项目以解决制约浅层地温能开发利用科学发展的关键技术问题为目标，综合分析了国内外浅层地温能开发利用关键技术研究动态，从浅层地温能资源高效采集、热物性参数测试和热响应试验、浅层地温能高效转化等方面开展研究。在开展野外钻探、试验测试及实验室测试的基础上，分析了不同地质条件对地埋管换热能力影响规律，并首次采用现场试验方法验证了地下水流速对地埋管换热能力的影响。通过对比各种钻进取芯方法对不同深度、不同岩性地层的适应性和原状土取芯率，提出了砂层、砂砾石层原状土取样工艺流程以及砂层、砂砾石层岩土热物性参数的原位热响应试验测试方法，并对其可行性和准确性进行了验证。结合岩土样品实验室测试流程和技术要求，制定了岩土体热物性实验室测试技术标准，结合现场测试经验编制了现场热响应测试导则，规定了测试的基本要求、现场测试和测试数据分析相关技术要求，并研发了浅层地温能热响应测试仪和多元化数据分析软件，从而能够便捷、准确的获得岩土热物性及相关参数。另外，本次项目建设了两处典型地源热泵监测系统，提出了地源热泵系统运行评价体系，并根据评价体系要求对两处典型项目的运行效果进行了评价，为浅层地温能开发利用项目运行评价、优化设计和监测预警系统的建设提供了参考和示范。以上研究成果为加快我国浅层地温能资源开发利用步伐、提升我国浅层地温能开发利用的水平，保障社会-资源-环境协调发展提供了技术支持。
在北京市延庆城区内，以夏都会议中心的工程建筑为工作区，结合建筑冷热负荷需求和三种能源的能效计算，进行三种清洁能源利用分配方案设计和利用接口合理化设计，完成室外换热系统、机房系统、与末端接口的建设，打造清洁能源三位一体示范工程，建立动态监测系统对运行效果进行实时监测，做好设计优化，开发建立能源评价系统模型和应用软件，用于本次科研成果的合理化推广。
通过本示范工程的建设和评价模型的建立，实现三种清洁能源集成利用的科技创新，实现新能源集成应用水平的进一步提高，并加以推广应用，以实现能源利用的高效性和可持续发展，为切实改善我市能源结构、减缓大气污染做出实质性贡献。

    本项目针对北京市浅层地温能开发利用过程中存在的问题，通过开展钻探、岩土取样、热物性测试、抽水试验、热响应试验、监测评价等工作，解决了浅层地温能高效安全采集技术问题，首次采用现场试验方法验证了地下水流速对地埋管换热能力的影响，明确了不同地质条件对地埋管换热能力影响规律，为浅层地温能的高效采集和合理利用提供了依据；开展了资源评价参数测试、试验方法研究，首次提出了地层热物性原位热响应试验测试方法和原状土取样工艺方法，成功研发了新型测试设备，编制了《地埋管地源热泵系统工程技术规范》（DB11/T 1253-2015）和《现场热响应测试导则》，为资源评价、地源热泵系统规范建设提供了有效方法和依据；建设了典型地源热泵监测系统，提出了地源热泵系统运行评价体系，搭建了浅层地温能开发利用监测预警平台，对地源热泵系统优化设计和实现浅层地温能的高效转化具有重要的指导作用。本项目在国内外刊物上发表了多篇科技论文并取得了国家专利。项目技术成果广泛应用于北京城市副中心、北京新机场、世园会、北京汽车产业基地、用友软件园等示范项目的建设，同时为《北京城市总体规划（2015-2030年）》修编和《北京市“十三五”时期新能源和可再生能源发展规划》的编制提供了技术支撑，极大程度上推动了浅层地温能资源的综合开发利用。
首次将地热水热能、浅层地温能和再生水热能三种清洁能源有机的结合在一起，并建立一个示范工程，在满足建筑物冷热负荷需求的情况下完成供热和制冷，且努力实现污染物的零排放。

    1.起草编制《地埋管地源热泵系统工程技术规范》（DB11/T 1253-2015）
在本次研究工作的基础上，为实现北京市浅层地温能资源的合理开发利用，推广应用地埋管地源热泵技术，促进地区经济社会可持续发展，起草编制了北京市地方标准《地埋管地源热泵系统工程技术规范》（DB11/T 1253-2015），用于指导工程项目的勘查、设计、施工以及系统的检验、调试与验收，确保工程设计的合理优化、项目运行的安全稳定，该标准已于2015年12月30日正式发布。
2.热响应测试方法技术研究
实验室测试岩土热物性参数的方法受取样率、取样深度等条件的限制，无法获得真实的地层换热能力，甚至对岩土样品热物性参数的测试也存在误差。本专题通过对现场热响应测试方法技术进行了深入研究，在已有浅层地温能现场热响应测试仪器的基础上进行了技术改进，提出了现场热响应测试导则。
3.仪器改进
在保证测试仪便携性的同时，测试仪包含所有可能实现的测试功能，包括岩土平均初始温度测试、稳定热流测试、稳定工况测试、地层温度恢复测试、换热干扰测试成功申请了《浅层地热数据采集装置》、《地热温度电子控制装置》两项国家实用新型专利技术。

    项目相关技术的研究成果及发明专利，应用于中粮生态谷、亦庄X87块地、亦庄X91块地、桂林创业大厦等多项地源热泵系统建设工程中的系统集成、关键设备制造、整体解决方案、检测认证等方面，确保土壤换热器系统的施工质量和施工工艺，提高热泵地下换热系统勘查，设计及施工水平；同时将研发的测试设备系列化并进行市场推广，近几年所产生直接经济效益近1亿元。
按北京地区冬季供暖负荷为50w/平方米，热泵系统COP 取3.5，能供给建筑的热负荷=地下换热量/（1-1/COP），一每公斤含热7000大卡（29306千焦）的标准煤热值标准，则采用地源热泵系统供暖每年可代替标煤=供暖面积*供暖负荷*（1-1/COP）/标准煤热值。根据浅层地温能资源开发利用规划目标，到2020年，实现浅层地温能服务面积8000万平方米，浅层地温能资源开发利用规模是2010年的4.09倍，每年可代替标准煤101.08万吨。

    根据《浅层地热能勘查评价技术规范》定义，浅层地温能是指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200米埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。北京市年平均气温10-12℃，夏季炎热，冬季寒冷，冬夏两季较长，具备采用浅层地温能资源进行冬季供暖和夏季制冷的优越气候条件。作为我国浅层地温能资源开发利用最早的城市之一，近年来，在市场需求推动和国家及市政府的重视支持下，浅层地温能资源应用的领域越来越广泛。
2008年12月3日，国土资源部发出了《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》。2013年1月10日，国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部联合发文提出《关于促进地热能开发利用的指导意见》，全面推广和鼓励地热能开发利用。2013年6月24日，北京市人民政府办公厅转发《北京市绿色建筑实施方案》，方案中强调应结合本市可再生能源禀赋条件和首都产业发展方向，因地制宜发展地热能等可再生能源，推进可再生能源在建筑中的规模化应用。2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》，提出要加快调整能源结构，积极有序发展水电，开发利用地热能、风能、太阳能等清洁能源，到2017年北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。2013年12月27日北京市发展和改革委员会办公室印发了《关于印发北京市进一步促进地热能开发及热泵系统利用实施意见的通知》，通知中明确提出重点推进土壤源、再生水（污水）热泵和深层地热资源的开发利用。积极开发地热能和发展热泵系统，对优化本市能源结构，减缓资源压力，实现供热多元化具有重要意义。可见，作为新能源和可再生能源的浅层地温能资源，在未来的城市发展建设中，它的需求会日益增加。

    作为开采浅层地温能源的主要形式，经过近50年发展，欧美地源热泵技术日趋成熟。机组、地埋管换热器以及系统设计、安装有一整套标准、规范、计算方法和施工工艺。我国热泵技术的研究开发工作相较国外开展得比较晚，近年来，国内大学开展了一些对地下埋管换热器热工性能的研究，土壤耦合热泵系统冬夏季启动特性的实验研究，地下埋管的铺设形式及管材的研究，回填材料的研究，土壤冻结对地下埋管换热器传热性能的影响，系统设计与安装问题的研究等，为土壤源热泵系统实施作了大量的基础工作。本项目有以下技术创新：
1.开展了参数测试研究，首次提出了地层热物性原位热响应试验测试方法和原状土取样工艺方法，成功改进了新型测试设备，编制了《地埋管地源热泵系统工程技术规范》（DB11/T 1253-2015）和《现场热响应测试导则》。
2.提出了地源热泵系统运行评价体系，结合典型项目提出了地源热泵系统运行优化策略。
3.首次采用无线远程传输和网络化管理的方法，建立了北京市浅层地温能开发利用监测系统，创建了信息平台。
4.首次采用现场试验方法验证了地下水流速对地埋管换热能力的影响，明确了不同地质条件对地埋管换热能力影响规律，为浅层地温能的高效采集和合理利用提供了依据。
5.开展了北京市通州城市副中心、北京世园会园区示范项目能源利用方案研究。
建立了深层地热能、浅层地温能和再生水热能三种能源集成应用的系统模型，使这三种能源在现有开发技术基础上有机的结合起来，实现了能源结构最优化和系统能效最大化的合理分配。

    01、报告级：知识积累后有了新想法且表述出来

    项目相关技术的研究成果及发明专利，应用于中粮生态谷、亦庄X87块地、亦庄X91块地、桂林创业大厦、延庆县夏都会议中心等多项地源热泵系统建设工程中的系统集成、关键设备制造、整体解决方案、检测认证等方面，确保土壤换热器系统的施工质量和施工工艺，提高热泵地下换热系统勘查，设计及施工水平；同时将研发的测试设备系列化并进行市场推广，近几年所产生直接经济效益近1亿元。

    

    至2010年底，北京市已建成地源热泵项目724个，实现供暖建筑物面积约1957万平方米；到2012年，实现供暖建筑物面积约3650万平方米，每年约可替代标准煤46万吨，约减少排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳粉尘等150万吨，大大减少了空气中污染物的排放；预计到2020年，北京市浅层地温能利用面积累计达到8000万平方米，每年可替代标准煤101.08万吨，每年减少向大气中排放二氧化碳249.45万吨、碳粉尘68.05万吨、二氧化硫7.51万吨、氮氧化物3.75万吨。
1.本项目应用于“北京市方兴亦庄项目地源热泵室外换孔工程”，提供了地源热泵室外换热孔工程的设计、施工及其他技术服务。
2.本项目应用于由青岛市地下铁道公司委托的“地源热泵用于青岛地铁环境控制工程可行性研究”项目，开展了对于地表海水的可行性研究工作，对不同开发利用方式的经济效益、社会效益及环境效益进行对比研究。
3.本项目应用于地源热泵多功能测试车，该设备可以进行换热试验双工况测试，获取土壤原始温度、土壤热导率、综合传热系数、单位延米换热量等参数。
4.本项目应用于“用友南昌产业基地一期地源热泵空调项目”，提供了能源中心机房地源热泵系统管线、设备、配电、自控系统以及室外地埋管系统设计等技术服务。