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地源热泵施工规范 2_图文

地源热泵系统工程技术规范

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地源热泵系统工程技术规范

地源热泵诞生于20世纪80年代中期。 据美国10年来的统计资料,地源热泵的运行 费用(采暖)比耗电空调节约22%~25%,比 燃油、燃煤锅炉运行费用节约40%~60%。 系统平均寿命预计15~18年,开式循环系统 30年,闭式循环系统寿命预计50年。

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地源热泵系统简介
地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵 是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天 然能源作为冬季热源和夏季冷源,然后再由热泵机组向建筑物供冷供 热的系统,是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空 调系统。 抽取地下水水源热泵,但由于技术限制,全部回灌不易做到,监督 实施也比较困难,而且容易造成地下水污染。 在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术,是充分利 用浅层地热的最佳技术途径。 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用,已被充分证明是 成熟可行的技术,在我国,建设部和一些省市的建筑节能政策中明确 提出要推广使用地源热泵。 (欧美普遍使用的是在别墅中,在冬天取暖、夏天空调的地区)

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主要内容
1 2 3 4 5 6 7 8 9 总则 术语 工程勘察 地埋管换热系统 地下水换热系统 地表水换热系统 建筑物内系统 整体运转、调试与验收 附录

地源热泵系统工程技术规范

1 总则
1.0.1 为使地源热泵系统工程设计、施工及验收,做到技术 先进、经济合理、安全适用,保证工程质量,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源, 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 地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范 外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2 术语
2.0.1 地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源,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和地表水地源 热泵系统。 对于制冷来说,地源热泵与常规冷水机组最大的区别 是:空调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 地下水或土壤冷却,又有若干种方式。地埋管换热系统 或地下水换热系统,地下水换热系统又分为直接和间接换 热等等。

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2 术语
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温热源的热泵。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 geothermal 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。
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2 术语
2.0.6 地埋管换热系统 ground heat exchanger system 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,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。 2.0.8 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。

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2 术语
2.0.9 竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger 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。 2.0.10 地下水换热系统 ground water 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。
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2 术语
2.0.12 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 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 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。 2.0.15 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 管管壁与地表水进行热交换的系统。

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2 术语
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 井身结构 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。

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2 术语
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。
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3.1 一般规定
3.1.1 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。 (此为强制性条文,本标准共2个强制性条文) 3.1.2 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。

3.1.3 工程勘察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,并 对资源可利用情况提出建议。
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3.1 一般规定
3.1.4 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;(是否满足打井或埋管 面积和位置要求) 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。

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3.2 地埋管换热系统勘察
3.2.1 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。

3.2.2 1 2 3 4 5 6

地埋管换热系统勘察应包括下列内容: 岩土层的结构; 岩土体热物性; 岩土体温度; 地下水静水位、水温、水质及分布; 地下水径流方向、速度; 冻土层厚度。
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3.3 地下水换热系统勘察
3.3.1 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。
3.3.2 1 2 3 4 5 6 7 地下水换热系统勘察应包括下列内容: 地下水类型; 含水层岩性、分布、埋深及厚度; 含水层的富水性和渗透性; 地下水径流方向、速度和水力坡度; 地下水水温及其分布; 地下水水质; 地下水水位动态变化。
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3.3 地下水换热系统勘察
3.3.3 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; 4 取分层水样并化验分析分层水质; 5 水流方向试验; 6 渗透系数计算。
3.3.4 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。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。
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3.4 地表水换热系统勘察
3.4.1 地表水地源热泵系统方案设计前,应对工程场区地表 水源的水文状况进行勘察。 3.4.2 1 2 3 4 5 6 地表水换热系统勘察应包括下列内容: 地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布; 不同深度的地表水水温、水位动态变化; 地表水流速和流量动态变化; 地表水水质及其动态变化; 地表水利用现状; 地表水取水和回水的适宜地点及路线。

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4.1 一般规定
4.1.1 地埋管换热系统设计前,应根据工程勘察结果评估 地埋管换热系统实施的可行性及经济性。
4.1.2 地埋管换热系统施工时,严禁损坏既有地下管线及 构筑物。 4.1.3 地埋管换热器安装完成后,应在埋管区域做出标志 或标明管线的定位带,并应采用 2个现场的永久目标进行 定位。

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4.2 地埋管管材与传热介质
4.2.1 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。
4.2.2 地埋管管材及管件应符合下列规定: 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材及管件,宜采用聚乙烯管( PE80 或 PE100 )或聚丁烯管( PB ),不宜采用聚氯乙烯( PVC ) 管。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,且管材的公称压 力不应小于 1.0MPa 。地埋管外径及壁厚可按本规范附录 A 的规定选用。
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4.2 地埋管管材与传热介质
4.2.3 传热介质应以水为首选,也可选用符合下列要求的 其他介质: 1 安全,腐蚀性弱,与地埋管管材无化学反应; 2 较低的冰点; 3 良好的传热特性,较低的摩擦阻力; 4 易于购买、运输和储藏。

4.2.4 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。
4.2.5 添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行 水温低3~5℃。选择防冻剂时,应同时考虑防冻剂对管道 与管件的腐蚀性,防冻剂的安全性、经济性及其对换热 的影响。

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4.3 地埋管换热系统设计
4.3.1 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。
4.3.2 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算,最小 计算周期宜为1年。计算周期内,地源热泵系统总释热量宜 与其总吸热量相平衡。 4.3.3 地埋管换热器换热量应满足地源热泵系统最大吸热量 或释热量的要求。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。 4.3.4 地埋管换热器应根据可使用地面面积、工程勘察结果 及挖掘成本等因素确定埋管方式。
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4.3 地埋管换热系统设计
4.3.5 地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料热 物 性 参 数 , 采 用 专 用 软 件 ( 瑞 典 隆 德 大 学 EED 、 美 国 Solar Energy 实验室TRNSYS等)进行。竖直地埋管换热器的设计也 可按本规范附录B的方法进行计算。 4.3.6 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。 4.3.7 水平地埋管换热器可不设坡度。最上层埋管顶部应在冻土 层以下0.4m,且距地面不宜小于0.8m。 4.3.8 竖直地埋管换热器埋管深度宜大于 20m,钻孔孔径不宜小 于0.11m,钻孔间距应满足换热需要,间距宜为3~6m。水平连 接管的深度应在冻土层以下0.6m,且距地面不宜小于1.5m。 4.3.9 地埋管换热器管内流体应保持紊流流态,水平环路集管坡 度宜为0.002。

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4.3 地埋管换热系统设计
4.3.10 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 环路集管连接的地埋管环路数宜相等。供、 回水环路集管的间距不应小于0.6m。
4.3.11 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。 4.3.12 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。 4.3.13 地埋管换热系统应根据地质特征确定回 填料配方,回填料的导热系数不应低于钻孔 外或沟槽外岩土体的导热系数。
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4.3 地埋管换热系统设计
4.3.14 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。 4.3.15 地埋管换热系统宜采用变流量设计。 4.3.16 地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能 力,若建筑物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建筑物内系统分开。 4.3.17 地埋管换热系统宜设置反冲洗系统,冲洗流量宜为工 作流量的2倍。

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4.4 地埋管换热系统施工
4.4.1 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。 4.4.2 地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下 管线、其他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,平整地面。

4.4.3 地埋管换热系统施工过程中,应严格检查并做好管 材保护工作。

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4.4 地埋管换热系统施工
4.4.4 管道连接应符合下列规定: 1 埋地管道应采用热熔或电熔连接。聚乙烯管道连接应 符合国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》 CJJ101的有关规定; 2 竖直地埋管换热器的 U形弯管接头,宜选用定型的 U 形弯头成品件,不宜采用直管道煨制弯头; 3 竖直地埋管换热器U形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形管的两开口端 部,应及时密封。

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4.4 地埋管换热系统施工
4.4.5 水平地埋管换热器铺设前,沟槽底部应先铺设相当于管 径厚度的细砂。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。 4.4.6 水平地埋管换热器回填料应细小、松散、均匀,且不应 含石块及土块。回填压实过程应均匀,回填料应与管道接触 紧密,且不得损伤管道。 4.4.7 竖直地埋管换热器U形管安装应在钻孔钻好且孔壁固化 后立即进行。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。下管过程中, U 形管内宜充满 水,并宜采取措施使U形管两支管处于分开状态。 4.4.8 竖直地埋管换热器U形管安装完毕后,应立即灌浆回填 封孔。当埋管深度超过 40m 时,灌浆回填应在周围临近钻孔 均钻凿完毕后进行。
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4.5 地埋管换热系统的检验与验收
4.5.1 地埋管换热系统安装过程中,应进行现场检验,并应提供 检验报告。检验内容应符合下列规定: 1 管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定; 2 钻孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直径、壁厚及长 度均应符合设计要求; 3 回填料及其配比应符合设计要求; 4 水压试验应合格; 5 各环路流量应平衡,且应满足设计要求; 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均应符合设计要求。
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4.5 地埋管换热系统的检验与验收
4.5.2 水压试验应符合下列规定: 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 )竖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 ,稳压后压力降不应大于 3% ,且无泄漏 现象;将其密封后,在有压状态下插入钻孔,完成灌浆之后保压lh。 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,稳压后压力降不应大于3%,且无泄漏现象。 2)竖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,稳压后压力 降不应大于3%,且无泄漏现象。

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4.5 地埋管换热系统的检验与验收
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,稳压后压力降不应大于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。 4.5.3 回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。
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5.1 一般规定
5.1.1 地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行 设计。必须采取可靠回灌措施,确保置换冷量或热 量后的地下水全部回灌到同一含水层,并不得对地 下水资源造成浪费及污染。系统投入运行后,应对 抽水量、回灌量及其水质进行定期监测。(强条, 实际上,由于这种系统出现越来越多的无法回灌情 况,造成地下水被大量抽取浪费,逐渐受到限制)

5.1.2 地下水的持续出水量应满足地源热泵系统最大 吸热量或释热量的要求。
5.1.3 地下水供水管、回灌管不得与市政管道连接。
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5.2 地下水换热系统设计
5.2.1 热源井的设计单位应具有水文地质勘察资质。

5.2.2 热源井设计应符合现行国家标准《供水管井技术 规范》GB 50296的相关规定,并应包括下列内容: 1 热源井抽水量和回灌量、水温和水质; 2 热源井数量、井位分布及取水层位; 3 井管配置及管材选用,抽灌设备选择; 4 井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料; 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。
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5.2 地下水换热系统设计
5.2.3 热源井设计时应采取减少空气侵入的措施。
5.2.4 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及监测口。

5.2.5 热源井数目应满足持续出水量和完全回灌的需求。
5.2.6 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。

5.2.7 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。
5.2.8 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。
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5.3 地下水换热系统施工
5.3.1 热源井的施工队伍应具有相应的施工资质。
5.3.2 地下水换热系统施工前应具备热源井及其周围区域的工 程勘察资料、设计文件和施工图纸,并完成施工组织设计。 5.3.3 热源井施工过程中应同时绘制地层钻孔柱状剖面图。 5.3.4 热源井施工应符合现行国家标准《供水管井技术规范》 GB 50296的规定。 5.3.5 热源井在成井后应及时洗井。洗井结束后应进行抽水试 验和回灌试验。 5.3.6 抽水试验应稳定延续 12h,出水量不应小于设计出水量, 降深不应大于 5m ;回灌试验应稳定延续 36h 以上,回灌量应 大于设计回灌量。
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5.4 地下水换热系统检验与验收
5.4.1 热源井应单独进行验收,且应符合现行国家标准《 供水管井技术规范》GB 50296及《供水水文地质钻探与凿 井操作规程》CJJ13的规定。 5.4.2 热源井持续出水量和回灌量应稳定,并应满足设计 要求。持续出水量和回灌量应符合本规范第5.3.6条的规定。 5.4.3 抽水试验结束前应采集水样,进行水质测定和含砂 量测定。经处理后的水质应满足系统设备的使用要求。 5.4.4 地下水换热系统验收后,施工单位应提交热源井成 井报告。报告应包括管井综合柱状图,洗井、抽水和回灌 试验、水质检验及验收资料。 5.4.5 输水管网设计、施工及验收应符合现行国家标准《 室外给水设计规范》GB 50013及《给水排水管道工程施工 及验收规范》GB 50268的规定。

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6.1 一般规定
6.1.1 地表水换热系统设计前,应对地表水地源热泵系统运 行对水环境的影响进行评估。

6.1.2 地表水换热系统设计方案应根据水面用途,地表水深 度、面积,地表水水质、水位、水温情况综合确定。
6.1.3 地表水换热盘管的换热量应满足地源热泵系统最大吸 热量或释热量的需要。

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6.2 地表水换热系统设计
6.2.4 地表水换热系统可采用开式或闭式两种形式, 水系统宜采用变流量设计。 6.2.5 地表水换热盘管管材与传热介质应符合本规 范第4.2节的规定。 6.2.6 当地表水体为海水时,与海水接触的所有设 备、部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力; 与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、 清理的功能。 【这种方式在香港应用较为普遍,我们称之为海 水冷却。】
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6.4 地表水换热系统检验与验收
6.4.1 地表水换热系统安装过程中,应进行现场检验,并应提 供检验报告,检验内容应符合下列规定: 1 管材、管件等材料应具有产品合格证和性能检验报告; 2 换热盘管的长度、布置方式及管沟设置应符合设计要求; 3 水压试验应合格; 4 各环路流量应平衡,且应满足设计要求; 5 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求; 6 循环水流量及进出水温差应符合设计要求。

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6.4 地表水换热系统检验与验收
6.4.2 水压试验应符合下列规定: 1 闭式地表水换热系统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:换热盘管组装完成后,应做第一次水压 试验,在试验压力下,稳压至少 15min ,稳压后压力降不应大 于 3 %,且无泄漏现象;换热盘管与环路集管装配完成后,应 进行第二次水压试验,在试验压力下,稳压至少 30min,稳压 后压力降不应大于 3 %,且无泄漏现象;环路集管与机房分集 水器连接完成后,应进行第三次水压试验,在试验压力下,稳 压至少12h,稳压后压力降不应大于3%。 2 开式地表水换热系统水压试验应符合现行国家标准《通 风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243的相关规定。

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7.1 建筑物内系统设计
7.1.1 建筑物内系统的设计应符合现行国家标准《采暖通 风与空气调节设计规范》GB 50019的规定。其中,涉及生 活热水或其他热水供应部分,应符合现行国家标准《建筑 给水排水设计规范》GB 50015的规定。 7.1.2 水源热泵机组性能应符合现行国家标准《水源热泵 机组》GB/ T19409的相关规定,且应满足地源热泵系统 运行参数的要求。
7.1.3 水源热泵机组应具备能量调节功能,且其蒸发器出 口应设防冻保护装置。 7.1.4 水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型。 7.1.5 建筑物内系统应根据建筑的特点及使用功能确定水 源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。
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地源热泵系统工程技术规范

7.1 建筑物内系统设计
7.1.6 在水源热泵机组外进行冷、热转换的地源热泵系统 应在水系统上设冬、夏季节的功能转换阀门,并在转换阀 门上作出明显标识。地下水或地表水直接流经水源热泵机 组的系统应在水系统上预留机组清洗用旁通管。 7.1.7 地源热泵系统在具备供热、供冷功能的同时,宜优 先采用地源热泵系统提供(或预热)生活热水,不足部分 由其他方式解决。水源热泵系统提供生活热水时,应采用 换热设备间接供给。 7.1.8 建筑物内系统设计时,应通过技术经济比较后,增 设辅助热源、蓄热(冷)装置或其他节能设施。
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地源热泵系统工程技术规范

7.2 建筑物内系统施工、检验与验收
7.2.1 水源热泵机组、附属设备、管道、管件及阀门的 型号、规格、性能及技术参数等应符合设计要求,并具 备产品合格证书、产品性能检验报告及产品说明书等文 件。 7.2.2 水源热泵机组及建筑物内系统安装应符合现行国 家标准《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收 规范》GB 50274及《通风与空调工程施工质量验收规范 》GB 50243的规定。

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地源热泵系统工程技术规范

8 整体运转、调试与验收
8.0.1 地源热泵系统交付使用前,应进行整体运转、调试 与验收。 8.0.2 地源热泵系统整体运转与调试应符合下列规定: 1 整体运转与调试前应制定整体运转与调试方案,并 报送专业监理工程师审核批准; 2 水源热泵机组试运转前应进行水系统及风系统平衡 调试,确定系统循环总流量、各分支流量及各末端设备 流量均达到设计要求; 3 水力平衡调试完成后,应进行水源热泵机组的试运 转,并填写运转记录,运行数据应达到设备技术要求;
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地源热泵系统工程技术规范

8 整体运转、调试与验收
4 水源热泵机组试运转正常后,应进行连续 24h的系 统试运转,并填写运转记录; 5 地源热泵系统调试应分冬、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,并提交甲方确认后存档。
8.0.3 地源热泵系统整体验收前,应进行冬、夏两季运行 测试,并对地源热泵系统的实测性能作出评价。

8.0.4 地源热泵系统整体运转、调试与验收除应符合本规 范规定外,还应符合现行国家标准《通风与空调工程施工 质量验收规范》GB 50243和《制冷设备、空气分离设备安 装工程施工及验收规范》GB 50274的相关规定。
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地源热泵系统工程技术规范

附录A 地埋管外径及壁厚
A.0.1 聚乙烯(PE)管外径及公称壁厚应符合表A.0.1 的规定。 A.0.2 聚丁烯(PB)管外径及公称壁厚应符合表A.0.2 的规定。

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
B.0.1 竖直地埋管换热器的热阻计算宜符合下列要求: 1 传热介质与U形管内壁的对流换热热阻可按下式计算: ? di K

Rf ?

1

式中 Rf—— 传热介质与 U 形管内壁的对流换热热阻( m· K/ W) di——U形管的内径(m) K——传热介质与U形管内壁的对流换热系数

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
2 U形管的管壁热阻可按下列公式计算: ? ? (B.0.1-2) de 1

Rpe ?

? In? ? 2 ? ?p ? d e ? (d 0 ? d i ) ? ?

(B.0.1-3) 式中Rpe——U形管的管壁热阻(m· K/W); λp——U形管导热系数 d0——U形管的外径(m); de——U形管的当量直径(m); 对单U形管, n =2;对双U形管, n =4。
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de ? ndo

地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
3 钻孔灌浆回填材料的热阻可按下式计算:
Rb ?

? db ? ? ln? ? 2 ? ? b ? dc ? ? 1

(B.0.1-4)

式中Rb——钻孔灌浆回填材料的热阻(m· K/W); λb——灌浆材料导热系数; db——钻孔的直径(m)。

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
4 地层热阻:即从孔壁到无穷远处的热阻可按下列公式计算: 对于单个钻孔:

? rb Rs ? I? 2??s ? ? 2 ?? 1

? ? ? ?

1 e I ?u ? ? ? ds 2 u s
?

?s

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
对于多个钻孔:
? ? rb Rs ? ?I ? ? 2??s ? ? ? 2 ?? 1 ? N ? xi ? ? ? ?I? ? ? i ? 2 ? 2 ?? ?? ? ?? ?? ?

式中Rs——地层热阻(m· K/W); I——指数积分公式,可按公式(B.0.1-6)计算; λs ——岩土体的平均导热系数; α——岩土体的热扩散率(m2/s); rb——钻孔的半径(m); τ——运行时间(s); xi——第i个钻孔与所计算钻孔之间的距离(m)。
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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
5 短期连续脉冲负荷引起的附加热阻可按下式计算:
? r b Rsp ? I? 2 ? ? s ? 2 ?? p ? 1 ? ? ? ?

式中Rsp——短期连续脉冲负荷引起的附加热阻(m· K/W); τp——短期脉冲负荷连续运行的时间,例如8h。

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算

B.0.2 竖直地埋管换热器钻孔的长度计算宜符合下列要求: 1 制冷工况下,竖直地埋管换热器钻孔的长度可按下列公式计算:

1000 Qc Rf ? Rpe ? Rb ? Rs ? Fc ? Rsp ? ?1 ? Fc ? ? EER ? 1 ? Lc ? ? ? ?tmax ? t? ? ? EER ?

?

?

Fc ? Tc1 Tc 2
式中Lc——制冷工况下,竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度 Qc——水源热泵机组的额定冷负荷(kW) EER——水源热泵机组的制冷性能系数

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
tmax——制冷工况下,地埋管换热器中传热介质的设计 平均温度,通常取37℃; T∞——埋管区域岩土体的初始温度(℃); Fc——制冷运行份额; Tc1——一个制冷季中水源热泵机组的运行小时数,当 运行时间取一个月时,为最热月份水源热泵机组 的运行小时数; Tc2——一个制冷季中的小时数,当运行时间取一个月 时,为最热月份的小时数。

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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
2 供热工况下,竖直地埋管换热器钻孔的长度可按下列公式 计算:
1000 Qh Rf ? Rpe ? Rb ? Rs ? Fh ? Rsp ? ?1 ? Fh ? ? COP ? 1 ? Lh ? ? ? ?t? ? tmin ? COP ? ?

?

?

Fh ? Th1 Th 2
式中Lh——供热工况下,竖直地埋管换热器所需钻孔的 总长度

Qh——水源热泵机组的额定热负荷(kW);
COP——水源热泵机组的供热性能系数;
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地源热泵系统工程技术规范

附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
tmax——供热工况下,地埋管换热器中传热介质的设计 平均温度,通常取-2~5℃; Fh——供热运行份额; Th1——一个供热季中水源热泵机组的运行小时数, 当运行时间取一个月时,为最冷月份水源热泵 机组的运行小时数; Th2——一个供热季中的小时数,当运行时间取一个月 时,为最冷月份的小时数。
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地源热泵系统工程技术规范

工程范例
? 1、广东省恩平市良西镇地表水式系统

? 2、北京市海淀区地埋管式系统
? 3、北京嘉和丽园地下水式系统

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地源热泵系统工程技术规范

广东省恩平市良西镇地表水式系统
建筑总面积为2950m2;室外换热系统采用地表水式换热方式;室内换 热系统为地源热泵机组换热系统。

用地源热泵系统供暖时,其运行费用可比传统中央空调系统降低 30%-70%;地源热泵系统制冷时,其运行费用可比传统中央空调系统 降低40%-50%。
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地源热泵系统工程技术规范

北京市海淀区地埋管式系统
四层综合楼,总建筑面积为2070.8m2。空调使用面积约 为1600m2。

制冷效果:室外38℃有太阳照射时,室内25℃以下;
供暖效果:室外-15℃夜间时,室内20℃以上; 舒适性: 送风均匀,室内最大温差±1℃,气流速度小

于0.3米/秒,无吹风感。空气品值大大优于风机盘管系
统。

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地源热泵系统工程技术规范

北京市海淀区地埋管式系统

初投资大体与传统中央空调加锅炉系统的投资相同,但运行费用 比传统中央空调加锅炉系统低40-60%,即使用地源热泵系统供暖 后,其运行费用可比传统中央空调系统降低30%-70%;用地源热泵 系统制冷后,其运行费用可比传统中央空调系统降低40%-50%,实 现了真正意义上的节能,环保,舒适。

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地源热泵系统工程技术规范

北京嘉和丽园地下水式系统
建筑类型:高档公寓 总建筑面积:88,000平方米 采暖空调面积:70,000平方米

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地源热泵系统工程技术规范

总结
长江流域及其周边地区具有丰富的低温环境资源, 夏热冬冷,需要供热和空调。因此该地区地源热泵技 术具有广阔的应用前景。地源热泵在南方地区使用可 以,但是不如夏热冬冷地区理想,所以要进行经济分 析和技术分析。

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地源热泵系统工程技术规范

总结
?
? 影响土壤源热泵广泛应用的主要原因: 1、地埋式换热器的传热强化、土壤源热泵系统仿真及 最佳匹配参数的研究还不够深入,无法为设计提供最简 介的方法; 2、土壤源热泵自身存在的缺点:地埋换热器受土壤性 质影响较大;连续运行时,热泵的冷凝温度或蒸发温 度受土壤温度变化的影响而发生波动;土壤导热系数 小,使地埋换热器的面积较大等; 3、关于埋地盘管的数学模型和土壤热场特点的理论研 究还不够深入,仍处于试验阶段;由于它涉及钻探工 程,使施工困难,系统投资比较大。因此在热泵技术 开发应用中,应通过热泵的批量生产和技术改进来降 低成本,使热泵技术的优越性更加突出; 4、我国有关地源热泵的现成技术资料不多,缺少这方 面的设计、生产、安装和维护人员,而且生产相关设 备的厂家少,需加强相关技术人才的培养;
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?

?

地源热泵系统工程技术规范

总结
? 5、需向世界上热泵技术比较发达的国家学习,但应注 意:由于我国气候条件不同,因此不能照搬外国的技 术成果,而应注意吸收国外正反经验,合理布局,稳 步发展,在条件相对成熟的地区多进行试验和总结; ? 6、地下情况远比地上的复杂,需要进行详细的勘察。 提供正确可靠供工程设计参考的技术数据; ? 7、使用地源热泵系统,要优化,扬长避短; ? 8、开发成熟的可供工程设计参考的设计计算方法;现 有的设计只有专业公司会做,一般设计人员基本不会, 严重制约了该技术的推广; ? 9、现有的产品规格、品种还不够齐全,影响使用; ? 10、地下换热器的安装、施工技术还没有普及,一般 的施工队伍无法保证质量。
这些问题都是制约地源热泵发展的重要因素。
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