩土沙层中的微通道交换能量。横向流动主要以回水流动与岩土或沙层砾石等地层进行直接能量对流，高效采集能量，通过专利核心成井技术工艺，当水泵在井的下部抽水时形成负压差，通过专利技术使动水位升高形成正压差，采集区形成真空负压和回灌正压差的作用加快回水在地下岩土微通道中的流动，从而扩大换热面积（后期能效会增大20%以上），其单井换热能效主影响区域根据地质不同宜为20~50米，再通过水泵在地下微通道中循环，交换提取岩土、沙层或砾石等地质中的能量，回水因采用科技成果领先技术设计为自然正压差，水泵同等流量无须扬程，水泵电功率减少近2/3，所以更节能。交换过程同程闭式循环不损耗、不污染地下水，真正做到只取能量不耗水。

浅层地热能单井闭式全回灌国家“科技成果领先”节能专利技术，是目前国内最领先的浅层地热能节能、环保领先技术，它彻底解决了常规水源热泵系统井水回灌和二次污染以及少水复杂地质无法应用的难题。而且本技术具有初装费低、节能效率高、运营费用低、质量稳定可靠、使用寿命长（设计年限50年）、环保无污染等优点，是彻底解决水源热泵系统回灌、污染、单供暖冷堆积等难题，促进清洁供暖投资运营可持续发展的实用技术。

单井闭式全回灌专利技术的应用及实践

目前已有多项建设及技改项目实践应用，成功率一直保持在100%，覆盖居民小区、院校、医院、商业、酒店、机场、车站、办公、仓储及工农业生产等多个领域，浅层地下水温稳定，是很好的热泵热源和空调冷源，比传统空调系统运行要节能40%~60%以上，污染物排放与空气源相比减少30%以上，与电供暖相比减少70%以上。驻河南某军事院校办公教学及学员宿舍20万平方米供暖（冷）项目采用单井闭式全回灌技术，2014年建成使用，运行安全稳定，每年实际可替代标煤4000多吨，减少CO2排放9600多吨。我国每年新建建筑面积20亿平方米，若每年1亿平方米建筑推广应用该技术，将可以替代标煤200万吨和4亿立方米的天然气，消减CO2排放4.77万吨。经济及社会效益显著，对节能减排、改善环境及推动绿色低碳发展具有重要意义。

浅层地热能，资源富无穷；单井闭循环，少投保运营；舒适又节能，永久循环用；取能不取水，利国又利民。