地源热泵系统工程技术规范实施细则(试行).docx
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1、长沙市工程建设地方技术规程(长沙市两型社会城乡建设标准体系)地源热泵系统工程技术规范长沙市实施细则(试行)2011-11-23发布2012年1月1日实施长沙市住房和城乡建设委员会发布前言为了引导地源热泵技术的发展,提高地源热泵系统的可靠性、稳定性和节能效益,在地源热泵系统工程技术规范GB50366(2009年版)的基础上,针对长沙地区的地质、气候及资源特点,编制组对相应的条文进行了细化、补充和延伸,经长沙市住房和城乡建设委员会组织评审通过。本细则在编制过程中,得到科研院校、企业和很多专家的大力支持,在此一并感谢。在实施过程中如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议及时向长沙市住房和城乡建设委员
2、会反馈,供今后修订时参考。本细则由长沙市住房和城乡建设委员会负责解释。主编单位:湖南凌天科技有限公司湖南大学土木工程学院湖南省建筑设计院参编单位:华盛麓峰投资控股集团有限公司中南大学能源与工程学院湖南工程学院长沙市勘测设计研究院湖南惟楚能源环境有限公司主要起草人:(以下排名不分先后,按姓氏笔画排列)林宣军、林汉柱、刘和平、刘毅、肖双江、李念平、廖胜民李红、李明、李晓、汤远志、杨昌智、陈晓、胡武文、黄若文、张泉目 录1总则32术语3工程勘察3.1一般规定3.2地埋管换热系统工程勘察3.3地下水换热系统勘察3.4地表水换热系统勘察4地埋管换热系统4.1一般规定4.2地埋管管材与传热介质4.3地埋管
3、换热系统设计4.4地埋管换热系统施工4.5地埋管换热系统的检验与验收5地下水换热系统5.1一般规定5.2地下水换热系统设计地下水换热系统施工地下水换热系统的检验与验收地下水换热系统的维护与管理地表水换热系统一般规定地表水换热系统设计原则地表水换热系统设计要点地表水换热系统施工地表水换热系统检验与验收建筑物内系统热泵机房设计末端系统设计建筑物内系统施工、检验与验收系统调试、试运行与验收地源热泵系统的检测与评价一般规定室内应用效果评价热泵机组性能测评输送系统能效测评系统综合能效测评地源侧环境影响测评地源热泵系统监测附录缠丝过滤器和填砾过滤器滤料规格附录热源井室平剖面图示意图附录成井工艺阶段验收单附
4、录地源热泵系统验收记录表(续)地源热泵系统验收记录表本细则用词说明总则1.0.1为了促进长沙市可再生能源建筑应用,指导长沙市地源热泵系统工程的勘察、设计、施工及验收确保地源热泵系统安全可靠、性能稳定、经济合理以及更好地发挥其节能效益,特制定本细则。1.0.2本细则适用于长沙市新建、改建和扩建的以岩土体、地下水、地表水等浅层地温能为冷(热)源,以水为传热介质,采用蒸气压缩热泵技术进行供热、供冷或制取生活热水的地源热泵系统工程的勘察、设计、施工及验收。1.0.3地源热泵系统工程的地埋管换热系统、地下水换热系统、地表水换热系统的地质勘察、井室(抽水井和回灌井)和井位布置、取水头布置以及室外管网部分的
5、设计与施工必须由具有相关资质的勘察、设计、施工单位进行承担。1.0.4地源热泵系统工程的勘察、设计、施工及验收除执行本细则外,尚应符合国家、省市现行的有关规范、标准的规定。术语2.0.1地源热泵系统以岩土体、地下水或地表水等浅层地温能为冷(热)源,由三部分系统包括:1、主机侧 水源热泵机组、2、换热侧 地热能交换系统、3、末端侧建筑物内系统组成的供热、供冷或制取生活热水的系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为:1、地埋管地源热泵系统、2、地下水地源热泵系统3、地表水地源热泵系统。2.0.2水源热泵机组以岩土体、地下水或地表水等浅层地温能为冷(热)源,以水或添加防冻剂的水溶液为传热
6、介质的热泵。通常有水水热泵、水空气热泵等形式。2.0.3地热能交换系统将浅层地温能资源加以利用的热交换系统。2.0.4浅层地温能蕴藏在浅层岩土体和地下水或地表水中的低温地热资源。2.0.5传热介质地源热泵系统中,通过换热管与岩土体、地下水或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。2.0.6地埋管换热系统=土壤热交换系统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温能交换系统,又称土壤热交换系统。2.0.7地埋管换热器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,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.
7、0.8水平地埋管换热器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。竖直地埋管换热器换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器,又称竖直土壤热交换器。地下水换热系统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。直接地下水换热系统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。间接地下水换热系统由抽水井取出的地下水经中间换热器进行热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。地表水换热系统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。开式地表水换热系统地表水在循环泵的驱动下
8、,经处理后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。闭式地表水换热系统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,传热介质通过换热器管壁与地表水进行热交换的系统。空调侧流量是制冷工况下冷冻水流量,即把冷量从空调机房传送到使用房间进行冷热交换的媒质的流量,又叫内循环水流量。冷(热)源侧流量是制冷(热)工况下冷却水(热源水)流量,即把冷量(热量)从空调机房(室外地表或地下)传送到室外地表或地下(空调机房)进行冷热交换的媒质的流量,又叫外循环水流量。抽水井用于从地下含水层中取水的井。回灌井用于向地下含水层灌注回水的井。热源井用于从地下含水层中取水或向含水层灌注回水的井
9、,是抽水井和回灌井的统称。抽水试验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,目的是获取水文地质参数。回灌试验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。岩土体岩石和松散沉积物的集合体,如砂岩、砂砾石、土壤等。水文地质参数表征岩土储存、释出和输运水、溶质或热的特性的含量指标,包括渗透系数、有效孔隙率、含水率、饱和度、等效热容量、等效导热系数、给水度、越流参数等。稳定流抽水试验在抽水过程中,要求出水量和动水位同时相对稳定,并有一定延续时间的抽水试验。非稳定流抽水试验在抽水过程中,一般仅保持抽水量固定而观测地下水位变化
10、,或保持水位降深固定,而观测抽水量和含水层中地下水位变化的抽水试验。环路集管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。防堵型地埋管型头:一种用于垂直地埋管,在换热管中进入少量泥沙或者其他杂质的情况下,可以有效地避免堵塞,保护系统安全的特制的型头。井群复核测试:埋管水平连管至分集水器施工完成之后,以连成一组的群井(而不是单井)为单位,检查施工质量(脏堵、泄露情况)、测试所有群井的换热能力,判断是否达到设计要求、测试各个井群换热能力的差异并调整循环液设计流量,获得最佳的输配效率。工程勘察一般规定地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并应对浅层地温能资源进行勘察勘察前应调查收
11、集已有的地质、工程地质、水文地质及气象资料。工程场地状况调查应包括下列内容:场地规划面积、形状及坡度;场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布;场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布;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;场地附近已有水井的位置、结构、井深、出水量、水温、水质、动水位、静水位等。当需查明岩土的性质和分布时,应采取岩土试样或进行现场测试,方法可采用钻探、井探和地球物理勘探等方法。勘探方法的选取应符合勘察的目的和岩土的特性。布置勘察工作时应考虑勘察对工程自然环境的影响,防止对地下管线、地下工程和自然环境的破坏。工程勘察应由具有勘察资质的
12、专业队伍承担,工程勘察报告应对地热能资源利用的可行性提出建议。地埋管换热系统工程勘察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。地埋管换热系统工程勘察应包括下列内容:场地范围内岩土层的类型、深度、分布特征等,当采用竖直地埋管时,应确定岩石及土层的硬度等级与可钻性。岩土体的热物性参数。岩土体的温度。地下水静水位及其变化规律、水温、水质及分布。地下水径流方向及速度。冻土层厚度。勘察现场测试应符合下列要求:采用竖直埋管时,勘察宜采用钻探方法进行,试验孔深度宜大于预定埋管深度以上。采用水平埋管时,勘察宜采用槽探或坑探方法进行,勘探深度宜大于预定埋管深度以上。当采用竖直地埋管换热
13、时,试验孔数量应根据建筑面积确定,但不得少于个。岩土体的导热系数应进行现场测试。岩土体的热响应试验应按国家标准进行:在测试孔中埋设导管,形成封闭回路,并在不同深度处分别埋设温度传感器,按设计要求回填。在条件许可情况下,应在测试孔周围布置观测孔。如果采用原浆或不含水泥的回填材料回填,回填后应放置至少以上;如果采用含有水泥的回填材料回填,回填后应放置至少D。现场测试的仪器设备在测试前应进行检验和标定。现场测试前,应首先进行未扰动状态的测试,获取地层初始温度。应进行向岩土体施加一定加热功率工况的热响应试验,每次试验的连续测试时间在地埋管和温度稳定后不小于小时。岩土体比热、密度的检测应取岩土试样在室内
14、进行,采取岩土试样应符合下列要求:采取岩土试样点的数量应根据岩土层结构、均匀性和设计要求确定。每一场地每一主要岩土层的原状土试样不宜少于件(组)。岩土试样质量应为级以上。岩石试样可利用钻探岩芯制作,采取的毛样尺寸应满足试块加工的要求。地埋管换热系统勘察报告应对场地情况、地下岩土层特征及分布情况、岩土层热物性参数、岩土层硬度等级、水文地质特征、地埋管每米长度的吸热和释热量、地埋管类型等作出评价和建议,并对地埋管施工的可行性及其经济性进行初步评价;报告中要附各种相应的图表,以作为设计的依据。地下水换热系统勘察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,对工程场区进行水
15、文地质勘察。地下水换热系统勘察应包括下列内容:地下水类型;地下水含水层分布特征;稳定延续时间和稳定标准:抽水试验稳定延续时间一般为小时,稳定延续时间是指某一降深下,相应的流量和动水位稳定后的延续时间。稳定标准:在稳定时间段内,涌水量波动值不超过正常流量的,主孔水位波动值不超过水位降低值的,观测孔水位波动值不超过厘米。若抽水孔、观测孔动水位与区域水位自然变化幅度趋于一致,即认为稳定。静止水位观测:试验前对自然水位要进行观测。一般地区每小时测定一次、当三次所测水位值相同,或小时内水位差不超过厘米时,即为静止水位。水温和气温的观测:每小时同时观测水温和气温一次。恢复水位观测:一般地区在抽水试验结束后
16、或中途因故停抽时,均应进行恢复水位观测,通常按开始后的第、分钟进行观测,以后可每隔分钟观测一次,直至完全恢复为止。动水位的测量:每分钟观察一次抽水试验孔和观测孔的水位值,当水位连续次不降,再连续抽水至小时,水位不再变化的值为动水位。涌水量的测量:动水位确定后,采用涌水量装置测量的抽水井单位时间的发水量。()通过抽水试验应取得含水层的富水性和渗透性指标、水位、水温,涌水量、抽水试验影响半径等水文参数。回灌试验()地下水换热系统回灌试验一般应采用抽水回灌联合试验,即用抽水井抽水向回灌井回灌。()试验前,必须确定抽水井和回灌井间的方位及与地下水流向的关系,回灌井最好在抽水井的下游方向,并测量井之间的
17、距离、井口标高、静止水位、地下水温,抽水井和回灌井的过滤器必须在同一含水层中,过滤器的位置和长度基本一致。()孔隙水含水层场地,试验必须根据地下水含水层的渗透性、静止水位埋深、含水层顶板埋深和回灌井的结构特点,确定回灌方法,确定试验允许最大压头值;然后划分为三段或两段,并从最小的回灌量起开始试验,由小到大,进行逐步增加回灌量和回灌压力值的试验。()在试验过程中,抽水井抽出的水量应保持恒定不变,并同步测量井内的地下水位。()抽水试验停抽、停灌后,必须同时测量恢复水位,直至稳定为止,在试验过程中,应测量气温和水温。()有条件时,可在试验管道上装设空气源热泵,使回灌时水温升高(降低),并在回灌井的周
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- 源热泵 系统工程 技术规范 实施细则 试行
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