地源热泵供热空调技术规程正文.doc

中华人民共和国行业标准 地源热泵供热空调技术规程 Technical specification for geothermal heat pump system JGJxxx 2005 送审稿 1 前 言 根据建设部建标 2003 104 号文的要求 标准编制组经广泛调查研究 认真总结实践 经验 参考有关国际标准和国外先进标准 并在广泛征求意见的基础上 制定了本规程 本规程主要技术内容是 1总则 2术语 3工程勘察 4地埋管换热系统 5地下水换热系统 6地表水换热系统 7室内系统 8整体运转和调试 本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释 由主编单位负责具体技术内容的解 释 本规程主编单位 中国建筑科学研究院 地址 北京北三环东路30号 邮编 100013 2 目 次 1 1总则总则 4 4 2 2术语术语 4 4 3 3工程勘察工程勘察 7 7 3 1 一般规定 7 3 2岩土体地质勘察 8 3 3水文地质勘察 8 3 4地表水水文勘察 8 4 4地埋管换热系统地埋管换热系统 9 9 4 1一般规定 9 4 2地埋管管材与传热介质 9 4 3地埋管换热系统设计 10 4 4地埋管换热系统施工 11 4 5地埋管换热系统的检验与验收 12 5 5地下水换热系统地下水换热系统 1313 5 1一般规定 13 5 2地下水换热系统设计 13 5 3地下水换热系统施工 14 5 4地下水换热系统检验与验收 14 6 6地表水换热系统地表水换热系统 1515 6 1一般规定 15 6 2地表水换热系统设计 15 6 3地表水换热系统施工 15 6 4地表水换热系统检验与验收 16 7 7室内系统室内系统 1616 7 1室内系统设计 16 7 2室内系统施工 检验与验收 17 8 8整体运转 调试与验收整体运转 调试与验收 1717 8 1一般规定 17 8 2整体运转 调试与验收 17 附录附录 A A 地埋管外径及壁厚地埋管外径及壁厚 1818 附录附录 B B 垂直地埋管换热器的设计计算垂直地埋管换热器的设计计算 1919 附录附录 C C 地埋管压力损失计算地埋管压力损失计算 2121 本规程用词说明本规程用词说明 2525 3 1总则 1 0 1为使地源热泵供热空调系统工程的设计 施工及验收做到技术先进 经济合理 安全适用和保证工程质量 制定本规程 1 0 2本规程适用于以岩土体 地表水 地下水为低温热源 以水或添加防冻剂的水 溶液为传热介质 采用蒸气压缩热泵技术进行供暖空调或加热生活热水的系统工 程的设计 施工及验收 1 0 3本规程不适用于直接将热泵机组的蒸发器或冷凝器置于岩土体或水源中的分体 热泵系统 1 0 4地源热泵供暖空调系统工程的设计 施工及验收除应符合本规程外 尚应符合 国家现行的有关强制性标准的规定 2术语 2 0 1水源热泵 water source heat pump 以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵 通常有水 水热泵 水 空气热泵等 形式 2 0 2地源热泵供热空调系统 ground source heat pump system 以岩土体或地下水 地表水为低温热源 由水源热泵机组 地能采集系统 室内 系统和控制系统组成的供热空调系统 根据地能采集系统形式不同 地源热泵系统分 地埋管 地下水和地表水三种形式 2 0 3地能采集系统 利用热泵技术将岩土体或地下水 地表水中的热 冷 量加以利用的热交换系统 2 0 4传热介质 heat transfer fluid 地源热泵系统中 通过换热管与岩土体或地下水 地表水进行热交换的一种液体 一般为水或添加防冻剂的水溶液 2 0 5地埋管换热系统 closed loop ground coupled system 传热介质通过垂直或水平埋设在岩土体中的换热管管壁与岩土体进行热交换 的地 能采集系统 也称地耦合系统 2 0 6地下水换热系统 ground water system 与地下水进行热交换的地能采集系统 根据地下水是否直接流经水源热泵机组分 为直接和间接两种 2 0 7间接地下水换热系统 indirect closed loop groundwater system 由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热 系统 4 2 0 8直接地下水换热系统 direct closed loop groundwater system 由抽水井取出的地下水 经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一 含水层的地下水换热系统 2 0 9地表水换热系统 surface water system 与地表水进行热交换的地能采集系统 根据传热介质是否与大气相通 分开式和 闭式系统两种 2 0 10闭式地表水换热系统 closed loop surface water system 将封闭的换热管路按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中 传热介 质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统 2 0 11开式地表水换热系统 open loop surface water system 地表水在循环泵的驱动下 经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行 热交换的系统 2 0 12工程勘察 site survey 根据工程要求 查明 分析 评价建设场地的地质环境特征和岩土体工程条件 编制勘察文件的活动 2 0 13地质勘察 geological exploration 对一定地区内的岩石 地层 构造 矿产 地下水 地貌 地质环境等地质情况 进行调查研究工作的总称 2 0 14水文地质条件 hydrogeological condition 一个地区地下水的分布 埋藏 补径排条件以及水质和水量等特征的总称 2 0 15地下水 groundwater 以各种形式埋藏在地壳土壤和岩石空隙中的水 2 0 16含水层 aquifer 贮存有地下水 主要是重力水 并在天然或人为条件下能透过并给出相当数量水 的岩层 2 0 17水文地质钻探 hydrogeological drilling 为查明地下水水文地质条件 获取合理开发及利用地下水所需资料 而进行的钻 探 2 0 18水文地质勘探孔 hydrogeological exploration borehole 为查明水文地质条件 地层结构 获取所需的水文地质资料 按水文地质钻探要 求施工的钻孔 2 0 19水文地质地球物理勘探 hydro geophysical prospecting 利用岩土物性差异 通过测量物理场的分布 来区分不同岩土层和地下水赋存状 态的一种勘探技术手段 按所利用物理场的不同 可分为电法 磁法 重力 弹性波 等地球物理勘探方法 简称物探 2 0 20探采结合井 exploration production well 5 在水文地质勘探过程中 既能取得水文地质资料 并且在成井后又能作为开采使 用的水文地质勘探井 2 0 21井身结构 well structure 构成钻孔柱状剖面技术要素的总称 包括钻孔结构 井壁管 过滤管 沉淀管 管外滤料及止水封井段的位置等 2 0 22富水性 water yield property 含水层的水量丰富程度 一般以某一口径的井孔的单位降深的涌水量表示 2 0 23渗透性 permeability 地下水在含水层多孔介质中运动的难易程度 2 0 24渗透率 permeability rate 表征流体在压力差下通过多孔介质有效孔隙的能力 它单纯描述多孔介质本身的 渗透性能 不随渗透液体的物理力学性质而变化 量纲为 L2 2 0 25抽水井 pumping well 用于从地下含水层中取水的井 2 0 26回灌井 injection well 用于向含水层灌注回水的井 2 0 27热源井 heat source well 抽水井和回灌井的统称 2 0 28抽水试验 pumping test 一种在井中进行计时计量抽取地下水并测量水位变化的过程 目的是了解含水层 富水性 并获取水文地质参数 2 0 29回灌试验 injection test 一种向井中连续注水 使井内保持一定水位 或计量注水 记录水位变化来测定 含水层渗透性 注水量和水文地质参数的试验 2 0 30水质 water quality 水在物理 化学和生物学等方面的一些性质 2 0 31含砂量 sand quantity ratio 水中所含泥沙等固体颗粒物的体积百分比 2 0 32岩土体 rock soil body 岩石和松散沉积物的集合体 如砂岩 砂砾石 土壤等 2 0 33岩土体热物性 thermal physical character of rock soil body 岩土体的热物理学性质 2 0 34槽探 trenching exploration 为探查地埋管换热器周边的岩土体的地质条件 在地表挖掘探槽的工程勘察技术 6 2 0 35探槽 exploratory trench 为了了解构造线和破碎带宽度 地层和岩性界限及其延伸方向等 在地表挖掘的 一种深度不超过 3m 的沟槽 2 0 36护壁套管 casing pipe 下入井孔中用以保护井孔壁的管材 2 0 37封孔 sealing of hole 钻孔完工后为了隔离含水层而进行的止水工作 2 0 38地埋管换热器 ground heat exchanger 可供传热介质与岩土体换热用的 由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器 根 据管路埋置方式不同 可以分为水平地埋管换热器和垂直地埋管换热器 2 0 39水平地埋管换热器 horizontal ground heat exchanger 换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器 2 0 40垂直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger 换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器 2 0 41环路集管 circuit header 连接各并联环路的管道 环路集管用来保证各并联环路流量相等 2 0 42孔内灌浆 grouting 在垂直地埋管工程中 热交换器管道在钻孔内就位后 用泥浆泵和注浆管将灌注 材料从钻孔底部充填钻孔的施工程序 2 0 43回填 backfill 在水平地埋管工程中 热交换器管道在管沟内就位后 用砂石土壤材料充填管沟 的施工程序 2 0 44水环热泵系统 water loop heat pump system 水环热泵系统是小型水 空气热泵的一种应用方式 即用水环路将小型水 空气热 泵机组并联在一起 构成以回收建筑物内部余热为主要特征的热泵供暖 供冷的系统 3工程勘察 3 1 一般规定 3 1 1地源热泵系统方案设计前 应对现场资源条件进行勘察 工程勘察前 应先确认当 地主管部门允许在该工程场地内使用浅层地下资源 且该场地不在地下水供水水源 地保护范围之内 工程勘察应包括以下内容 1 工程场地状况调查 2 浅层地能资源的勘察 7 3 1 2对已具备水文地质资料或附近有水井的地区 应通过调查获取水文地质资料 3 1 3工程勘察均应由具有勘察资质的专业队伍承担 工程勘察完成后 应编写工程勘察 报告 为制定地源热泵系统方案提供依据 3 2岩土体地质勘察 3 2 1采用地埋管地源热泵系统时 应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察 3 2 2岩土体地质勘察应包括以下内容 1岩土体热物性 2岩土体温度 3地下水静水位 水温 水质及分布 4地下水径流方向 速度 5冻土层厚度 3 3水文地质勘察 3 3 1选择地下水地源热泵系统时 应根据地源热泵系统对水量 水温和水质的要求 对 工程场区的水文地质条件进行勘察 3 3 2水文地质勘察应采用物探和钻探的方式进行 勘察应包括以下内容 1地下水类型 2含水层岩性 分布 埋深及厚度 3含水层的富水性和渗透性 4地下水径流方向 速度和水力坡度 5地下水水温及其分布 6地下水水质 7地下水动态变化 3 3 3水文地质勘察应进行水文地质试验 试验应包括以下内容 1抽水试验 2回灌试验 3测量井水水温 4取水样并化验分析水质 5水流方向试验 6渗透率计算 3 3 4水文地质勘察应遵循探采结合的原则 当水文地质条件符合地源热泵系统要求时 应采用成井技术将水文地质勘探孔完善成热源井加以利用 成井过程 应由水文地 质专业人员进行监理 3 4地表水水文勘察 3 4 1选择地表水地源热泵系统时 应对工程场区地表水源的水文状况进行勘察 8 3 4 2地表水水文勘察应包括以下内容 1地表水源性质 水面用途 深度 面积及其分布 2不同深度的地表水水温 水位动态变化 3地表水流速和流量动态变化 4地表水水质及其动态变化 5地表水利用现状 6地表水取水和回水的适宜地点及路线 4地埋管换热系统 4 1一般规定 4 1 1地埋管换热系统设计前 应根据岩土体地质勘察结果评估地埋管换热系统实施的可 行性及经济性 4 1 2埋管区域和建筑物之间的距离 应符合地下构筑物与建筑物间距的相关规定 且埋 管距离不得小于 2m 4 1 3地埋管施工时 应避让并严禁损坏其它地下管线及构筑物 4 1 4地埋管换热器安装完成后 应在埋管区域做出标志或表明管线的定位带 并以现场 的两个永久目标进行定位 4 2地埋管管材与传热介质 4 2 1 地埋管管材及管件应符合以下规定 1地埋管应采用化学稳定性好 耐腐蚀 导热系数大 流动阻力小 热膨胀性好的塑 料管及管件 不应采用金属管道 不宜采用金属塑料复合管或聚氯乙烯 PVC 管 及管件 宜采用高密度聚乙烯管 PE 或聚丁烯管 PB 管件与管材宜为相同材 料 2地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定 管材的承压能力应不小于设计工作 压力的 1 5 倍 且不应小于 1 0MPa 工作温度应满足设计供回水温度要求 地埋管 壁厚宜按附录 A 选择 3埋入土壤中的地埋管应能按设计要求长度定长供应 除 U 型管底部外 中间不应有 机械接口及金属接头 4 2 2传热介质应以水为首选 也可选用符合下列要求的其它介质 1 安全 腐蚀性弱 易于购买 运输和储藏 2 较低的冰点 3 良好的传热特性 较低的摩擦阻力损失 4 与地埋管管材无化学反应 4 2 3在有可能冻结的地区 传热介质应添加防冻剂 防冻剂的类型 浓度及有效期应在 9 充注阀处注明 4 2 4选择防冻剂时 添加防冻剂后的介质的冰点宜比设计最低使用水温低 3 5 同 时应考虑防冻剂对管道 管件的腐蚀性以及防冻剂的安全性 经济性及其对换热的 影响 4 3地埋管换热系统设计 4 3 1地埋管换热系统设计前应明确待埋管区域内各种地下管线的种类 位置及深度 预 留未来地下管线所需的埋管空间及埋管区域进出重型设备的车道位置 4 3 2地埋管换热系统设计应进行周期动态负荷计算 计算最小计算周期宜为 1 年 计算 周期内 地源热泵系统总释热量应与其总吸热量相平衡 4 3 3地埋管换热器换热量应满足计算周期内地源热泵系统实际最大吸热量或释热量的要 求 在技术经济合理时 可采用辅助热源或冷却源与地埋管换热器并用的调峰形式 4 3 4地埋管换热器应根据可使用地面面积 岩土体地质勘察结果及挖掘成本等因素确定 埋管方式 4 3 5地埋管换热器设计应与水源热泵机组参数相适应 4 3 6地埋管换热器设计应通过计算确定 计算宜根据现场测试数据采用专用软件进行 计算时应考虑岩土体及回填材料热物性的影响 在缺乏测试条件时 垂直地埋管换 热器可按附录 B 的方法进行计算 4 3 7地埋管换热器设计计算时 环路集管不应包括在地埋管换热器长度内 4 3 8水平地埋管换热器应水平铺设 可不设坡度 沟槽深度宜在 1 5 米与 2 5 米之间 最上层埋管覆盖层应不小于 1 5 米 且应在冻土层以下 0 6 米 可布置 2 层或三层 各层埋管间隔应不小于 0 6 米 水平埋管间隔应不小于 1 2 米 管沟壁距埋管应不 小于 0 6 米 4 3 9垂直地埋管换热器埋管深度应大于 20m 钻孔孔径应不小于 0 11m 钻孔间距应满 足换热需要 水平连接管的深度宜在 1 5m 以下 4 3 10地埋管换热器管内流体应保持紊流流态 水平干管坡度宜为 0 002 4 3 11地埋管环路两端应分别与供 回水环路集管相连接 且宜同程布置 每对供 回水 集管连接的地埋管环路数宜相等 4 3 12地埋管换热器安装位置应远离水井及室外排水设施 并宜靠近机房或以机房为中心 设置 铺设供 回水集管的管沟宜分开布置 供 回水集管的间距应不小于 0 6m 4 3 13地埋管换热系统应设自动充液及泄漏报警系统 需要防冻的地区 应设防冻保护装 置 10 4 3 14地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方 回填料的导热系数应不低于钻孔 外和沟槽外岩土体的导热系数 4 3 15地埋管换热系统设计时应根据实际选用的传热介质的水力特性进行水力计算 地埋 管压力损失可按附录 C 的方法进行计算 4 3 16地埋管换热系统宜采用变流量设计 每 kW 供冷或供热量循环泵的运行电耗不宜大 于 43W 4 3 17地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能力 若室内系统压力超过地埋 管换热器的承压能力时 应设中间换热器将地埋管换热器与室内系统分开 4 3 18地埋管换热系统应设置反冲洗系统 冲洗流量应为工作流量的 2 倍 每年冲洗宜不 少于 2 次 4 3 19地埋管换热系统的设计应表明以下内容 1设计依据及计算方法 2地埋管方式 埋管长度及埋管间距 3垂直埋管钻孔分布 数量 深度 孔径及孔间距 4水平埋管沟槽分布 宽度 深度及管间距 5换热管及集管规格 材质 6换热管环路与室内系统的原理图 7传热介质 防冻剂及防冻保护温度 8循环泵流量及各环路平衡阀 分隔阀的设置要求 9检查井位置及其规格 4 4地埋管换热系统施工 4 4 1地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料 设计文件和施工图纸 并 完成施工组织设计 4 4 2地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线 其它地下构筑物的功能及 其准确位置 并应进行地面清理 铲除地面杂草 杂物和浮土 平整地面 4 4 3地埋管及管件应符合设计要求 且应具有质量检验报告和生产厂的合格证 施工过 程中 应严格检查并做好管材保护工作 4 4 4管道连接应符合以下规定 1所有埋地管道应采用热熔或电熔连接 管道连接应符合 埋地聚乙烯给水管道工 程技术规程 CJJ101 的有关规定 2垂直地埋管换热器的 U 型弯管接头 宜选用定型的 U 型弯头成品件 不宜采用直 管道煨制弯管接头 也不宜采用两个 900的弯管对接的方式构成 U 型弯管接头 3U 型管的组对长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的要求 组对好的 U 型管 的两开口端部 应及时密封 4 4 5地埋管换热系统施工时 应避免雨水和施工用水浸入管沟或钻孔 11 4 4 6水平地埋管换热器安装时 应防止块石等重物撞击管身 管道不应有折断 扭结等 问题 转弯处应光滑 且应采取固定措施 4 4 7水平地埋管换热器回填土应细小 松散 均匀且不含石块及土块 回填压实过程应 均匀 回填土应与管道接触紧密 且不得损伤管道 4 4 8垂直钻孔揭露多层地下水时 应采取回填封闭措施 当钻孔孔壁不牢固或者存在孔 洞 洞穴等导致成孔困难时 应设护壁套管 4 4 9垂直地埋管换热器安装应在钻孔钻好且孔壁固化后立即进行 需采用灌浆回填时 应将灌浆管和 U 型管一起插入孔中 直至孔底 下管过程中 U 型管内宜充满水 并宜采取措施使 U 型管两支管处于分开状态 4 4 10U 型管安装完毕后 应立即用灌浆材料回灌封孔 当埋管深度超过 40m 时 回灌 应在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行 4 4 11灌浆材料宜采用膨润土和细沙 或水泥 的混合浆或专用灌浆材料 当地埋管换热 器设在密实或坚硬的岩土体中时 宜采用水泥基料灌浆 4 4 12地埋管换热器安装过程中应进行水压试验 安装前后应对管道进行冲洗 充注防冻 和防腐液前 应进行排气 4 4 13室外环境温度低于 0 时 不宜进行地埋管的施工 4 5地埋管换热系统的检验与验收 4 5 1地埋管换热系统安装过程 应由相关国家授权检测机构进行现场检验 并提供检验 报告 检验内容应符合以下规定 1管材 管件等材料应符合国家现行标准的规定 2钻孔 水平埋管的位置 深度以及地埋管的直径 壁厚及长度均应符合设计要求 3回填材料及其配比应符合设计要求 4水压试验应合格 5各环路流量达到平衡要求 6防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求 7循环水流量及进出水温差及流态均应符合设计要求 4 5 2水压试验应符合以下规定 1试验压力 当工作压力小于等于 1 0MPa 时 应为工作压力的 1 5 倍 且不应小于 0 6MPa 当工作压力大于 1 0MPa 时 应为工作压力加 0 5 MPa 2垂直地埋管换热器插入钻孔前 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳压至少 15 分钟 压力不降 不渗不漏 将其密封后插入钻孔 完成灌浆之后再稳压 1 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 3水平地埋管换热器放入沟槽前 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳压 1 小 时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 4垂直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后 回填前应进行第二次水压试验 12 在试验压力下 稳压至少 2 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 5环路集管与机房分集水器连接完成后 回填前应进行第三次水压试验 在试验压 力下 稳压至少 2 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 6地埋管换热系统全部安装完毕 且冲洗 排气及回填完成后 应进行第四次水压 试验 在试验压力下 稳压至少 12 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 7水压试验宜采用手动泵缓慢升压 升压过程中应随时观察与检查不得有渗漏 不 得以气压试验代替水压试验 4 5 3对回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行 5地下水换热系统 5 1一般规定 5 1 1地下水换热系统设计前 应根据地下水水文地质勘察结果 采取可靠措施使置换冷 量或热量后的抽取水全部回灌到同一含水层 且回灌水的水质应好于抽取水的水质 不得对地下水资源造成浪费及污染 系统投入运行后 应按照当地水资源管理部门 的要求 对抽水量 回灌量及回灌水水质进行监测 并评估同层回灌水的比例及对 地下水资源的影响 5 1 2地下水的持续出水量应满足地源热泵系统设计最大吸热量或释热量的要求 直接进 入水源热泵机组的地下水 其水量 水温及水质应满足机组的使用要求 5 1 3地下水供水管不得与市政供水管连接 回灌管不得与市政排水管连接 5 2地下水换热系统设计 5 2 1热源井设计应符合当地水务管理部门的要求 设计单位应具有水文地质勘察资质 5 2 2热源井设计应符合 供水管井技术规范 GB50296 的相关规定 并应包括以下内容 1 热源井抽水量和回灌量 水温和水质 2 热源井数量 井位分布及井身结构 3 井管配置及管材选用 深水泵选择等 4 填砾位置及滤料规格 封闭位置及材料 5 抽水试验和回灌试验要求及措施 6 井口装置及附属设施 5 2 3热源井设计时应采取减少空气侵入的措施 5 2 4抽水井与回灌井宜能相互转换 其间应设排气装置 抽水管和回灌管上均应设置水 样采集口 13 5 2 5热源井数目应满足持续出水量和完全回灌的需求 在满足换热要求且地质条件许可 的前提下 抽水井应靠近回灌井 5 2 6热源井位的设置应避开有污染的地面或地层 热源井井口应严格封闭 井内装置应 使用对地下水无污染的材料 5 2 7热源井井口处应设检查井 井口之上若有构筑物 应留有检修用的足够高度或在构 筑物上留有检修口 5 2 8热源井 除地热井外 的深度不宜超过 200m 5 2 9地下水换热系统可采用直接或间接系统 水系统宜采用变流量调节 地下水供水管 道应保温 5 3地下水换热系统施工 5 3 1热源井的施工队伍应具有凿井施工的资质 5 3 2施工前应具备热源井及其周围区域的工程勘察资料 设计文件和施工图纸 并完成 施工组织设计 5 3 3热源井施工过程中应同时绘制地层钻孔柱状剖面图 5 3 4热源井施工应符合设计及国家现行规范的规定 5 3 5热源井在成井后应及时洗井 洗井结束后应进行抽水和回灌试验 5 3 6抽水试验应稳定延续 12 小时 出水量应不小于设计出水量 降深不大于 5m 回灌 试验应稳定延续 36 小时以上 回灌量应大于设计回灌量 5 4地下水换热系统检验与验收 5 4 1热源井应单独进行验收 且应符合 供水管井技术规范 GB50296 及 供水水文地 质钻探与凿井操作规程 CJJ13 的规定 5 4 2热源井持续出水量和回灌量应稳定 并满足设计要求 持续出水量和回灌量应满足 本规程第 5 3 6 条的规定 5 4 3抽水试验结束前应采集水样 进行水质测定和含砂量测定 经处理后的水质应满足 系统设备的使用要求 5 4 4验收后 施工单位应提交热源井成井报告 报告应包括管井综合柱状图 洗井 抽 水和回灌试验 水质检验及验收资料 5 4 5输水管网设计 施工与验收应符合 室外给水设计规范 GBJ13 及 给排水管道工 程施工及验收规范 GB50268 的规定 14 6地表水换热系统 6 1一般规定 6 1 1地表水换热系统设计前 应对地表水地源热泵系统运行对水环境的影响进行评估 6 1 2地表水换热系统设计时应考虑水面的用途 地表水深度 面积 地表水水质 水位 水温变化的影响 6 1 3地表水换热器应满足地源热泵系统设计最大吸热量及最大释热量的需要 6 1 4直接进入水源热泵机组的地表水 其水量 水温及水质应满足机组的使用要求 6 2地表水换热系统设计 6 2 1开式地表水换热系统取水口应远离回水口 并宜位于回水口上游 取水口应设置污 物过滤装置 6 2 2闭式地表水换热系统宜为同程系统 每个环路集管内的换热环路数宜相同且并联连 接 环路集管布置应与水体形状相适应 供 回水管应分开布置 6 2 3换热盘管应牢固安装在水体底部 地表水的稳定水面与水底换热盘管距离不应小于 2 5m 换热盘管设置处水体的静压应在换热盘管的承压范围内 6 2 4地表水换热盘管设计时应考虑水面用途 减小对地表水体及其水生态环境和行船的 影响 6 2 5地表水换热盘管设置位置与饮用水吸水口距离不应小于 2m 6 2 6地表水换热系统可采用开式和闭式两种形式 水系统宜采用变流量调节 6 2 7地表水换热盘管管材与传热介质应符合本规程第 4 2 节的规定 6 3地表水换热系统施工 6 3 1施工人员应经过地表水换热系统施工技术培训 并具备相应施工经验 6 3 2施工前应具备地表水水文勘察资料 设计文件和施工图纸 并完成施工组织设计 6 3 3换热盘管管材及管件应符合设计要求 且具有质量检验报告和生产厂的合格证 换 热盘管宜按照标准长度由厂家做成所需的预制件 且不应有扭曲 6 3 4换热盘管固定在水体底部时 换热盘管下应安装衬垫物 6 3 5供 回水管进入地表水源处应设明显标志 6 3 6地表水换热系统安装过程中应进行水压试验 安装前后应对管道进行冲洗 充注防 冻和防腐剂前 应进行排气 15 6 4地表水换热系统检验与验收 6 4 1地表水换热系统安装过程 应由相关国家受权检测机构进行现场检验 并提供检验 报告 检验内容应符合以下规定 1 管材 管件等材料应具有产品合格证和性能检验报告 2 换热盘管的长度 布置方式及管沟设置应符合设计要求 3 水压试验应合格 4 测试流量及压降应与设计流量及压降一致 5 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求 6 循环水流量及进出水温差应符合设计要求 6 4 2水压试验应符合以下规定 1换热盘管组装完成后 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳压 1 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 2换热盘管与环路集管装配完成后 应进行第二次水压试验 在试验压力下 稳压至少 2 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 3环路集管与机房分集水器连接完成后 回填前应进行第三次水压试验 在试验压力下 稳压至少 2 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 4地表水换热系统全部安装完毕 且冲洗 排气及回填完成后 应进行第四次水压试验 在试验压力下 稳压至少 12 小时 压力不降 不渗不漏 则认为合格 5试验压力同 4 5 2 7室内系统 7 1室内系统设计 7 1 1室内系统的设计应符合 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 的要求 其中涉 及到生活热水或其它热水供应部分 应符合 建筑给水排水设计规范 GB50015 的 要求 7 1 2水源热泵机组性能应满足地源热泵系统运行参数的要求 且应符合国家现行标准的 相关规定 7 1 3水源热泵机组应具备能量调节功能 且其蒸发器出口应设防冻保护装置 7 1 4水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型 7 1 5根据建筑的特点及使用功能确定水源热泵的设置方式及室内空调系统形式 7 1 6机外冷 热转换的地源热泵系统应在水系统上设冬 夏季节的功能转换阀门 并在 转换阀门上作出明显标识 地下水或地表水直接流经水源热泵机组的系统应在水 系统上预留机组清洗用旁通管 7 1 7地源热泵系统在具备供暖 供冷功能的同时 宜优先采用地源热泵系统提供 或预 热 生活热水 不足部分由其它方式解决 水源热泵系统提供生活热水时 应采用 16 换热设备间接供给 7 1 8室内系统设计时 应通过技术经济比较考虑是否增设辅助热源 蓄热 冷 装置 及其它节能设施 7 2室内系统施工 检验与验收 7 2 1水源热泵机组 附属设备 管道 管件及阀门的型号 规格 性能及技术参数等应 符合设计要求 并具备产品合格证书 产品性能检验报告及产品说明书等文件 7 2 2水源热泵机组及室内系统安装应符合国家现行标准 制冷设备 空气分离设备安装 工程施工及验收规范 GB50274 及 通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243 的规定 8整体运转 调试与验收 8 1一般规定 8 1 1地源热泵系统在室外换热系统及室内系统分项完成施工 调试和验收后 地源热泵 系统交付使用前 应进行整体运转 调试与验收 8 1 2地源热泵系统整体运转 调试与验收应符合 通风与空调工程施工质量验收规范 GB 50243 和 制冷设备 空气分离设备安装工程施工及验收规范 GB50274 的相 关规定 8 2整体运转 调试与验收 8 2 1地源热泵系统整体运转与调试应符合以下规定 1整体运转与调试前应制定整体运转与调试方案 并报送专业监理工程师审核批准 2水源热泵机组试运转前应进行水力平衡调试 确定系统循环总流量 各分支流量 及各末端设备流量均达到设计要求 3水力平衡调试完成后 应进行水源热泵机组的试运转 并填写运转记录 运行数 据应达到设备技术要求 4水源热泵机组试运转正常后 应进行连续 24 小时的系统试运转 并填写运转记录 5地源热泵系统调试应分冬夏两季进行 调试结果应达到设计要求 调试完成后应 编写调试报告及运行操作规程 并提交甲方确认后存档 8 2 2地源热泵系统整体验收前 应进行冬夏两季运行测试 并对地源热泵系统的实际性 17 能作出评价 18 附录 A 地埋管外径及壁厚 A 0 1 高密度聚乙烯 PE 管外径及壁厚应符合表 A 0 1 的规定 表 A 0 1 高密度聚乙烯 PE 管外径及公称壁厚 mm 平均外径公称壁厚 材料等级公称外径 dn 最小最大公称压力 MPa 1 01 251 6 2020 0 20 32 3 0 5 PE63 2525 0 25 32 3 0 5 PE632 3 0 5 PE80 3232 0 32 32 9 0 5 PE633 0 0 5 PE803 0 0 5 PE100 4040 0 40 43 7 0 6 PE633 7 0 6 PE803 7 0 6 PE100 5049 9 50 54 6 0 7 PE634 6 0 7 PE804 6 0 7 PE100 6363 0 63 64 7 0 8 PE804 7 0 8 PE1005 8 0 9 PE100 7575 0 75 74 5 0 7 PE1005 6 0 9 PE1006 8 1 1 PE100 9090 0 90 95 4 0 9 PE1006 7 1 1 PE1008 2 1 3 PE100 110110 0 111 06 6 1 1 PE1008 1 1 3 PE10010 0 1 5 PE100 125125 0126 27 4 1 2 PE1009 2 1 4 PE10011 4 1 8 PE100 140140 0141 38 3 1 3 PE10010 3 1 6 PE10012 7 2 0 PE100 160160 0161 59 5 1 5 PE10011 8 1 8 PE10014 6 2 2 PE100 注 表中数值引自 给水用聚乙烯 PE 管材 GB T13663 A 0 2 聚丁烯 PB 管外径及壁厚应符合表 A 0 的规定 表 A 0 2 聚丁烯 PB 管材规格尺寸 mm 平均外径公称壁厚公称外径 dn 最小最大 2020 020 31 9 0 3 2525 025 32 3 0 4 3232 032 32 9 0 4 4040 040 43 7 0 5 5049 950 54 6 0 6 6363 063 65 8 0 7 7575 075 76 8 0 8 9090 090 98 2 1 0 110110 0111 010 0 1 1 125125 0126 211 4 1 3 140140 0141 312 7 1 4 160160 0161 514 6 1 6 注 表中数值引自 冷热水用聚丁烯 PB 管道系统 GB T19473 2 管材使用条件级别为 4 级 设计压力为 1 0MPa 19 附录 B 垂直地埋管换热器的设计计算 B 0 1 垂直地埋管换热器的设计计算宜按以下方法进行计算 垂直地埋管换热器计算的基础是单个钻孔的传热分析 在多个钻孔的情况下 可在单 孔的基础上运用叠加原理加以扩展 1 流体至管道内壁的对流换热热阻 hd R i f 1 2 U 形埋管的管壁热阻 ln 2 1 ioe e p pe ddd d k R 3 钻孔封井材料的热阻 e b b b d d k Rln 2 1 4 地层热阻 即从孔壁到无穷远处的热阻 a r k R b s s 2 I 2 1 由 N 个平行钻孔 U 型管 组成集群的地热换热器的地层热阻 N i ib s s a x a r k R 22 I 2 I 2 1 短期连续脉冲负荷引起的附加热阻 p b s sp a r k R 2 I 2 1 对于时间很长的情况 考虑深度方向的传热为稳定状态下的地层热阻 Hr r H k R b bs 2 ln 2 1 可用于确定垂直地埋管换热器长度的工程设计计算公式为 制冷工况 c c cspcsbpefc c COP COP tt FRFRRRRQ L 1 11000 max 供热工况 h h hsphsbpefh h COP COP tt FRFRRRRQ L 1 11000 min 运行份额是考虑热泵间歇运行的影响 供热运行份额 Fh 一个供热季中热泵的运行小时数 一个供热季天数 24 20 制冷运行份额 Fc 一个制冷季中热泵的运行小时数 一个制冷季天数 24 或当运行时间 取作一个月时 供热运行份额 Fh 最冷月份运行小时数 最冷月份天数 24 制冷运行份额 Fc 最热月份运行小时数 最热月份天数 24 式中 下标 c h 分别表示制冷工况和供热工况 L 地热换热器所需的钻井总长度 m Qc Qh 分别是热泵的额定冷热负荷 kW COP 热泵的性能系数 由热泵生产厂家提供 h 流体至管道内壁的对流换热系数 W m2 rb 钻孔的半径 m ks 和 a 地层的平均导热系数 W m k 和热扩散率 m2 s 运行时间 s xI 第 i 个钻孔与所考虑的钻孔之间的距离 m p s 短期脉冲负荷连续运行的时间 例如 8 小时 di U 形埋管的内径 m do U 形埋管的外径 m db 钻孔的直径 m de U 形埋管的当量直径 0 2dde kp U 型管导热系数 W m k kb 灌浆材料导热系数 W m k H 钻孔深度 m I 指数积分 Ei 2 1 d 2 1 I us s e u u s t 地热换热器中循环液的设计平均温度通常可选为 tmax 37 tmin 2 5 这两个温 度的选取将影响地热换热器的设计长度 同时影响地源热泵系统的在运行时的性能系数 为便于工程计算 表 B 0 1 给出了几种典型土壤和岩石的热物性 表 B 0 1 几种典型土壤和岩石的热物性 k 导热系数 W m K a 扩散率 10 6 m2 s 密度 kg m3 c 热容量 kJ kg K 花岗岩3 51 333330 84 大理石2 41 0329170 84 致密湿土1 30 6521830 88 致密干土0 90 5220830 84 轻质湿土0 90 5216671 05 轻质干土0 350 2815000 84 21 附录 C 地埋管压力损失计算 C 0 1 地埋管压力损失宜按以下方法进行计算 1确定流量 G m3 h 公称直径和流体特性 2根据公称直径 确定管子的内径dj m 3计算管子的断面面积 A m2 A 2 4 j d 4计算流速 v m s A G v 3600 5计算管内流体的雷诺数 Re Re 应该大于 2300 以确保紊流 j Vd Re 6计算单位管长的摩擦阻力 Pd Pa m Pd 0 158 0 75 0 25 dj 1 25 v1 75 PY Pd L 式中 PY 计算管段的沿程阻力损失 Pa L 计算管段的长度 m 7计算管段的局部阻力 Pj Pa Pj Pd Lj 式中 Lj 计算管段中局部阻力的当量长度 m 8 计算管段的总阻力 PZ Pa PZ PY Pj C 0 聚乙烯管单位管长摩擦阻力可按表 C 0 2 计算 传热介质 水溶液 温度为 10 粘度为 8 67 10 3 kg m s 密度为 1050kg m3 22 表 C 0 2 聚乙烯管单位管长摩擦阻力 流量 dn 20 dj 14 4mm dn 25 dj 20 4mm dn 32 dj 26 0mm dn 40 dj 32 6mm dn 50 dj 40 3mm dn 63 dj 51 4mm dn 75 dj 61 2mm m3 h 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 0 10 0 17 52 8 0 15 0 26 107 3 0 20 0 34 177 5 0 25 0 43 262 3 0 21 50 2 0 30 0 51 361 0 0 25 69 0 0 35 0 60 472 7 0 30 90 4 0 25 0 34 114 2 0 30 0 42 168 7 0 35 0 51 232 1 0 40 0 59 304 0 0 50 0 68 384 0 0 26 53 3 0 60 0 76 471 9 0 31 73 3 0 70 0 37 96 1 0 80 0 42 121 3 0 90 0 47 149 1 0 30 50 9 1 00 0 52 179 3 0 33 61 2 1 20 0 63 246 7 0 40 84 2 1 40 0 73 323 1 0 47 110 3 1 60 0 84 408 1 0 53 139 4 1 80 0 60 171 30 39 62 6 2 00 0 67 205 90 44 75 2 2 20 0 73 243 30 48 88 9 2 40 0 80 283 30 52 103 5 2 60 0 87 325 90 57 119 0 2 80 0 93 371 10 61 135 5 3 00 1 00 418 70 65 152 9 3 20 0 70 171 2 3 40 0 74 190 4 0 46 59 9 3 60 0 78 210 4 0 48 66 2 3 80 0 83 231 3 0 51 72 8 4 00 0 87 253 0 0 54 79 7 4 20 0 91 275 5 0 56 86 8 4 40 0 96 298 9 0 59 94 1 4 60 1 00 323 1 0 62 101 7 4 80 1 05 348 1 0 64 109 6 5 00 1 09 373 9 0 67 117 7 5 50 1 20 441 7 0 74 139 1 0 52 60 7 6 000 80 162 0 0 57 70 7 23 续表 C 0 2 流量 32 dj 26 0mm dn 40 dj 32 6mm dn 50 dj 40 3mm dn 63 dj 51 4mm dn 75 dj 61 2mm dn 90 dj 73 6mm dn 110 dj 90 0mm m3 h 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 流速 m s 压降 Pa m 6 50 0 87 186 3 0 61 81 3 7 00 0 94 212 1 0 66 92 6 7 50 1 00 239 3 0 71 104 5 8 00 1 07 267 9 0 76 117 0 8 50 1 14 297 9 0 80 130 1 9 00 1 20 329 3 0 85 143 7 0 59 59 8 9 50 1 27 361 9 0 90 158 0 0 62 65 8 10 00 1 34 395 9 0 94 172 8 0 65 72 0 10 50 0 99 188 2 0 69 78 4 11 00 1 04 204 2 0 72 85 0 11 50 1 09 220 7 0 75 91 9 12 00 1 13 237 8 0 78 99 0 12 50 1 18 255 4 0 82 106 3 13 00 1 23 273 6 0 85 113 9 13 50 1 27 292 2 0 88 121 7 14 00 1 32 311 4 0