地缘热泵规范.ppt

1、1、地源热泵系统工程技术规范广东建筑科学研究院马洋2006年5月，2、地源热泵出生于20世纪80年代中期。据美国过去10年的统计，地源热泵的运营费用(供暖)比电力空调节约22%，比燃料、燃煤锅炉运行费用减少40%。系统平均寿命预计为1518年，开环系统为30年，闭环系统寿命预计为50年。3，4，5，地源热泵技术是一种值得广泛推广的建筑能源供应技术。地源热泵是利用土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷热源后，在热泵设备中对建筑物进行空调等浅而深的地球能源的新的中央空调系统。提取地下水源热泵由于技术限制，不容易全部重新充电，很难实施监督，容易造成地下水污染。目前在国外广泛普及的是埋地管

2、道地源热泵技术，最大限度地利用浅层地热能的最佳方法。目前，埋管地源热泵在欧美普遍应用，充分证明是成熟可行的技术，在我国建设部和一些城市的建筑节能政策中，明确提出了地源热泵的推广和使用。(欧美普遍使用的是别墅里的冬季供暖，夏季空调地区)，地源热泵系统简介，6，7，主要内容，1一般2项工程调查4个地埋管传热系统5个地下水传热系统6个指标传热系统7个建筑物内系统8全部运行、调试和验收9附录，9，1.0.1区源热泵系统工程设计、建设和验收1.0.2本规范适用于以地面、地下水、地表水为低温热源，以添加水或防冻液的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术加热、空调或家用热水加热的系统工程的设计、施工和验收。

3、1.0.3地源热泵系统工程设计、施工和验收必须符合本规范，同时符合国家目前的相关标准。1一般，主要内容，1一般2术语3项目调查4埋管换热系统5地下水换热系统6地表水换热系统7楼系统8全部运行、调试和验收9附录，11，2.0.1地源热泵系统地面，以地下水或地表水作为低温热源的水源热泵装置，地源交换系统地源热泵系统根据地源交换系统的形式分为地源热泵系统、地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统。在制冷方面，地源热泵与现有冷水机组的最大区别在于，空调系统的冷却水冷却会变成地下水或土壤冷却。冷却地下水或土壤的方法有多种。埋地管道换热系统或地下水换热系统、地下水换热系统分为直接间接传热等。2术语，12，2

4、.0.2水源热泵装置水源heat pump unit水或防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。通常有水热泵、水空气热泵等形式。2.0.3地热交换系统地球交换系统利用浅层地热资源的换热系统。2.0.4浅地热资源shallow geothermal resources是浅地面、地下水或地表水的潜在热能资源。2.0.5传热介质heat-transfer fluid地源热泵系统中通过热交换管道与地面、地下水或地表水热交换的液体。通常加入水或防冻剂的水溶液。2术语，13，2.0.6埋地管道换热系统ground heat exchanger系统传热介质是通过垂直或水平埋地管道换热器与岩土体进行热交换的地热热交换

5、系统，又称土壤热交换系统。2.0.7埋地管道换热器ground heat exchanger称为热交换器或土壤热交换器，由埋在地下的一组密封循环管道组成，用于传热介质和地面传热。根据管道埋置方式，分为水平埋管换热器和垂直埋管换热器。2.0.8水平埋地管道换热器horizontal ground heat exchanger换热器被称为埋地管道换热器，埋地于水平管道沟，水平土壤热交换器。2术语，14，2.0.9垂直埋地管道换热器vertical ground heat exchanger换热器埋地于垂直钻孔内的埋地管道换热器，垂直土壤换热器。2.0.10地下水热交换系统ground water

6、system与地下水热交换的地热交换系统分为直接地下水热交换系统和间接地下水热交换系统。2.0.11直接地下水换热系统从泵中抽取的地下水经过处理后直接通过水源热泵设备进行热交换，然后返回到地下同一含水层的地下水换热系统。2术语，15，2.0.12间接地下水换热系统从抽油井中抽取的地下水水通过中间换热器进行热交换，然后返回到地下同一含水层的地下水换热系统。2.0.13地表水热交换系统分为开放式地表水热交换系统和封闭式地表水热交换系统。2.0.14开放式地表水传热系统地表水由循环泵驱动，直接通过水源热泵设备或通过中间换热器换热的系统。2.0.15封闭地表水传热系统是指根据特定排列方法将封闭传热线圈

7、放置在一定深度的地表水，传热介质通过换热管壁与地表水换热的系统。2术语，16，2.0。16环路集管circuit header连接每个并行环路的聚合管，通常用于确保每个并行环路流量相等。2.0.17含水层aquifer导水的饱和地面层。2.0.18井结构井结构井结构钻孔结构、井壁管、滤管、沉降管、管外过滤器、止水密封段的位置等钻孔圆周轮廓的技术要素的通用术语。2.0.19抽水井生产井用于从地下蓄水层取水的井。2.0.20回灌井注入井内用于向含水层注入财物。2术语，17，2.0.21热源井heat source well用于从地下含水层引水或向含水层注水，抽水井和回灌井统称。2.0.22抽水测试

8、抽水测试是对井地下水进行时间测量和水位变化的过程，以了解含水层中丰富的水和水文参数。2.0.23回灌测试注入测试注入测试井连续注水以保持井内的恒定水位，或注入水并记录水位变化，以测量含水层渗透性、注水量和水力学参数的测试。2.0.24地面岩石-soil body岩石和疏松沉积物(如砂岩、砾石、土壤等)的集合。2术语，主要内容，1一般2术语3项目调查4埋管换热系统5地下水换热系统6指标水换热系统7楼系统8全部运行、调试和验收9附录，19，3 . 1 . 1 . 1地源热泵系统方案设计之前，需要进行工程现场状态调查和浅地热资源调查。(这是强制性条款，本标准共两个强制性条款)3.1.2对于已经拥有水

9、文地质资料或附近有井的地区，应通过调查确保水文地质资料。3.1.3工程调查应由具备调查资格的专业团队承担。工程调查完成后，必须填写工程调查报告，并就资源的可用性提出建议。3.1一般规定，20，3.1.4项目站点状况调查应包括：1站点规划区、形状和坡度；(是否满足井或埋地管道面积和位置要求)2场地内现有建筑和规划建筑的面积和分布；3现场植物、池塘、余部车站和架空输电线路、通信电缆分布；4现场已经存在并计划建造的地下管线和地下结构的分布和深度；场地内已经有井的位置。3.1一般规定21，3.2.1地源热泵系统设计前，工程现场地质条件调查。3.2.2埋地管道换热系统调查应包括：1岩土结构；2岩土热物性

10、；3地面温度；4地下水静态水位、水温、水质和分布；5地下水径流方向、速度；6董洁土壤厚度。3.2地热传热系统调查，22，3.3.1地下水地源热泵系统设计前，根据水源、水温和水质的基本水源热泵系统要求，对工程现场的水文条件进行调查。3.3.2地下水换热系统调查应包括：1地下水类型；2含水层岩性，分布、深度和厚度；3含水层的丰富水和渗透性；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地下水质量；7地下水位的动态变化。3.3地下水换热系统调查，23，3.3.3地下水换热系统调查应进行水文地质测试。测试应包括：1泵送测试；2回灌试验；3水水温测量；采集了4层水样，分析了分层水质。5流动方

11、向试验；6渗透系数计算。3.3.4如果区域传热系统的调查结果符合地源热泵系统的要求，则应使用完全利用水文地质勘探孔作为热源井的成井技术。井的形成过程应由水文地质专家监督。3.3地下水传热系统调查，24，3.4.1地表水地源热泵系统设计之前，调查工程领域的地表水状况。3.4.2地表水热交换系统调查应包括1地表水特性、地表水用途、深度、面积和分布。2地表水水温不同深度，水位动态变化；3地表水流速和流量的动态变化；4地表水水质和动态变化；5地表水利用现状；6地表水取水和回水量的适当场所和途径。3.4地表水传热系统调查，主要内容，1一般2术语3项目调查4埋管传热系统5地下水换热系统6地表水传热系统7楼

12、系统8整体运行、调试和验收9附录，26，4.1.1埋管传热系统设计之前，应根据工程调查结果评估实施埋管传热系统的可行性和经济性。4.1.2在建造埋地管道换热系统时，严禁损坏现有地下管道和结构。4.1.3埋地管道换热器安装完成后，必须创建在埋地管道区域显示或显示管道的位置皮带，并使用两个现场永久目标指定位置。4.1一般规定，27，4.2.1埋地管道和配件必须符合设计要求，必须有质量检查报告和生产工厂证书。4.2.2埋地管道和管件必须符合以下规定：1埋地管道应使用化学稳定性、耐蚀性、导热性高、流阻低的塑料管道和管件，应使用聚乙烯管道(PE80或PE100)或聚丁烯管道(PB)，使用PVC (PVC

13、)管道将渡边杏。配件和管必须是相同的材料。2埋地管道的质量应符合国家现行标准的各种规定。管道的公称压力和使用温度必须满足设计要求，管道的公称压力必须小于1.0MPa。埋地管道的外径和壁厚可以按照本规范附录a的规定选择。4.2埋管和传热介质、28，4.2.3传热介质可以选择水、或1安全、腐蚀性和埋管和其他没有化学反应的介质。2低冰点；3传热特性好，摩擦阻力低；4易于购买、运输和保管。4.2.4在可冻结区域，需要在传热介质中添加防冻剂。防冻剂的类型、浓度和有效期应显示在填充阀上。添加4.2.5防冻剂后，传热介质的冰点应低于设计最小运行水温35。选择防冻剂时，还必须考虑防冻剂对管道和配件的腐蚀性、防

14、冻剂的安全性、经济性和传热的影响。4.2埋地管道和传热介质，29，4.3.1埋地管道传热系统在设计之前，必须明确埋地管道区域中各种地下管道的类型、位置和深度，并预留未来地下管道所需的埋地管道空间和埋地管道区域进出重型设备的车道位置。4.3.2埋地管道换热系统设计需要进行年度动态负荷计算，最小计算周期应为一年。在计算周期内，地源热泵系统的总热释放必须与总热吸收保持平衡。4.3.3地源换热器热交换必须满足地源热泵系统的最大热吸收或热释放要求。与辅助热源或冷却源及埋地管道换热器一起使用的调峰形式，技术合理。4.3.4埋地管道换热器应根据可用地面面积、工程调查结果和开挖成本等因素确定埋地管道方式。4.

15、3地热交换机的设计、30，4.3.5地热交换机的设计和计算，必须根据现场测量的岩石和填料的热物性参数用特殊软件(瑞典隆德学院桥EED、美国Solar Energy labs TRNSYS等)进行。垂直埋管换热器的设计也可以根据本规范附录b进行计算。4.3.6埋地管道换热器设计计算中，回路集管不应包含在埋地管道换热器长度中。4.3.7水平埋管换热器不能设置坡度。顶部埋地管道的顶部必须在董洁土壤下0.4米，不能低于地面上0.8米。4.3.8垂直埋地管道换热器埋地管道深度应大于20米，钻孔孔径应渡边杏小于0.11米，钻孔间隙应满足传热要求，间距应为36m。水平连接管道的深度应为董洁土壤下方0.6米，

16、低于地面1.5米。4.3.9埋地管道换热器管内的流体必须保持湍流流动，水平回路集管坡度必须为0.002。4.3埋地管道换热系统设计，31，4.3.10埋地管道回路的两端必须分别连接到供料、循环回路集管，并适合于同一布置。供应、循环回路集每个管道连接的埋地管道回路数必须相同。进料，循环回路集管的间距必须小于0.6m。4.3.11埋地管道换热器应远离井和室外排水设施，并安装在机房附近或以机房为中心。4.3.12埋地管道换热系统需要安装自动液体充电和泄漏报警系统。需要防冻剂的地区必须安装防冻保护装置。4.3.13埋地管道传热系统应根据地质特性确定再填料公式，再填料的热导率不应低于钻孔外或沟槽外岩石土的热导率。4.3埋地管道传热系统设计，32，4.3.14埋地管道传热系统必须根据实际选定传热介质的水力特性进行水力计算。4.3.15埋地管道换热系统应采用变流量设计。4.3.16埋地管道换热系统的设计应考虑埋地管道换热器的压力容量，如果建筑物内的