地源热泵设计规范Word文件下载.docx

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4.4地埋管换热系统施工10

4.5地埋管换热系统的检验与验收11

5地下水换热系统11

5.1一般规定11

5.2地下水换热系统设计12

5.3地下水换热系统施工12

5.4地下水换热系统检验与验收13

6地表水换热系统13

6.1一般规定13

6.2地表水换热系统设计13

6.3地表水换热系统施工14

6.4地表水换热系统检验与验收14

7室内系统15

7.1室内系统设计15

7.2室内系统施工、检验与验收15

8整体运转、调试与验收15

8.1一般规定15

8.2整体运转、调试与验收16

附录A地埋管外径及壁厚17

附录B垂直地埋管换热器的设计计算19

本规程用词说明21

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热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地源热泵供热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。

术语

2.0.1水源热泵water-sourceheatpump

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地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem

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geothermalgatheringsystem

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-transferfluid

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-loopground-coupledsystem

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groundwatersystem

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indirectclosed-loopgroundwatersystem

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。

2.0.8直接地下水换热系统directclosed-loopgroundwatersystem

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surfacewatersystem

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-loopsurfacewatersystem

将封闭的换热盘管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-loopsurfacewatersystem

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sitesurvey

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geologicalexploration

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hydrogeologicalcondition

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hydrogeologicaldrilling

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hydrogeologicalexplorationborehole

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-geophysicalprospecting

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-productionwell

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wellstructure

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wateryieldproperty

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permeabilityrate

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pumpingwell

用于从地下含水层中取水的井。

2.0.26回灌井injectionwell

用于向含水层灌注回水的井。

2.0.27热源井heatsourcewell

抽水井和回灌井的统称。

2.0.28抽水试验pumpingtest

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injectiontest

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waterquality

水在物理、化学和生物学等方面的一些性质。

2.0.31含砂量sandquantity（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-soilbody

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-physicalcharacterofrock-soilbody

岩土体的热物理学性质。

2.0.34槽探trenchingexploration

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。

2.0.35探槽exploratorytrench

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casingpipe

下入井孔中用以保护井孔壁的管材。

2.0.37封孔sealingofhole

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groundheatexchanger

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horizontalgroundheatexchanger

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verticalgroundheatexchanger

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circuitheader

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-loopheatpumpsystem

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热、供冷的系统。

工程勘察

3.1一般规定

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。

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。

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。

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。

岩土体地质勘察

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。

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。

水文地质勘察

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。

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。

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。

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。

地表水水文勘察

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。

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。

地埋管换热系统

一般规定

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。

地埋管施工时，应避让并严禁损坏其它地下管线及构筑物。

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。

地埋管管材与传热介质

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、流动阻力小的塑料管及管件，不应采用金属管道，不宜采用聚氯乙烯（PVC）管及管件。

宜采用聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB）。

管件与管材应为相同材料。

2地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定，管材的公称压力及使用温度应满足设计要求。

管材的公称压力不应小于1.0MPa。

地埋管宜按附录A选择。

3埋入岩土体中的地埋管中间不应有机械接口及金属接头。

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，较低的成本；

4与地埋管管材无化学反应。

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、浓度及有效期应在充注阀处注明。

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；

防冻剂的安全性、经济性及其对换热的影响。

地埋管换热系统设计

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。

地埋管换热系统设计应进行周期动态负荷计算，最小计算周期宜为1年。

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。

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。

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。

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。

地埋管换热器设计应与水源热泵机组参数相适应。

地埋管换热器设计应通过计算确定。

计算应考虑岩土体及回填材料热物性的影响，且宜根据现场测试数据采用专用软件进行。

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。

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。

水平地埋管换热器应水平铺设，可不设坡度。

最上层埋管覆盖层应在冻土层以下0.6m，且不宜小于1.5m。

多层布置时，各层埋管间距应不小于0.6m，水平埋管间距应不小于0.6m。

垂直地埋管换热器埋管深度宜大于20m，钻孔孔径应不小于0.11m，钻孔间距应满足换热需要，水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m，且不宜小于1.5m。

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。

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。

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。

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。

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或沟槽外岩土体的导热系数。

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45W。

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。

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。

地埋管换热系统的设计应包括以下内容：

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。

地埋管换热系统施工

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。

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。

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。

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。

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。

水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。

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。

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。

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。

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。

U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。

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。

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。

室外环境温度低于0℃时，不宜进行地埋管的施工。

地埋管换热系统的检验与验收

地埋管换热系统安装过程，应进行现场检验，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。

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0.5MPa。

2水压试验步骤：

1）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15min，压力降应不大于3％，且无泄漏现象；

将其密封后保持试验压力插入钻孔，完成灌浆之后保压1h。

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，稳压至少15min，压力降应不大于3％，且无泄漏现象。

2）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。

在试验压力下，稳压至少30min，压力降应不大于3％，且无泄漏现象。

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2h，且无泄漏现象。

4）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12h，压力降应不大于3％。

3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。

对回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。

地下水换热系统

地下水换热系统设计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，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。

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。

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。

地下水换热系统设计

热源井设计应符合当地地下水主管部门的要求，设计单位应具有水文地质勘察资质。

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。

热源井设计时应采取减少空气侵入的措施。

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。

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。

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。

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。

热源井（除地热井外）的深度不宜超过200m。

地下水换热系统应根据水源水质条件采用直接或间接系统；

水系统宜采用变流量设计；

地下水供水管道宜保温。

地下水换热系统施工

热源井的施工队伍应具有凿井施工的资质。

施工前应具备热源井及其周围区域的工程勘