图1.《浅层地热能换热贡献率理论及其应用》图书出版

图2.经辐照改性后的中深层地热内管用聚乙烯专用料

图3.摩擦纳米发电机样机

图4.地源热泵系统智慧化运行管控平台

图5.全井下高效换热器

图6.生命周期温室气体排放（碳足迹）核算流程图

地源热泵一直以来备受国际能源署的大力推崇与支持，北京市在浅层地热能换热理论研究领域不断深耕，在热泵系统技术研发方面持续创新突破，并且在众多重大热泵工程实践中积累了丰富且宝贵的经验。

基于目前大型热泵高效换热存在的技术难点问题，北京市科学技术研究院卫万顺同志带领的研究团队，以2024年财政资金创新工程项目“大型地源热泵系统高效换热（冷）关键核心技术工程应用研究”为牵引，通过“1个项目+6个课题”方式聚焦基础理论、产品研发、智慧管控、双碳支撑、系统搭建等多个方面的研究，耦合其它新能源和新材料等多种前沿技术，组织新材料所、资环所、系统工程所、辐射技术所等多家院属单位开展多学科交叉融合的协同科研、集中攻关，围绕新能源发展重点中的地热能方向，开展大型热泵工程高效换热系列项目研究并取得系列进展。

在标准理论研究方面，研究团队形成开采区浅层地热能换热贡献率勘探开发评价标准，完成《浅层地热能换热贡献率理论与勘探开发评价方法》专著编写，以及完成浅层地热能换热贡献率理论与建模方法试验验证。在换热管材研制方面，研究团队进行了针对中深层地热系统内管用高耐热、高力学强度的聚乙烯专用料的功能化改性，完成配比调控、凝聚态结构的调控及流变学加工性能调控。在浅层地热利用方面，实现了耐热聚乙烯复合改性，拉伸屈服强度≥16.5MPa；负荷热变形温度≥60℃，开展了改性材料批量化制备。通过调控配方、改性聚乙烯、调控挤出成型条件，制备获得长度200米、壁厚3.0mm且柔韧性好的聚乙烯管材。在应用于地源热泵系统的摩擦纳米发电机研制方面，研发了摩擦纳米发电材料及研制工艺，完成自供电温度监测传感器的研发和电极材料表面构造，获得了具有高循环性能的储能锂电池系统，应用于自供电温度监测传感器。在热泵系统高效运行智慧化控制系统研发方面，搭建了大型地源热泵工程的智慧化运行管理集成平台，实现了多元信息感知采集与存储调用，以及运行自主优化与决策控制，完成1项实际工程试验应用。在地热能系统全生命周期碳足迹和碳排放评估方面，进行了数据库及软件功能的扩展完善及地源热泵系统碳减排技术清单研制，在此基础上编制了低碳路径和技术发展路线图，并提出面向技术、行业和产业等多维度协同推进碳中和技术发展的创新体系方案，开展了地源热泵碳足迹评价标准体系研究。在中深层地热全井下高效换热系统设计及应用研究方面，完成中深层地热全井下高效换热系统设计（包括井下部分和地面部分），研发三套装置（全井下换热器、井口装置，井下潜水泵），开展了中深层地热全井下高效换热系统施工工艺研究和潜水泵下入深度计算方法研究，编制了中深层全井下高效换热系统搭建方案。

2024年该研究团队已经发表5篇专业论文，出版2部专著，申请9项专利，授权1项软件著作权，获团体标准立项2项，并在专业领域会议上作主旨演讲2次。

(于湲,王珂,刁晓华 文/图)