DBT29-178-2018 天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程

天津市地埋管地源热泵系统2018-03-20发布2018-05-01实施天津市城乡建设委员会发布天津市工程建设标准Thetechnicalspecificat实施日期：2018年5月1日2018天津天津市城乡建设委员会文件津建设[2018]101号根据《市建委关于下达2015年天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知》(津建科[2015]286号)要求，天津大学、天津市建筑设计院等单位修订完成了《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》。经市建委组织专家评审通过，现批准为天津市工程建设地方标准，编号为DB/T29-178-2018,自2018年5月1日起实施。原《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》各相关单位在实施过程中如有不明之处及修改意见，请及时反馈给天津大学或天津市建筑设计院。本规程由天津市城乡建设委员会负责管理。本规程由天津大学和天津市建筑设计院负责具体技术内容的解释。天津市城乡建设委员会2018年3月20日设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知》(津建科[2015]286号)的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实园区雅观路135号天津大学北洋园校区机械工程学院，邮编：甘智勇赵苏民张燕立 1 2 7 84.1基本要求 84.2地质勘察 8 95地埋管换热系统设计 5.1基本要求 5.2管材与传热介质 6地埋管换热系统施工 6.1基本要求 7地埋管地源热泵系统的检验、调试与验收 7.1基本要求 7.2检验 8地埋管换热场区岩土动态监测 26 27 附录A浅层地热能计算方法 附录B现场岩土热响应试验 附录C竖直地埋管换热系统设计计算 36附录D地埋管压力损失计算 附录E各区核心区120米处地温分布情况表 41本规程用词说明 引用标准名录 条文说明 1 2 74EngineeringInvestigation 8 84.2GeologicalInvesti 84.3ThermalProperties 9 5.4GroundHeatEx 6GroundHeatExchanger 6.4PipeNetwork 20 20 237.3DebuggingandAccep 248Rock-SoilDynamicMonitoringofGroundHeatEx 26 28AppendixACalculationMethodofShallow 31AppendixCDesignandCalculationofVertic 36AppendixDCalculationofPressureLossofGroundHeat AppendixEUndergroundTemperatureat120mofCoreAreaofEachDistricts ListofReferenceStandards 45以水(特殊情况下可以是水与防冻液的混合物)为传热介质，采用1.0.4凡采用地埋管地源热泵技术的工程项目，除应符合本规程22术语2.0.1地埋管地源热泵系统ground-coupledheatpumpsystem采用闭式循环，传热介质通过竖直或水平埋设在浅层岩土体中的换热管与浅层岩土体进行热交换的地源热泵系统，也称地耦合地源热泵系统。2.0.2浅层地热能shallowgeothermalenergy地表以下一定深度范围内(一般为埋深200m以内),温度低于25℃,蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源，又称浅层地温能。2.0.3地埋管换热器groundheatexchanger埋于地下的用于传热介质与岩土体换热的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热交换器。根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。2.0.4竖直地埋管换热器verticalgroundheatexchanger换热管埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器。2.0.5水平地埋管换热器horizontalgroundheatexchanger换热管水平埋置在冻土层以下的地埋管换热器。2.0.6地埋管换热系统groundheatexchangesystem传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，包含从热泵机组蒸发器(或冷凝器)进出口开始至地埋管换热器止，沿途包含的设备、管道、阀件、传热介质等，又称土壤热交换系统。2.0.7传热介质heat-transferfluid充注于地埋管地源热泵系统中，并通过地埋管与浅层岩土体进3行热交换携带热量与冷量的液体。一般为水，特殊情况下可以是水与防冻液的混合物。2.0.8工程勘察engineeringinvestigation根据地埋管地源热泵系统工程需要，分析、查明、评价建设场地地质环境特征和浅层岩土体工程条件，并编制勘察文件的工作。2.0.9工程地质勘察geologicalinvestigation研究、评价建设场地区域内的地形地貌、地质构造、地层岩性、不良地质现象以及水文地质条件等地质情况进行的地质测绘、勘探、室内实验、原位测试等工作的统称。2.0.10水文地质条件hydrogeologicalcondition建设场地地下水的分布、埋藏、运动以及水质、水温和水量等特征的总称。2.0.11含水层aquifer导水的饱和岩土层。2.0.12渗透性permeability含水层多孔介质能够被水或其它液体透过的性质。2.0.13岩土体rock-soilbody岩石和松散沉积物的集合体，如砂岩、砂砾石、土壤等。2.0.14岩土体热物性thermal-physicalpropertiesofrock-soil岩土体的热物理性质，包括岩土体的导热系数(W/(m·℃))、比热容(J/(kg·℃))、热扩散系数(m²/s)等。2.0.15恒温层constantzoneofsubsurfacetemperature地下温度的变化幅度等于或接近于零的地带，其上部是变温层，下部是增温层。2.0.16变温层variablezoneofsubsurfacetemperature地下温度明显受到地上大气温度变化和太阳辐射影响的地层，即自恒温层向上至地表的地层。42.0.17增温层increasingzoneofsubsurfacetemperature恒温层以下受地球内部热量影响，随着深度的增加，温度逐渐增高的地层。2.0.18护壁套管casingpipe置入钻孔中用以保护孔壁的管件。2.0.19地埋管换热器冷/热负荷heatloademittedintoor通过地埋管换热器单位时间内释放至浅层岩土体或自浅层岩土体吸收的热量。2.0.20年负荷总量(能量负荷)yearroundcoolingorheating用来预测在一年内负荷侧系统运行所需的能量，通常需要负荷模拟软件来进行计算。其计算方法与设计负荷基本相同，唯一不同的是以实际运行工况和典型年室外逐时气象参数取代设计负荷计算中采用的设计工况参数，结合逐时负荷进行累计能量的计算。2.0.21热不平衡率heatunbalanceratio地埋管地源热泵系统工程运行时，地埋管群夏季向土壤中释放的总热量与冬季从土壤中吸收的总热量之差的绝对值占前者的比2.0.22环路集管circuitheader连接地源侧各并联地埋管换热器集合管，通常用来保证各并联环路地埋管流量相等。2.0.23钻孔回填grouting在竖直地埋管施工中，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充填至钻孔孔口的施工。2.0.24管沟回填backfill在水平地埋管施工中，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。52.0.25现场岩土热响应试验in-siturock-soilthermalresponse采用人工冷(热)源向浅层岩土体连续制冷(加热)并记录传热介质的温度变化和循环量来测定岩土体综合热物性参数的试验。2.0.26室内岩土体热物性检测thermalphysicalpropertiestest在实验室对岩土体样品的热物性参数进行的检测。2.0.27岩土综合热物性参数effectiveparameteroftherock-soil不含回填材料在内的，地埋管换热器深度范围内，岩土的综合导热系数(W/(m·℃))、综合比热容(J/(kg·℃))等。2.0.28岩土初始平均温度initialaveragetemperatureofrock-soil无人工热扰情况下，竖直地埋管换热器埋设深度范围内岩土体的平均温度(℃)。2.0.29测试孔boreholeforTRT(ThermalResponseTest)按照测试要求和拟采用的成孔方案，将用于岩土热响应试验的竖直地埋管换热器称为测试孔。2.0.30参与换热地温监测孔soiltemperaturemonitoringholeof在地埋管换热器施工的同时安装温度监测装置，既参与换热又能实现该孔壁岩土体温度变化动态监测的测孔。2.0.31热影响半径地温监测孔soiltemperaturemonitoringholeofthermalinfluenceradius为取得地埋管换热器对周围岩土体温度的动态变化而专门用来安装温度监测装置的测孔。2.0.32地温背景值监测孔monitoringholeofsoiltemperaturebackgroundvalue为监测未受地埋管换热器影响的岩土体温度值而专门设置的6通过安装数据计量和采集装置，采用远程数据传输手段，实现数据在线、实时监测和动态分析功能的硬件和软件系统的统称。73.0.1地埋管地源热泵系统的建设应进行基于资源条件、用户负3.0.2地埋管地源热泵系统建设施工3.0.3地埋管换热系统的实施，应确3.0.4地埋管地源热泵换热系统的可行性论证应结合项目场地的3.0.5地埋管换热器安装完成后，应在埋管区域通过标识表明管84.1.1在进行地埋管地源热泵系统设计之前，应由具有勘察类资4.1.2勘察涉及区域不应小于埋管范围，勘察深度应至少比预计埋管深度深5m。4.1.3勘察报告中应进行工程场地浅层地热能资源评价，提出合4.1.4工程勘察应对工程场地进行场地踏勘，勘察内容应包括场4.2.1地质勘察应查明工程场地的地层、岩性情况、地下水赋存4.2.2若工程场地区域缺少岩土地质资料以及水文地质资料，岩9(应用建筑面积)中型(应用建筑面积)(应用建筑面积)50000m²及以上竖直埋管(测试孔数)水平埋管(探槽数量)4.3.2对于应用建筑面积小于2000m²的小型地埋管换热系统，可4.3.3对于应用建筑面积大于50000m²的大型地源热泵工程，宜应比设计最深的热交换器至少深5m,孔径宜大于150mm。孔内埋4.3.5采用水平地埋管换热器时，热物性测试应采用槽探、坑探埋管深度1m。4.3.6对于包含两个及以上的水文地质单元的工现场岩土热响应试验工作量，并保证不同水文地质单元至少有1个测试孔。4.3.7岩土综合热物性参数、岩土的初始平均温度5.1.2地埋管换热系统设计应包括管材与传热介质设计、设计负2高密度聚乙烯管材应符合现行国家标准《给水用聚乙烯 (PE)管材》GB/T13663的要求，聚丁烯管材应符合现行国家标统工作压力且不应小于1.0MPa,工作温度应在-10℃~50℃范围内。4地埋管管材及管件应具有质量检验报告和生产厂家的合格杂质、颜色不均等缺陷；管端头应切割平整，并与管轴线垂直。5竖直地埋管换热器的管材应按设计长度要求成盘供应，管道应喷涂长度标识。除生产厂家连接的U型接头外，管道中间不应有任何形式的接头。5.2.2传热介质应以水为首选，也可选用其它工质，并应符合下列要求：1应安全、环保，且不应因泄漏对周边环境造成污染。2应具有稳定的物理、化学性质，腐蚀性小，且不应与地埋管管材发生化学反应。3应具有良好的传热特性、较低的摩擦阻力和较低的冰点。4宜成本低，易于购买、运输和储藏。5.2.3当传热介质采用防冻液时，其冰点宜比设计最低使用介质温度低3～5℃。每年供暖前，宜对防冻剂浓度进行测试。换季使用前，应对系统蒸发器和冷凝器进行清洗。5.3设计负荷与系统选择5.3.1设计负荷计算应包括建筑物设计负荷和地埋管设计负荷。5.3.2地埋管设计负荷计算应符合下列要求：1应根据建筑物空调供冷、供暖和卫生热水供应的设计负荷以及年负荷总量计算，结合技术经济分析，合理地确定埋管设计冷/热负荷。2应基于建筑物设计冷/热负荷，以地源热泵机组在设计工况下的最大释热量和最大取热量为依据，并综合考虑当地初始地温、建筑类型、机组工况以及系统长期运行可能引起的地温变化对地埋管实际换热性能的影响，确定地埋管换热器换热长度。5.3.3地源热泵系统具体方案的设计，应在设计负荷的基础上，单一的地源热泵供冷/热；当热不平衡率大于20%时，宜采用与其1采用单一的地源热泵供冷/热时，地源热泵机组容量应以2采用与其它冷/热源相结合作辅助的复合式地源热泵系统5.3.5特殊情况下地埋管换热系统的附加1地埋管地源热泵系统在兼具供冷、供暖功能时，如全年释当采用开式冷却塔时，应增设板式换热器或采用双冷凝器热泵机3供冷工况初期，地下温度较低，当地埋管换热器的出水温5.4.1地埋管换热系统的设计应按场地规划、地2应明确埋管区域内各种地下管线的种类、位置、深度及埋管区域进出重型设备的车道位置和荷载，并应为未来可能的管线施工预留空间。3埋管设置在建筑物基础下时，不得对结构安全造成隐患。埋管穿越基础时，应采取相应的保护措施。4应远离水井及室外排水设施。5地埋管地源热泵系统的应用建筑面积大于3000m²时，宜设置地温场监测系统，应用建筑面积大于50000m²时，应设置地温场动态监测系统。5.4.3地埋管换热器设计应符合下列要求：1应根据可利用地面面积、岩土体地质勘察结果及挖凿成本等因素确定具体埋管方式。2设计计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长度内。3长度及间距宜根据现场实测岩土体及回填料热物性参数、管材热物性参数以及地下渗流对埋管换热器的影响，采用专用软件进行计算。竖直地埋管换热器的设计可按本规程附录C的方法进行计算。4热物性测试得到的单位延米换热量可作为系统方案及初步设计的参考，施工图中埋管总长度的设计应严格按照动态计算结果来确定。5地埋管换热器最上层埋管的埋深均应在冻土层以下0.4m且不宜小于1.5m,水平环路集管坡度不宜小于2‰。若地埋管换热器同时穿越咸水、淡水两个含水层施工时，应采取相应的封堵措施。6天津市平原地区竖直地埋管换热器埋管深度宜取80~150m;钻孔孔径不宜小于0.11m,为了便于安装支卡及灌浆回填，钻孔直径宜取0.2m左右；钻孔间距应满足换热需要，间距不宜小于4m;环路供、回水集管间的距离不宜小于0.6m。7地埋管换热器内传热介质的流态应为紊流，额定工况下流8竖直地埋管换热器应进行分组连接，每组换热器数目宜相9安装于检查井内的集、分水器应安装阀门、压力表和放气若传热介质有在冰点温度以下运行的情况，传热介质应添加防冻于30℃;2)冬季运行工况条件下，地埋管换热器侧进水温度不宜低于5℃。3回填材料应根据水文地质特征确定，回填材料的导热系数计的要求(一般不应小于桩直径的4倍)。5水力计算应根据所选用的传热介质的水力特性来进行，地6地埋管换热系统宜采用由水泵台数调节实现的变流量系8地埋管换热系统应具有反冲洗功能且应分组进行，冲洗流量宜为工作流量的2倍。1公共建筑的冷热源改造为地埋管地源热泵系统时，宜保留原有系统中与地源热泵系统相适合的设备和装置，构成复合式系2建筑物有生活热水需求时，地埋管地源热泵系统的设计宜6.1.1地埋管换热器系统施工前应根据工程勘察报告和设计图纸，明确埋置区域内已有地下管线、地下构筑物的功能及其准确位置，编写地埋管换热系统施工方案。相关方案应由监理工程师审核、批准，并报建设单位备案。6.1.2地埋孔施工工艺应和现场岩土热响应试验测试孔的施工工艺一致，竖直钻孔设备的选择应根据设计要求、地层条件、施工方法、经济合理性等因素综合选择与配套，具体做法应符合现行行业标准《水文水井钻探技术规程》DZ/T0227的要求。6.1.3竖直钻孔及水平集管管沟开挖时，应采取防止杂物进入的措施。竖直钻孔位置与建筑物外墙的距离不应小于2m。6.1.4地埋管换热系统竣工后，应在总平面图上标示出其具体位置。竣工图纸应标注埋管区域坐标。6.1.5管顶埋深小于1.5m时应在回填土中高于30cm处设置标识带，标识带应采用具有一定强度的盖板。6.1.6水平集管埋设在公园绿地或园区绿化地带下方时，应在管道上方设置保护装置，以防止绿地等改造时破坏管道。6.2管材进场6.2.1进入现场的管材、管件应逐件进行外观检查，并按照相关规定进行取样复试。6.2.2管材和管件在存放、搬运和运输过程中，应采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行装卸，不得随意抛摔和沿地拖拽。6.2.3夏季施工应预防管道受热发生热变形。6.2.4未使用的管材、管件应避光存放。6.3钻孔施工6.3.1钻孔施工前应平整场地，并应保证钻机具备良好的安装与6.3.2钻孔施工时应设排水沟和泥浆池。泥浆池位置应避开钻孔位置。钻孔施工前，应用水准尺检查钻机转盘是否水平，并应在整平后开钻。6.3.3竖直地埋管换热器的安装应符合下列要求：1对于U型换热管，在每钻一孔前，换热管应按照设计长度组装；组装时宜每隔2～4m设一弹簧卡(或固定支卡)的方式将U型管两支管分开，以保证换热效果。2当钻孔成孔达到设计深度后，应立即下管。下管时应将灌浆管和U型管一起插入孔中，直至孔底，并应保证下管长度符合设计要求。3灌浆管端头宜设防堵装置，且灌浆时应能够将其冲开。4下管完毕后U型管上端应高出地面，管端应作好封闭措施，防止进入杂物。5地埋管换热器的供回水管宜用颜色或其它标识加以区分，7地埋管换热器的冬季施工应按照现行行业标准《埋地聚乙泄漏现象后应及时(在12小时内)用灌浆材料对钻孔进行回填。混合物进行灌浆，其中膨润土、水泥、砂的含量宜取5～10%、5~10%和15～25%。观察竖直埋管周围回填物的沉降情况，必要时应采用多次灌浆回1所有埋地管道应采用热熔或电熔连接。管道连接应符合现4水平集管与地埋管换热器连接时，一般干管应用中、小三用电熔套筒连接；当管径大于De90时，宜采用热熔对接方式，三管最大管径宜小于De315。6.4.2水平地埋管换热器安装时，管道底部及周围应铺细砂并平整夯实，细砂厚度不应小于10cm。在安装过程中应防止重物撞击6.4.3水平沟槽应首先采用细砂回填至高于管顶50mm,然后用不6.4.4管网安装后应进行管道水冲洗，应用流速不小于1m/s冲洗6.5.1竖直地埋管换热器在下管前应对完成第一次水压试验。试验压力应为垂直埋管埋深倍，且不应小于0.6MPa;在试验压力下，稳压不应少于15分钟，当稳压后压力降不大于2%,且无泄漏现象时，试验合格，方可进6.5.2在下管后竖孔回填前应进行第二次水压试验。试验压力应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa;在试验压力下，稳压不应少于30分钟，当稳压后压力降不大于2%,且无泄漏现象时，6.5.3在水平管沟回填前，应对所有系统管道进行第三次水压试验，试验压力应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa;在试验压力下，稳压不应少于2小时，当稳压后压力降不大于3%,且6.5.4地埋管换热系统与热泵机房管路系统全部安装完毕，且冲压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa;在试验压力下，稳压不应少于12小时，当稳压后压力降不大于3%,且无泄漏现象时，试验合7.1.1地埋管地源热泵系统在室外系统及室内系统分项完成施1系统的压力、温度、流量等各项技术指标应符2系统连续运行应达到正常平稳；水泵出口压力和水泵电机4应保证控制、检测设备与系统检测元件和执行机构的信号7.1.2地埋管地源热泵机组及末端系统的整体调试和验收应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243和《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB502747.1.3在埋管深度范围有咸淡水分层的地质条件时，应对所7.2.1地埋管换热系统施工和安装过程，应由监理工程师进行现场检验，检验内容应符合下列要求：1管材、管件等材料应符合国家现行有关标准的规定。2管材及管件连接应符合现行行业标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJ101的要求，连接部分内部熔化的材料不能造成管径缩小。3竖直埋管与水平埋管的钻孔与沟槽位置、深度、竖直度及埋管长度与规格均应符合设计要求。4回填材料及其配比应符合设计要求。5水压试验和水冲洗应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。6防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。7.2.2管道试压与检漏应符合下列要求：1在地埋管下管安装、回填及水冲洗前后应至少进行4次水压试验。2水压试验过程中，局部管道的单独试压必须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。7.2.3回填过程的检验应与地埋管换热器的安装同步进行。7.2.4机房内的地源热泵机组、配套设备及相关材料应符合下列1所有设备的型号、数量、性能、运行工况及主要参数应符合设计要求。2所有设备应具有产品合格证书、产品性能检验报告及产品集分水器等设备以及配电工程安装应符合国家现行有关标准的规7.2.6地埋管换热系统管道、管件除必须确保达到水冲洗、试压7.2.7空调末端水系统管道、管材、阀件及仪表除必须确保达到7.3.1地埋管地源热泵系统运转调试之前应会同建设单位、设计7.3.4水力平衡调试完成后，应进行热泵机组单机试运转。试运7.3.5测量无负荷运行时系统试运转的各种性能参数，应调整到符合设计要求，并应填写系统设备调试记录。7.3.6热泵机组单机试运转和无负荷系统试运转正常后，整个空调系统应试运行24小时，并应填写运转记录，观测整个系统的运行状态及相关参数，并应调整到其符合设计要求。7.3.7地埋管地源热泵系统的调试应分冬、夏两季进行，且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，并应提交甲方确认后存档。7.3.8地埋管地源热泵系统整体验收前，应进行冬、夏两季运行测试，并应对地源热泵系统的实测性能做出评价。8.1.1动态监测系统的设计、施工、监理应由具有相关资质的单8.1.2动态监测系统宜设立专门的监测数据采集装置，并宜实现8.1.3监测工作应由建设单位负责，宜设专人从事动8.2.1实际工程项目中，换热孔群区域不是规整的矩形或正方形矩形或正方形区域，宜选择地下换热器最多的区块进行监测孔布8.2.3地温监测孔数量应根据项目应用建筑面积大小确定，对大型工程宜至少布设1个地温背景值监测孔、1个参与换热地温监测孔和4个热影响半径地温监测孔。8.2.6测温点应根据地层岩性布设，宜每间隔10m设置一个测温8.2.7浅层地下水径流丰富地区，应根据径流方向调整监测孔布穿咸水底界时，监测孔应采取回填封堵措施，封堵带厚度应大于期宜为2～6天；停泵初期应加密监测；背景值监测周期宜为7~10天。达到0.1m³/h,测量误差不应大于±1%。热泵运行期间监测周期不应少于1小时。量精度应达到0.1℃,测量误差不应超过±0.1℃,且应与循环流量8.4.1在具有地下咸、淡水分层的地区，对于换热孔深度贯穿咸8.4.2在埋管区应设计用于监测咸水界面下移的专门监测孔，应8.4.3咸水底界监测技术应符合地方标准《天津市浅层地热附录A浅层地热能计算方法和热交换达到稳定的条件下，采用U型管进行换热的单孔△T—温差(℃),即为U型管内温度平均值与r₂处岩土体温度R—导热热阻(℃/W);L—单孔U型管有效热交换长度(m),若钻孔为200m深，扣除浅表10m太阳能影响的深度，则有效热交换长度为190m;其中r₁为U型管外半径的√2倍。孔一般按网格布置，布孔间距根据经验确定，若按常规(平均)情况以5m×5m网格布置热交换孔，则可钻孔数(根)=有效面积(m²)÷25(m²/根)(有效面积为扣除建筑和道路等占地的评价区域面积，一般情况不在建筑物覆盖和道路下钻孔),即得评价区(地源热泵工程区)的总地热能(W)。B.1.1在现场岩土热响应试验之前，应对测试地点进行实地的勘2个以上测试孔的测试，其测试结果应取算术平均值。B.1.2在现场岩土热响应试验之前应通过钻孔勘察，实测土层热B.1.6在对测试设备进行外部连接时，应遵循先接水后接电的原B.1.8连接应减少弯头、变径，测试仪器与试验孔的连接管道长度不宜大于3m,连接管外露部分应保温。保温宜采用厚度不小于B.1.9地埋管换热器埋设前、后应进行水压试验。埋设前的水压试验应参照6.5.1节的有关要求进行，埋设后的水压试验应按照B.1.11现场岩土热响应的测试过程应遵守国家和地方的有关安1在输入电压稳定的情况下，加热功率的测量误差不应大于4U型管实际长度的测量误差不应大于±1%。B.3.1现场岩土热响应试验应首先进行岩土初始平均温度测试，B.3.2现场岩土热响应试验测试应进行夏季排热工况和冬季取热行取热试验2次；并做出不同运行工况下的测试孔的热交换量曲B.3.3现场测试时，应根据试验目的确定测试工况：恒定热流法可选择不同的加热功率，恒定温度法可选择不同的地埋管进口温度。同一加热功率或同一温度下，也可做2种测试时间均不应少于48小时。B.3.4现场岩土热响应试验的测试过程1制作测试孔，测试孔的成孔方案应同地埋管换热工程实际相一致；5水电等外部设备连接完毕后，应对测试设备本身以及外部7启动电加热、水泵等试验设备，待设备运转稳定后开始读8现场岩土热响应试验过程中，应做好对试验设备的保护工9提取试验数据，分析计算得出岩土综合热物性参数或特定B.3.5测试孔的地埋管换热器设置方式、深度和回填方式、U型B.3.6现场岩土热响应试验应在测试孔完成并放置一段时间以后进行。规定对于灌注水泥砂浆回填，至少放置10天。对于其它的回填方式，至少放置48小时。B.3.7岩土初始平均温度测试应采用无负荷循环法或布设温度传水温度，温度稳定(1小时内变化幅度小于0.3℃)后，观测不宜少于12小时，温度稳定至观测结束时间段内的平均温度作为地层点的布置宜在地埋管换热器埋设深度范围内，且间隔不宜大于10m,以各测点实测温度的算数平均值作为岩土初始平均温度。B.3.8现场岩土热响应试验测试过程应1现场岩土热响应试验应连续不间断，持续时间不宜少于483采用恒定热流法测试时，实际加热功率应为每米钻孔30W~80W;采用恒定温度法测试时，设定工况应为系统的设计运行工况。推荐地埋管进口温度为：夏季排热工况下宜为20～33℃;4地埋管换热器的出口温度稳定后，即在不小于12小时的连续时间内，温度波动小于1℃时，其温度宜与岩土初始平均温度相差5℃以上且维持时间不应少于12小时。B.3.9地埋管换热器内流速不应低于0.2m/s。推荐流速为：双U型埋管不宜小于0.4m/s;对单U型埋管，不宜小于0.6m/s。B.3.10试验数据读取和记录的时间间隔不应大于10分钟。B.3.11恒定热流法测试中，加热功率的标准差应该小于其平均值的1.5%,最大偏差应小于平均值的±10%。B.3.12恒定温度法测试中，设备实际供水温度平均值与设定值的B.3.13现场岩土热响应试验测试时，若要在同一测试孔内进行排热和取热试验，测试应在岩土温度基本恢复至岩土初始平均温度(温差小于0.5℃)后方可进行。B.3.14现场岩土热响应试验中取热工况下，当试验冷源不稳定时宜放弃取热试验，当冷源稳定时再做取热试验。B.3.15热响应试验应对现场测试资料进行综合分析，剔除因试验条件如气温变化等造成的异常数据。B.3.16现场测试的仪器设备应定期检验和标定，条件允许时，宜在测试孔周围布置观测孔。附录C竖直地埋管换热系统设计计算C.0.1竖直地埋管换热器的设计计算宜按以下方法进行计算：竖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。流体至管道内壁的对流换热热阻：U型埋管的管壁热阻：钻孔回填材料的热阻：地层热阻，即从孔壁到无穷远处的热阻：由N个平行钻孔(U型管)组成集群的地埋管换热器的地层短期连续脉冲负荷引起的附加热阻：供暖运行份额Fh=一个供暖季中热泵的运行小时数/(一个供制冷运行份额Fc=一个制冷季中热泵的运行小时数/(一个制t—运行时间(s);d—U型埋管的内径(m);d₀—U型埋管的外径(m);H—钻孔深度(m);为便于工程计算，表C给出了天津地区主要岩土的热物性参热扩散率α比热容c粘土(饱水)粉细砂(饱水)软土(饱水)20%粘土+80%细砂碎石(饱水)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d;(m)。3计算管子的断面面积A(m²):5计算管内流动的雷诺数(Re),Re应该大于10000以确保紊6计算管段的沿程阻力损失Py(Pa/m):Py=Pa×L(D.0.1-4)Pa=0.158×p°7⁵×μ°²⁵×d-¹-²⁵×V¹.75(D.0.1弯头的当量长度(m)T形三通的当量长度(m)型型型三通后缩三通后缩4”附录E各区核心区120米处地温分布情况表120米处地温(℃)红桥区东丽区西青区宁河区蓟州区本规程用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1)表示很严格，非这样做不可的：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应按……执2《水(地)源热泵机组》GB/T19409天津市工程建设标准天津市地埋管地源热泵系统条文说明修订说明应试验等)修订了本规程。 50 514.1基本要求 514.2地质勘察 514.3热物性测试 51 535.2管材与传热工质 535.3设计负荷与系统选择 535.4地埋管换热系统设计 54 576.1基本要求 576.3钻孔施工 596.4管网安装 60 61 7.3调试与验收 61 628.1基本要求 628.2地温监测 62 641.0.1本规程宗旨：地源热泵系统是利用浅层地热资源，通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低品位热能向高品位热能转移，从而达到供暖与制冷的目的。该技术具有显著的节能与环保效益，符合我市可持续发展的目标，近年来在我市得到了广泛应用。但是，由于缺乏相应技术规程予以规范，一些项目实施前没有进行合理设计与评估，造成运行效率低下，无法发挥其应有的节能潜力，浪费了人力和物力，影响了地源热泵系统的良性发展。本规程针对天津市实际情况而制定，系统、全面地对地埋管地源热泵系统的设计、施工及验收做出了要求，旨在指导和规范我市地埋管地源热泵系统项目的实施，使之达到合理、高效、可持续利用浅层地热资源的目标。1.0.2本规程为地埋管地源热泵系统工程的专业性地方通用技术规范，对国家及天津市现行有关标准已做规定的内容，不再述及。我市地源热泵系统工程的实施除应满足本规程要求外，还应贯彻执行国家及天津市现行有关标准。3.0.1基本规定是指设计、应用地埋管地源热泵系统的基本条件。地埋管地源热泵系统建设必须满足各项基本规定，凡是不能完全满足所列要求的，不得实施地埋管地源热泵系统项目。3.0.2本规程共有八章及五个附录，内容包括总则、术语、基本规定、工程勘察、地埋管地源热泵系统的设计、施工、验收、换热场区岩土动态监测，针对勘察、设计、施工、调试、验收和岩土动态监测等方面做出明确的规定，其目的在于使地埋管地源热泵的应用真正达到节能和环保的要求。4.1.1工程场地状况及浅层地热能资源特点是能否应用地源热泵4.1.3根据勘察结果，进行工程场地的浅层地热能资源条件分析4.2.2在工程勘察中应查明工程场地的咸水层底板埋深情况，明1)对勘探孔原则上每10m取1个岩土样，如遇岩性变化2)岩土样采用铁皮圆筒盛装，样品的长度不小于20cm;3)直径为勘探孔取样的岩土芯直径；蜡密封；5)贴上标签和拍照，标明取样的深度及上下方向、日期、工试验方法标准》GB/T50123、《量热技术和热物性测定》(陈则韶，1990)的相关要求。5.2管材与传热工质5.2.1竖直埋管的公称压力根据孔深来确定，而水平埋管的公称压力一般不低于1.0MPa。管径大小以减少循环泵能耗、使管内流体呈紊流流态为宜。地下支管回路宜选薄壁管道，环路集管宜选厚壁管道。5.2.2可选择的防冻液包括：1无机类：氯化钙，氯化钠，醋酸钾和碳酸钾。2有机类：乙烯基乙二醇，丙烯基乙二醇，甲醇，异丙基，应注意地下系统的金属部件(循环泵、法兰、管道、传感部件等)与防冻剂的相容性，并避免做不同质的金属连接(如铸钢与铜的连接)。氯化钙和氯化钠这两种盐溶液的腐蚀性强，应使用防腐之间。综合考虑性价比，推荐使用重铬酸钠作为防腐剂。此外，由于防冻液粘度比水高，会降低热泵的效率，并增大了水泵的能耗，因此，添加的防冻液要适量。5.3设计负荷与系统选择5.3.2在我市应用地埋管地源热泵系统的工程中，出现了由于夏季地下排热量与冬季地下取热量的不平衡，造成了埋管区域岩土体的温度持续升高或降低，影响了地埋管与岩土体的换热性能，造成运行效率低下甚至不能正常工作，因此，必须考虑全年冷热负荷不平衡的影响，为地埋管换热系统的设计提供准确的依据。5.3.3复合式系统是指在满足负荷需要的前提下，通过技术经济比较，地埋管地源热泵系统可以采用辅助散热(如增加冷却塔)装置或辅助供暖(如太阳能集热器)装置，并不局限于仅仅使用地埋管换热器。这样做的目的，一是具有较好的经济性，二是可以避免因吸热与释热不平衡引起岩土体温度的降低或升高，影响热泵的长期运行效果。5.4地埋管换热系统设计5.4.1具体设计步骤可参考图5.4.1。明确场地情况明确场地情况以机房为中心进行场地规划地埋管热负荷计算确定埋管方式地埋管长度设计管路布置管件选型水力平衡及承压能力计算预测地下热平衡情况确定是否增设辅助设备4地埋管换热系统一般要与供水或排水管道保持至少70cm5.4.31地埋管换热器总体来说有水平埋管和竖直埋管两种埋6本市除蓟州区外，其它均为平原地区，蓟州区多山地区的值；反之，宜取大值。供、回水环路集管的间距不小于0.6m,是8分组连接与建议每组集管所含竖直换热管环路数利于水力2出于对地源热泵系统节能性的考虑，同时保证热泵机组的安全运行。在夏季，如果地埋管换热器出水温度高于30℃,地源统的节能性；在冬季，制定地埋管换热器出口温度限值，是为了防止温度过低，机组结冰，系统能效比降低。3保证地下埋管的导热效果，但对于地质情况多为岩石的区域，回填材料导热系数可低于岩土体导热系数。7地埋管换热系统根据建筑负荷变化进行流量调节，可以节省运行电耗。8目的在于防止地埋管换热系统的堵塞。地埋管系统由机房通向室外地埋管管网时，应加设过滤器以防止沉淀物对室外管网竖管的堵塞。De63以下管道连接宜采用电熔连接工法。花园地面设置水平管，上方在条件许可情况下应加保护措施。水平式水平式否否固定固定否否是否是否否6.3.2设排水沟和泥浆池等设施，是为了排除钻孔时产生的泥浆和储存钻孔浆液。放置钻机的位置不能开挖排水沟或连接各垂直埋管的水平管沟，是为防止管沟被钻机压塌。6.3.4为使地埋管换热器的安装更为容易，通常要在安装之前将它用水充满。即使是干钻成孔时，最迟在灌水泥浆之前也要将其充满水，以避免其由于孔内泥浆而浮起。必要时还要检查是否需要在热交换器底部安装配重。6.3.6填充浆液应适应各种不同的使用温度，特别是对只按取热工况运行(仅供暖用)的系统，要保证浆液的抗冻能力。不推荐采用单纯膨润土和水形成的浆液，因其导热系数低(10℃的传导率小于0.7W/(m·℃)),并且不抗冻；加入适量水泥可使浆液的适用温度低至-15℃。除了膨润土，也可以考虑采用其它膨胀型粘土或地层粘土岩。采用白云岩质石屑作为回填料是为了提高地埋管的换热能力，增强地基的稳定性。下往上灌浆，是保证完全填充的有效方式。回填灌浆料要有较好的可泵性，通过注浆钢导管导入孔底，再慢慢升到孔口，拔出注浆管时，管口通常要低于