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    地源熱泵技術資訊

    地源熱泵系統工程技術規范

    1.0.1 為使地源熱泵系統工程設計、施工及驗收,做到技術先進、經濟合

    理、安全適用,保證工程質量,制定本規范。
    1.0.2 本規范適用于以巖土體、地下水、地表水為低溫熱源,以水或添加防凍劑的水溶液為傳熱介質,采用蒸氣壓縮熱泵技術進行供熱、空調或加熱生活熱水的系統工程的設計、施工及驗收。1.0.3  地源熱泵系統工程設計、施工及驗收除應符合本規范外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
    術語
    2.0.1  地源熱泵系統
    以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源,由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同,地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。對于制冷來說,地源熱泵與常規冷水機組最大的區別是:空調系統的冷卻水冷卻變為地下水或土壤冷卻。地下水或土壤冷卻,又有若干種方式。地埋管換熱系統或地下水換熱系統,地下水換熱系統又分為直接和間接換熱等等。
    2.0.2  水源熱泵機組
    以水或添加防凍劑的水溶液為低溫熱源的熱泵。通常有水/水熱泵、水/空氣熱泵等形式。
    2.0.3  地熱能交換系統
    將淺層地熱能資源加以利用的熱交換系統。
    2.0.4  淺層地熱能資源
    蘊藏在淺層巖土體、地下水或地表水中的熱能資源。
    2.0.5  傳熱介質
    地源熱泵系統中,通過換熱管與巖土體、地下水或地表水進行熱交換的一種液體。一般為水或添加防凍劑的水溶液。
    2.0.6  地埋管換熱系統
    傳熱介質通過豎直或水平地埋管換熱器與巖土體進行熱交換的地熱能交換系
    統,又稱土壤熱交換系統。
    2.0.7  地埋管換熱器
    供傳熱介質與巖土體換熱用的,由埋于地下的密閉循環管組構成的換熱器,又稱土壤熱交換器。根據管路埋置方式不同,分為水平地埋管換熱器和豎直地埋管換熱器。
    2.0.8  水平地埋管換熱器
    換熱管路埋置在水平管溝內的地埋管換熱器,又稱水平土壤熱交換器。
    2.0.9  豎直地埋管換熱器
    換熱管路埋置在豎直鉆孔內的地埋管換熱器,又稱豎直土壤熱交換器。
    2.0.10  地下水換熱系統
    與地下水進行熱交換的地熱能交換系統,分為直接地下水換熱系統和間接地下水換熱系統。
    2.0.11  直接地下水換熱系統
    由抽水井取出的地下水,經處理后直接流經水源熱泵機組熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統。
    2.0.12  間接地下水換熱系統
    由抽水井取出的地下水經中間換熱器熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統。
    2.0.13  地表水換熱系統
    與地表水進行熱交換的地熱能交換系統,分為開式地表水換熱系統和閉式地表水換熱系統。
    2.0.14  開式地表水換熱系統
    地表水在循環泵的驅動下,經處理直接流經水源熱泵機組或通過中間換熱器進行熱交換的系統。
    2.0.15  閉式地表水換熱系統
    將封閉的換熱盤管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水體中,傳熱介質通過換熱管管壁與地表水進行熱交換的系統。
    2.0. 16  環路集管
    連接各并聯環路的集合管,通常用來保證各并聯環路流量相等。
    2.0.17  含水層
    導水的飽和巖土層。
    2.0.18  井身結構
    構成鉆孔柱狀剖面技術要素的總稱,包括鉆孔結構、井壁管、過濾管、沉淀管、管外濾料及止水封井段的位置等。
    2.0.19  抽水井
    用于從地下含水層中取水的井。
    2.0.20  回灌井
    用于向含水層灌注回水的井。
    2.0.21  熱源井
    用于從地下含水層中取水或向含水層灌注回水的井,是抽水井和回灌井的統稱。
    2.0.22  抽水試驗
    一種在井中進行計時計量抽取地下水,并測量水位變化的過程,目的是了解含水層富水性,并獲取水文地質參數。
    2.0.23  回灌試驗
    一種向井中連續注水,使井內保持一定水位,或計量注水、記錄水位變化來測定含水層滲透性、注水量和水文地質參數的試驗。
    2.0.24  巖土體
    巖石和松散沉積物的集合體,如砂巖、砂礫石、土壤等。
    工程勘察
    3.1  一般規定
    3.1.1 地源熱泵系統方案設計前,應進行工程場地狀況調查,并應對淺層地熱能資源進行勘察。(此為強制性條文,本標準共2個強制性條文)
    3.1.2 對已具備水文地質資料或附近有水井的地區,應通過調查獲取水文地質資料。
    3.1.3 工程勘察應由具有勘察資質的專業隊伍承擔。工程勘察完成后,應編寫工程勘察報告,并對資源可利用情況提出建議。
    3.1.4  工程場地狀況調查應包括下列內容:
    1  場地規劃面積、形狀及坡度;(是否滿足打井或埋管面積和位置要求)
    2 場地內已有建筑物和規劃建筑物的占地面積及其分布;
    3 場地內樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布;
    4 場地內已有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的分布及其埋深;
    5  場地內已有水井的位置。
    地埋管換熱系統勘察
    3.2.1 地埋管地源熱泵系統方案設計前,應對工程場區內巖土體地質條件進行勘察。
    3.2.2  地埋管換熱系統勘察應包括下列內容:
    1  巖土層的結構;
    2  巖土體熱物性;
    3  巖土體溫度;
    4  地下水靜水位、水溫、水質及分布;
    5  地下水徑流方向、速度;
    6  凍土層厚度。
    地下水換熱系統勘察
    3.3.1 地下水地源熱泵系統方案設計前,應根據地源熱泵系統對水量、水溫和水質的要求,對工程場區的水文地質條件進行勘察。
    3.3.2  地下水換熱系統勘察應包括下列內容:
    1  地下水類型;
    2  含水層巖性、分布、埋深及厚度;
    3  含水層的富水性和滲透性;
    4  地下水徑流方向、速度和水力坡度;
    5  地下水水溫及其分布;
    6  地下水水質;
    7  地下水水位動態變化。
    3.3.3 地下水換熱系統勘察應進行水文地質試驗。試驗應包括下列內容:
    1  抽水試驗;
    2  回灌試驗;
    3  測量出水水溫;
    4  取分層水樣并化驗分析分層水質;
    5  水流方向試驗;
    6  滲透系數計算。
    3.3.4 當地下水換熱系統的勘察結果符合地源熱泵系統要求時,應采用成井技術將水文地質勘探孔完善成熱源井加以利用。成井過程應由水文地質專業
    人員進行監理。
    3.4  地表水換熱系統勘察
    3.4.1  地表水地源熱泵系統方案設計前,應對工程場區地表水源的水文狀況進行勘察。
    3.4.2  地表水換熱系統勘察應包括下列內容:
    1  地表水水源性質、水面用途、深度、面積及其分布;
    2  不同深度的地表水水溫、水位動態變化;
    3  地表水流速和流量動態變化;
    4  地表水水質及其動態變化;
    5  地表水利用現狀;
    6  地表水取水和回水的適宜地點及路線。
    地埋管換熱系統
    4.1  一般規定
    4.1.1 地埋管換熱系統設計前,應根據工程勘察結果評估地埋管換熱系統實施的可行性及經濟性。
    4.1.2 地埋管換熱系統施工時,嚴禁損壞既有地下管線及構筑物。
    4.1.3 地埋管換熱器安裝完成后,應在埋管區域做出標志或標明管線的定位帶,并應采用2個現場的永久目標進行定位。
    4.2  地埋管管材與傳熱介質
    4.2.1 地埋管及管件應符合設計要求,且應具有質量檢驗報告和生產廠的合格證。
    4.2.2  地埋管管材及管件應符合下列規定:
    1 地埋管應采用化學穩定性好、耐腐蝕、導熱系數大、流動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。管件與管材應為相同材料。
    2 地埋管質量應符合國家現行標準中的各項規定。管材的公稱壓力及使用溫度應滿足設計要求,且管材的公稱壓力不應小于1.0MPa。地埋管外徑及壁厚可按本規范附錄A的規定選用。
    4.2.3 傳熱介質應以水為首選,也可選用符合下列要求的其他介質:
    1  安全,腐蝕性弱,與地埋管管材無化學反應;
    2  較低的冰點;
    3  良好的傳熱特性,較低的摩擦阻力;
    4  易于購買、運輸和儲藏。
    4.2.4  在有可能凍結的地區,傳熱介質應添加防凍劑。防凍劑的類型、濃度及有效期應在充注閥處注明。
    4.2.5  添加防凍劑后的傳熱介質的冰點宜比設計最低運行水溫低3~5℃。選擇防凍劑時,應同時考慮防凍劑對管道與管件的腐蝕性,防凍劑的安全性、經濟性及其對換熱的影響。
    4.3  地埋管換熱系統設計
    4.3.1 地埋管換熱系統設計前應明確待埋管區域內各種地下管線的種類、位置及深度,預留未來地下管線所需的埋管空間及埋管區域進出重型設備的車道位置。
    4.3.2 地埋管換熱系統設計應進行全年動態負荷計算,最小計算周期宜為1年。計算周期內,地源熱泵系統總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。
    4.3.3 地埋管換熱器換熱量應滿足地源熱泵系統最大吸熱量或釋熱量的要求。在技術經濟合理時,可采用輔助熱源或冷卻源與地埋管換熱器并用的調峰形式。
    4.3.4 地埋管換熱器應根據可使用地面面積、工程勘察結果及挖掘成本等因素確定埋管方式。
    4.3.5 地埋管換熱器設計計算宜根據現場實測巖土體及回填料熱物性參數,采用專用軟件(瑞典隆德大學EED、美國Solar Energy 實驗室TRNSYS等)進行。豎直地埋管換熱器的設計也可按本規范附錄B的方法進行計算。
    4.3.6 地埋管換熱器設計計算時,環路集管不應包括在地埋管換熱器長度內。
    4.3.7 水平地埋管換熱器可不設坡度。最上層埋管頂部應在凍土層以下
    0.4m,且距地面不宜小于0.8m。
    4.3.8 豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m,鉆孔孔徑不宜小于0.11m,鉆孔間距應滿足換熱需要,間距宜為3~6m。水平連接管的深度應在凍土層以下0.6m,且距地面不宜小于1.5m。
    4.3.9 地埋管換熱器管內流體應保持紊流流態,水平環路集管坡度宜為0.002。
    4.3.10 地埋管環路兩端應分別與供、回水環路集管相連接,且宜同程布置。每對供、回水環路集管連接的地埋管環路數宜相等。供、回水環路集管的間距不應小于0.6m。
    4.3.11 地埋管換熱器安裝位置應遠離水井及室外排水設施,并宜靠近機房或以機房為中心設置。
    4.3.12 地埋管換熱系統應設自動充液及泄漏報警系統。需要防凍的地區,應設防凍保護裝置。
    4.3.13 地埋管換熱系統應根據地質特征確定回填料配方,回填料的導熱系數不應低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導熱系數。
    4.3.14 地埋管換熱系統設計時應根據實際選用的傳熱介質的水力特性進行水力計算。
    4.3.15  地埋管換熱系統宜采用變流量設計。
    4.3.16 地埋管換熱系統設計時應考慮地埋管換熱器的承壓能力,若建筑物內系統壓力超過地埋管換熱器的承壓能力時,應設中間換熱器將地埋管換熱器與建筑物內系統分開。
    4.3.17 地埋管換熱系統宜設置反沖洗系統,沖洗流量宜為工作流量的2倍。
    4.4  地埋管換熱系統施工
    4.4.1 地埋管換熱系統施工前應具備埋管區域的工程勘察資料、設計文件和施工圖紙,并完成施工組織設計。
    4.4.2 地埋管換熱系統施工前應了解埋管場地內已有地下管線、其他地下構筑物的功能及其準確位置,并應進行地面清理,鏟除地面雜草、雜物,平整地面。
    4.4.3 地埋管換熱系統施工過程中,應嚴格檢查并做好管材保護工作。
    4.4.4  管道連接應符合下列規定:
    1 埋地管道應采用熱熔或電熔連接。聚乙烯管道連接應符合國家現行標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》CJJ101的有關規定;
    2 豎直地埋管換熱器的U形彎管接頭,宜選用定型的U形彎頭成品件,不宜采用直管道煨制彎頭;
    3 豎直地埋管換熱器U形管的組對長度應能滿足插入鉆孔后與環路集管連接的要求,組對好的U形管的兩開口端部,應及時密封。
    4.4.5 水平地埋管換熱器鋪設前,溝槽底部應先鋪設相當于管徑厚度的細砂。水平地埋管換熱器安裝時,應防止石塊等重物撞擊管身。管道不應有折斷、扭結等問題,轉彎處應光滑,且應采取固定措施。
    4.4.6 水平地埋管換熱器回填料應細小、松散、均勻,且不應含石塊及土塊?;靥顗簩嵾^程應均勻,回填料應與管道接觸緊密,且不得損傷管道。
    4.4.7 豎直地埋管換熱器U形管安裝應在鉆孔鉆好且孔壁固化后立即進行。當鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導致成孔困難時,應設護壁套管。下管過程中,U形管內宜充滿水,并宜采取措施使U形管兩支管處于分開狀態。
    4.4.8 豎直地埋管換熱器U形管安裝完畢后,應立即灌漿回填封孔。當埋管深度超過40m時,灌漿回填應在周圍臨近鉆孔均鉆鑿完畢后進行。
    4.5  地埋管換熱系統的檢驗與驗收
    4.5.1 地埋管換熱系統安裝過程中,應進行現場檢驗,并應提供檢驗報告。檢驗內容應符合下列規定:
    1  管材、管件等材料應符合國家現行標準的規定;
    2 鉆孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求;
    3  回填料及其配比應符合設計要求;
    4  水壓試驗應合格;
    5  各環路流量應平衡,且應滿足設計要求;
    6  防凍劑和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求;
    7  循環水流量及進出水溫差均應符合設計要求。
    4.5.2 水壓試驗應符合下列規定:
    1 試驗壓力:當工作壓力小于等于1.0MPa時,應為工作壓力的1.5倍,且不應小于0.6MPa;當工作壓力大于1.0MPa時,應為工作壓力加
    0.5MPa。
    2  水壓試驗步驟:
    1)豎直地埋管換熱器插入鉆孔前,應做第一次水壓試驗。在試驗壓力下,穩壓至少15min,穩壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現象;將其密封后,在有壓狀態下插入鉆孔,完成灌漿之后保壓lh。水平地埋管換熱器放入溝槽前,應做第一次水壓試驗。在試驗壓力下,穩壓至少15min,穩壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現象。

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    聯系人:桂經理

    手 機:13811313272

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    公 司:地源熱泵,水源熱泵,機組,維保,維修,保養,安裝,打井,北京地源熱泵公司

    地 址:北京通州梨園鎮日新路1號

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