安徽省地源热泵系统工程技术规程.docx
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1、DB安徽省工程建设地方标准P DB/备案号:J安徽省地源热泵系统工程技术规程Technical standard for AnHuiground-source heat pump systems engineering(征求意见稿)20发布 20实施安徽省住房和城乡建设厅安徽省质量技术监督局安徽省工程建设地方标准安徽省地源热泵系统工程技术规程Technical standard for AnHuiground-source heat pump systems engineeringDB/主编部门:XXXXXXXX批准部门:安徽省住房和城乡建设厅 实施日期:20XX年X月X日20XX年 合肥51
2、前 言根据安徽省住房和城乡建设厅关于下达安徽省工程建设地方标准安徽省地源热泵系统工程技术规程编制计划的通知,由合肥工业大学建筑设计研究院等有关单位共同编制了本规程。特制定安徽省地源热泵系统工程技术规程(以下简称规程),在全省范围内使用。本规程共分8章。主要内容是:总则、术语、地源热泵系统可行性评估、工程勘察、工程设计、工程施工、系统调试、运转与验收及工程监测。本规程中用黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规程由安徽省住房和城乡建设厅负责管理,由合肥工业大学建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。本规程在执行过程中,请各单位注意总结实践经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给合肥工业大
3、学建筑设计研究院,以便今后修订时参考。地址:合肥市屯溪路193号合肥工业大学建筑设计研究院,邮编:230009,邮箱:,传真:0551-2903861 主编单位: 安徽省住房和城乡建设厅节能与科技处合肥市城乡建设委员会节能与科技处合肥工业大学建筑设计研究院参编单位: 安徽两淮建设有限责任公司合肥工业大学安徽省建筑设计研究院安徽地矿新能源开发有限责任公司安徽建筑工业学院煤炭工业合肥设计研究院中国科学院合肥分院安徽科大讯飞信息科技股份有限公司麦克维尔空调制冷(武汉)有限公司南京五洲空调工程有限公司主要起草人:张 勇 刘 兰 甄茂盛 周承刚 陶月赞陈国林 马前光 陈红军 沈致和 尹贞勤 王宴平 姚
4、盛 曾 高 鲁长权 方 明 陈丽娟 陆文波 陈正顺 张 抗 江志国目 录1 总 则42 术 语43地源热泵系统可行性评估74工程勘察94.1一般规定94.2地埋管换热系统勘察94.3地下水换热系统勘察104.4地表水换热系统勘察105工程设计115.1一般规定115.2地埋管换热系统设计115.3地下水换热系统设计145.4地表水换热系统设计155.5 室内系统设计165.6水源热泵机组176 工程施工196.1一般规定196.2 管材与传热介质196.3地埋管换热系统施工206.4地下水换热系统施工226.5地表水换热系统施工226.6 建筑物内系统施工237 施工质量验收237.1一般规定
5、237.2地埋管换热系统验收247.3地下水换热系统验收257.4地表水换热系统验收267.5建筑物内系统验收277.6整体运转、调试277.7 竣工验收288. 系统运行监测与控制298.1一般规定298.2地埋管换热系统监测与控制308.3地下水换热系统监测与控制308.4地表水换热系统监测与控制30附表A岩土热响应试验32A.1 一般规定32A.2 测试仪表32A.3 岩土热响应测试方法32附录B 地下水换热系统勘察抽水试验、回灌试验方法34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39附录E 地埋管及地表水换热盘管外径及壁厚41本规程用词说明42安 徽 省 地 方
6、 标 准42安徽省地源热泵系统工程技术规程42DB*/*-201142条 文 说 明421 总 则1.0.1 为使我省地源热泵系统工程建设与管理,以及勘察、设计、施工及验收,做到技术先进、经济合理、安全适用、节能环保,保证工程质量,制定本规程。1.0.2 本规程适用于我省以岩土体、地下水、地表水(地表淡水及城市污水下同)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勘察、设计、施工、验收与监测。1.0.3 地源热泵系统工程勘察、设计、施工、验收及监测除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术 语2.0.1地源热泵系统
7、ground-source heat pump system 以岩土体、地下水、地表水为低位热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统。2.0.2水源热泵机组 water-source heat pump unit以水或添加防冻剂的水溶液为低位热源的热泵。通常有水/水热泵、水/空气热泵等形式。2.0.3地热能交换系统 geothermal exchange system将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。2.0.4浅层地热能资源 shallow geotherm
8、al resources 蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。2.0.5传热介质 heat-transfer fluid地源热泵系统中,通过换热管与岩土体、地表水、地下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。2.0.6地埋管换热系统 ground heat exchanger system传热介质通过垂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,又称土壤热交换系统。2.0.7地埋管换热器 ground heat exchanger 供传热介质与岩土体换热使用,由埋于地下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
9、竖直地埋管换热器。2.0.8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,又称水平土壤热交换器。2.0.9竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器,又称垂直土壤热交换器。2.0.10地下水换热系统 groundwater heat exchanger system与地下水进行热交换的地热能交换系统,分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。2.0.11直接式地下水换热系统 direct groundwater heat exchanger
10、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。2.0.12间接式地下水换热系统 indirect 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。2.0.13地表水换热系统 surface water heat exchanger system 与地表水进行热交换的地热能交换系统,分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。2.0.14开式地表水换热系统 open-loop surface water heat exchanger system 地表水在循环泵的驱动下,经
11、处理直接流经水源热泵机组(直接式)或通过中间换热器(间接式)进行热交换的系统。2.0.15闭式地表水换热系统 closed-loop surface water heat exchanger system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。2.0.16环路集管 circuit header连接各并联环路的集合管,通常用来保证各并联环路流量相等。2.0.17含水层 aquifer 导水的饱和岩土层。2.0.18 井深结构 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
12、外滤料及止水封井段的位置等。2.0.19 抽水井 production well 用于从地下含水层中取水的井。2.0.20 回灌井 injection well 用于向含水层灌注回水的井。2.0.21 热源井 heat source well用于从地下含水层中取水或向含水层灌注回水的井,是抽水井和回灌井的统称。2.0.22 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。2.0.23 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
13、量和水文地质参数的试验 。2.0.24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。2.0.25 岩土热响应试验 rock-soil thermal response test通过测试仪器,对项目所在的场区内的测试孔进行一定时间的连续加热,获得岩土综合热物性参数及岩土初始平均温度的试验。2.0.26 岩土综合热物性参数 parameter of the rock-soil rhermal prooerties是指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、综合比热容。2.0.27 岩土初始平均温度 initial average t
14、emperature of rock-soil从自然地表下1020m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内,岩土常年恒定的平均温度。2.0.28岩土柱状图 rock-soil histogram通过现场钻孔勘测,并综合场区已知水文地质条件,绘制的岩土竖直分布图。2.0.29 测试孔 vertical testing exchanger 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。3地源热泵系统可行性评估3.0.1浅层地热能资源为可有效利用资源,有条件且地热能利用技术经济合理时,应优先采用地源热泵系统。3.0.2 地源热泵系统工程立项前,应充分了解当地政策、法规,
15、在许可并符合规划的条件下,进行技术与经济可行性评估,编制可行性方案。可行性评估(研究)报告作为工程立项的主要依据之一。3.0.3 评估工作应广泛收集建设项目影响区域的有关规划、气候、环境、地层分布、工程与水文地质、地下水及地表水条件、地下管线分布和地下建筑物、施工技术、施工能力等,进行综合分析后编制评估报告。3.0.4气候条件可参照安徽省公共建筑节能设计标准。3.0.5可行性评估除必要的技术、经济和资源利用与环境影响评估资料外,还应对工程长期运行的可靠性、初期投资和运行费用等进行分析评估。3.0.6 可行性评估(研究)报告应包含以下主要内容: 1 工程概况、环境气候条件;2 地下建(构)筑物和
16、地下管线分布;3 工程地质与水文地质条件;4 地下含水层结构及岩性;地下水渗透系数(K)、影响半径(R);单井取水量及单井回灌量;5 地表水分布及流域特征,水温、水量和丰期、枯期水位及水质变化等;6 污水的温度、水质、流量动态变化数据及污水处理工艺特性;7 地下岩土热物性指标及工程场地下岩土体热响应测试数据;8 浅层地热能资源利用评估,提出适宜的地源热泵方式;9地源热泵系统工程监测、控制及能耗监测系统建设方案;10地源热泵系统工程技术可行性、经济性分析;11 环境影响、节能与环保评价;12 分布区域能源、资源利用条件。3.0.7 浅层地热能具有的最大瞬时换热能力估算方法1地埋管最大瞬时换热量估
17、算: 式中 地埋管换热器最大瞬时换热量(Kw);单位延米换热量(W/m);单位延米换热量修正系数,可取0.8;地埋管系统总延米数(km)。2地下水体具有的最大换热能力估算: 式中 地下水体最大瞬时换热量(Kw); 水体密度(kg/m3); 水体流量(m3/s);水的定压比热(4.18 kJ/kg);T1地下水抽水温度();T2地下水回灌允许温度()。3 地表水体换热系统具有的最大换热能力估算:流动水体: 式中 地表水体最大瞬时换热量(Kw); 水体密度(kg/m3); 水体流量(m3/s);水的定压比热(4.18 kJ/kg);区域水体总体允许温升(降)。静止水体: 式中式中 地表水体最大瞬时
18、换热量(Kw); 水体总体积(m3);每周运行时间(s);每周水体允许温升(降);夏季温升:取1;冬季温降:取2。4工程勘察4.1一般规定4.1.1 地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并应对浅层地热能资源进行勘察。4.1.2工程勘察应由具有水文地质(水资源)勘察资质的专业队伍承担。工程勘察完成后,应编写工程专项勘察报告,并对浅层地热能资源可利用情况提出建议。4.1.3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。4.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容: 1 场地规划面积、形状及坡度; 2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布; 3 场地内树木植
19、被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布; 4 场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深; 5 场地内已有水井的位置; 6水源性质与条件、水源地与建筑之间的距离、地面建筑及构筑物分布、地形状况。4.2地埋管换热系统勘察4.2.1 地埋管地源热泵系统方案设计前,应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察。4.2.2岩土体地质条件勘察参照岩土工程勘察规范GB50021及供水水文地质勘察规范GB50027进行。4.2.3采用水平地埋管换热器时,应通过槽探、坑探或矸探进行岩土体地质勘察。探槽方案应根据场地形状确定,探槽的深度一般超过埋管深度1m。4.2.4采用垂直地埋管换热器时,应通过
20、钻探进行岩土体地质勘察。钻探方案应根据场地大小确定,勘探孔深度应比钻孔至少深5m。4.2.5岩土的热物性参数宜通过现场测试。当埋管区域已具有权威部门认可的热物性参数时,可直接采用已有数据。4.2.6 地埋管换热系统勘察应包括下列内容: 1 岩土层的结构、地质特征、岩石硬度; 2 岩土体热物性; 3 岩土体温度; 4 地下水静水位、水温、水质及分布; 5 地下水径流方向、速度; 6 冻土层厚度; 7 岩溶、煤系地层发育地区查明有无溶洞和采空区; 8 设计条件下单位延米吸热与释热量(W/m)。4.2.7应用建筑面积在3000m25000m2范围时,宜进行岩土热响应试验;应用建筑面积大于等于5000
21、m2时,应进行热响应试验;应用建筑面积大于10000 m2时,应至少进行两个测试孔的热响应试验。4.2.8岩土热响应试验单位应取得国家计量认证,测试方法应符合附录A的规定。4.3地下水换热系统勘察4.3.1 地下水地源热泵系统方案设计前,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。4.3.2水文地质条件勘察参照供水水文地质勘察规范GB50027、供水管井技术规范GB50296进行。4.3.3 地下水换热系统勘察应包括下列内容: 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
22、温及其分布; 6 地下水水质; 7 地下水水位动态变化。 4.3.4 地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。试验应包括下列内容: 1 抽水试验; 2 回灌试验; 3 测量出水水温、水量; 4 取分层水样并化验分析各层水质; 5 水流方向试验; 6 渗透系数计算。4.3.5 地下水换热系统勘察抽水试验和回灌试验方法应符合附录B的规定。4.3.6 当地下水换热系统的勘察结果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。成井应由具备相应资质的专业钻探施工队伍施工,并应由水文地质专业人员进行监理。4.4地表水换热系统勘察4.4.1 地表水地源热泵系统方案设计前,应对工程场
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