地源熱泵工程設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)原則_secret

1、地源熱泵工程設(shè)計(jì)條件2008-12 整理一、地源熱泵工程需勘察內(nèi)容（一）一般規(guī)定1. 地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前。應(yīng)進(jìn)行工程場(chǎng)地狀況調(diào)查，并應(yīng)對(duì)淺層地?zé)崮苜Y源進(jìn)行勘察。For pers onal use only in study and research; not for commercial use（工程場(chǎng)地狀況及淺層地?zé)崮苜Y源條件是能否應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)。地源熱泵系統(tǒng)方 案設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)調(diào)查及勘察情況，選擇采用地埋管、地下水或地表水地源熱泵系統(tǒng)。淺層地 熱能資源勘察包括地埋管換熱系統(tǒng)勘察、地下水換熱系統(tǒng)勘察及地表水換熱系統(tǒng)勘察）。2. 對(duì)已具備水文地質(zhì)資料或附近有水井的地區(qū)，應(yīng)通過(guò)調(diào)查獲

2、取水文地質(zhì)資料。（在工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)或附近有水井的地區(qū)，可調(diào)查收集已有工程勘察及水井資料。調(diào)查區(qū)域半徑宜大于擬定換熱區(qū)100 200m。調(diào)查以收集資料為主，除觀(guān)察地形地貌外， 應(yīng)調(diào)查已有水井的位置、類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、深度、地層剖面、出水量、水位、水溫及水質(zhì)情況，還應(yīng)了解水井的用途，開(kāi)采方式、 年用水量及水位變化情況等）。3. 工程勘察應(yīng)由具有勘察資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍承擔(dān)。工程勘察完成后，應(yīng)編寫(xiě)工程勘察報(bào)告， 并對(duì)資源可利用情況提出建議。4. 工程場(chǎng)地狀況調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)容（工程場(chǎng)地可利用面積應(yīng)滿(mǎn)足修建地表水抽水構(gòu)筑物（地表水換熱系統(tǒng)）或修建地下水抽水井和回灌井（地下水換熱系統(tǒng)）或埋設(shè)水平或豎直地埋管換熱器（地埋

3、管換熱系統(tǒng)）的需要。同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足置放和操作施工機(jī)具及埋設(shè)室外管網(wǎng)的需要）：（1）場(chǎng)地規(guī)劃面積、形狀及坡度；（2）場(chǎng)地內(nèi)已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布；（3）場(chǎng)地內(nèi)樹(shù)木植被、池塘、排水溝及架空輸電線(xiàn)、電信電纜的分布；（4）場(chǎng)地內(nèi)已有的、計(jì)劃修建的地下管線(xiàn)和地下構(gòu)筑物的分布及其埋深；（5）場(chǎng)地內(nèi)已有水井的位置；（二）地埋管換熱系統(tǒng)勘察1 地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)巖土體地質(zhì)條件進(jìn)行勘察（巖土體 地質(zhì)條件勘察可參照巖土工程勘察規(guī)范GB-50021及供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范GB- 50027進(jìn)行）。2.地埋管換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容（采用水平地埋管換熱器時(shí)，地埋管換熱系統(tǒng)勘 察

4、采用槽探、坑探或研探進(jìn)行。槽探是為了了解構(gòu)造線(xiàn)和破碎帶寬度、地層和巖性界限及其延 伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技術(shù)。探槽應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地形狀確定，探槽的深度一般超過(guò)埋 管深度1m采用豎直地埋管換熱器時(shí)，地埋管換熱系統(tǒng)勘察采用鉆探進(jìn)行。鉆探方案應(yīng)根據(jù)場(chǎng) 地大小確定，勘探孔深度應(yīng)比鉆孔至少深 5m巖土體熱物性指巖土體的熱物性參數(shù)，包括巖土體導(dǎo)熱系數(shù)、密度及比熱等。若埋管區(qū)域已具有權(quán)威部門(mén)認(rèn)可的熱物性參數(shù)，可直接采用已有 數(shù)據(jù)，否則應(yīng)進(jìn)行巖土體導(dǎo)熱系數(shù)、密度及比熱等熱物性測(cè)定。測(cè)定方法可采用實(shí)驗(yàn)室法或現(xiàn) 場(chǎng)測(cè)定法）：（1） 巖土層的結(jié)構(gòu)（實(shí)驗(yàn)室法：對(duì)勘探孔不同深度的巖土體樣品進(jìn)行測(cè)定，并以其深度加權(quán)平

5、均，計(jì)算該勘探孔的巖土體熱物性參數(shù)；對(duì)探槽不同水平長(zhǎng)度的巖土體樣品進(jìn)行測(cè)定，并以其長(zhǎng)度加權(quán)平均，計(jì)算該探槽的巖土體熱物性參數(shù)）；（2） 巖土體熱物性（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試巖土體應(yīng)在測(cè)試埋管狀況穩(wěn)定后進(jìn)行。根據(jù)埋管深度或長(zhǎng)度，測(cè)試一般應(yīng)在測(cè)試埋管安裝完畢 72h后進(jìn)行。對(duì)兩個(gè)勘探孔（槽）及兩個(gè)以上勘探 孔（槽）的測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果取算術(shù)平均值）；（3）巖土體溫度；（4）地下水靜水位、水溫、水質(zhì)及分布；（5）地下水徑流方向、速度；（6）凍土層厚度。（三）地下水換熱系統(tǒng)勘察1地下水地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)對(duì)水量、水溫和水質(zhì)的要求，對(duì)工程場(chǎng)區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘察（水文地質(zhì)條件勘察可參

6、照供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范GB50027,供水管井技術(shù)規(guī)范 GB50296進(jìn)行。通過(guò)勘察，查明擬建熱源井地段的水文地質(zhì)條件，即一個(gè)地區(qū)地下水的分布、埋藏，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件以及水質(zhì)和水量等特征。對(duì) 地水資源作出可靠評(píng)價(jià)，提出地下水合理利用方案，并預(yù)測(cè)地下水的動(dòng)態(tài)及其對(duì)環(huán)境的影響， 為熱源井設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 滲透系數(shù)指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位斷面的流量（m/d）, 一般用來(lái)衡量地下水在含水層中徑流的快慢。水文地質(zhì)勘探孔即為查明水文地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)，獲取所需的水 文地質(zhì)資料，按水文地質(zhì)鉆探要求施工的鉆孔)。2 地下水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容；1)地下水類(lèi)型；2)含水層巖性、分布、埋深及厚度；3)

7、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(zhì)；7)地下水水位動(dòng)態(tài)變化。3 地下水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)包括下列內(nèi)容：1)抽水試驗(yàn)；2)回灌試驗(yàn)；3)測(cè)量出水水溫；4)取分層水樣并化驗(yàn)分析分層水質(zhì)；5)水流方向試驗(yàn)；6)滲透系數(shù)計(jì)算。4 當(dāng)?shù)叵滤畵Q熱系統(tǒng)的勘察結(jié)果符合地源熱泵系統(tǒng)要求時(shí)，應(yīng)采用成井技術(shù)將水文地質(zhì)勘 探孔完善成熱源井加以利用。成井過(guò)程應(yīng)由水文地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)理。(四) 地表水換熱系統(tǒng)勘察1 地表水地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)工程場(chǎng)區(qū)地表水源的水文狀況進(jìn)行勘察。(地表 水水溫、 水位及流量勘察應(yīng)包括近 20年最高

8、和最低水溫、 水位及最大和最小水量 ; 地表水水質(zhì)勘 察應(yīng)包括 : 引起腐蝕與結(jié)垢的主要化學(xué)成分， 地表水源中含有的水生物、細(xì)菌類(lèi)、 固體含量及鹽 堿量等)。2 地表水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容：地表水水源性質(zhì)、水面用途、深度、面積及其分布；不同深度的地表水水溫、水位動(dòng)態(tài)變化；地表水流速和流量動(dòng)態(tài)變化；地表水水質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化；地表水利用現(xiàn)狀；地表水取水和回水的適宜地點(diǎn)及路線(xiàn)。二、地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（一）地下水地源熱泵系統(tǒng)1設(shè)計(jì)規(guī)定（1） 在進(jìn)行地下水地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)咨詢(xún)、了解當(dāng)?shù)卣叻ㄒ?guī)是否允許開(kāi)采 地下水。采用地下水地源熱泵系統(tǒng)時(shí)應(yīng)不破壞、不污染地下水資源。（2）在政策許可的條件

9、下應(yīng)進(jìn)行工程場(chǎng)地狀況調(diào)查，在確定有可利用的地下水資源時(shí)， 應(yīng)對(duì)工程場(chǎng)地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)試驗(yàn)。（3）應(yīng)根據(jù)地下水換熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行地下水地源熱泵系統(tǒng)可行性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比 較，確定是否采用地下水地源熱泵系統(tǒng)。采用地下水地源熱泵系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)向當(dāng)?shù)厮Y源行政管 理部門(mén)提出申請(qǐng)，取得取水許可。（4） 地下水換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)勘察資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。地下水被利用后，應(yīng)采取可靠的 回灌措施，將利用后的地下水全部回灌到同一含水層，并不得對(duì)地下水資源造成浪費(fèi)及污染。（5）地下水供水管和回灌管均不得與市政管網(wǎng)相連。2.設(shè)計(jì)原則（1）在水溫適宜、水量充足穩(wěn)定、水質(zhì)較好、開(kāi)采方便且不會(huì)造成地質(zhì)災(zāi)害及當(dāng)?shù)卣?策

10、法規(guī)允許的條件下，空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源可優(yōu)先選用地下水地源熱泵系統(tǒng)。（2 ）熱源井的設(shè)計(jì)單位應(yīng)具有水文地質(zhì)勘察資質(zhì)，熱源井的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家供 水管井技術(shù)規(guī)范 GB50296-99的規(guī)定。（3） 當(dāng)?shù)叵滤畵Q熱系統(tǒng)的勘察結(jié)果符合地下水地源熱泵系統(tǒng)要求時(shí)，應(yīng)將勘探孔完善成 熱源井。（4）為確保地下水地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，地下水的持續(xù)出水量應(yīng)滿(mǎn)足地下水地源 熱泵系統(tǒng)最大放熱量或吸熱量的要求。抽水管和回灌管上應(yīng)設(shè)置計(jì)量裝置，并且對(duì)地下的抽水 量、回灌量及其水質(zhì)應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)。（5）地下水地源熱泵機(jī)組性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水源熱泵機(jī)組GB/T194092003的相關(guān)規(guī)定，且滿(mǎn)足地下水地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行參

11、數(shù)的要求。（二）地埋管地源熱泵系統(tǒng)1 設(shè)計(jì)規(guī)定（1） 在進(jìn)行地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行工程場(chǎng)地狀況調(diào)查， 并應(yīng)對(duì)淺層地?zé)?能資源和工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)巖土體地質(zhì)條件進(jìn)行勘察。（2） 地埋管地源熱泵系統(tǒng)工程勘察應(yīng)包括以下內(nèi)容：巖土層的結(jié)構(gòu)及分布、 巖土體的熱物 性參數(shù)、巖土體的溫度分布；地下水溫度、靜水位、徑流方向、流速及分布；凍土層的厚度。（3）應(yīng)根據(jù)工程勘察結(jié)果評(píng)估地埋管換熱系統(tǒng)實(shí)施的可行性及經(jīng)濟(jì)性。2 設(shè)計(jì)原則（1） 當(dāng)有合適的淺層地?zé)崮苜Y源且經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可以利用時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用地埋管 地源熱泵系統(tǒng)。（2） 在現(xiàn)場(chǎng)工程勘察結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)可用地表面積、巖土類(lèi)型和熱物性參數(shù)以及鉆孔用

12、費(fèi)用等因素，確定地埋管換熱器采用水平埋管還是豎直埋管方式。（3） 地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行全年動(dòng)負(fù)荷計(jì)算，最小計(jì)算周期不得小于 1年，在此 計(jì)數(shù)內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與其總吸熱量向平衡。（三）地表水換熱系統(tǒng)1、一般規(guī)定1.1 地表水換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)地表水地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)水環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)估。1.2 地表水換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)水面用途，地表水深度、面積，地表水水質(zhì)、水位、 水溫情況綜合確定。1.3 地表水換熱盤(pán)管的換熱量應(yīng)滿(mǎn)足地源熱泵系統(tǒng)最大吸熱量或釋熱量的需要。2、地表水換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 開(kāi)式地表水換熱系統(tǒng)取水口應(yīng)遠(yuǎn)離回水口，并宜位于回水口上游。取水口應(yīng)設(shè)置污物過(guò)濾裝置2.2 閉

13、式地表水換熱系統(tǒng)宜為同程系統(tǒng)。每個(gè)環(huán)路集管內(nèi)的換熱環(huán)路數(shù)宜相同，且宜并 聯(lián)連接 ; 環(huán)路集管布置應(yīng)與水體形狀相適應(yīng)，供、回水管應(yīng)分開(kāi)布置。2.3 地表水換熱盤(pán)管應(yīng)牢固安裝在水體底部，地表水的最低水位與換熱盤(pán)管距離不應(yīng)小 于1. 5m 。換熱盤(pán)管設(shè)置處水體的靜壓應(yīng)在換熱盤(pán)管的承壓范圍內(nèi)。2.4 地表水換熱系統(tǒng)可采用開(kāi)式或閉式兩種形式，水系統(tǒng)宜采用變流量設(shè)計(jì)。2.5 地表水換熱盤(pán)管管材與傳熱介質(zhì)應(yīng)符合本規(guī)范第 4.2 節(jié)的規(guī)定。2.6 當(dāng)?shù)乇硭w為海水時(shí)，與海水接觸的所有設(shè)備、部件及管道應(yīng)具有防腐、防生物附 著的能力 ; 與海水連通的所有設(shè)備、部件及管道應(yīng)具有過(guò)濾、清理的功能。3 、 地表水換熱系

14、統(tǒng)施工3.1 地表水換熱系統(tǒng)施工前應(yīng)具備地表水換熱系統(tǒng)勘察資料、設(shè)計(jì)文件和施工圖紙，并 完成施工組織設(shè)計(jì)。3.2 地表水換熱盤(pán)管管材及管件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且具有質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和生產(chǎn)廠(chǎng)的合格 證。換熱盤(pán)管宜按照標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度由廠(chǎng)家做成所需的預(yù)制件，且不應(yīng)有扭曲。3.3 地表水換熱盤(pán)管固定在水體底部時(shí)，換熱盤(pán)管下應(yīng)安裝襯墊物。3.4 供、回水管進(jìn)入地表水源處應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志。3.5 地表水換熱系統(tǒng)安裝過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)應(yīng)符合本規(guī)范第4 、 地 表水 換 熱 系 統(tǒng) 檢 驗(yàn) 與 驗(yàn)收4.1 地表水換熱系統(tǒng)安裝過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，并應(yīng)提供檢驗(yàn)報(bào)告，檢驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)符 合下列規(guī)定 :（ 1） 管材、管件等

15、材料應(yīng)具有產(chǎn)品合格證和性能檢驗(yàn)報(bào)告；（ 2） 換熱盤(pán)管的長(zhǎng)度、布置方式及管溝設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；（ 3） 水壓試驗(yàn)應(yīng)合格；（ 4） 各環(huán)路流量應(yīng)平衡，且應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；（ 5） 防凍劑和防腐劑的特性及濃度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；（ 6） 循環(huán)水流量及進(jìn)出水溫差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。4.2 水壓試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定 :1 閉式地表水換熱系統(tǒng)水壓試驗(yàn)應(yīng)符合以下規(guī)定 :1) 試驗(yàn)壓力：當(dāng)工作壓力小于等于1.OM Pa時(shí)，應(yīng)為工作壓力的1 5倍，且不應(yīng)小于0.6MPa; 當(dāng)工作壓力大于 l.OMPa 時(shí)，應(yīng)為工作壓力加 0.5MPa.2) 水壓試驗(yàn)步驟 ： 換熱盤(pán)管組裝完成后，應(yīng)做第一次水壓試驗(yàn) ，在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓

16、至 少1 5min, 穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于 3 % ，且無(wú)泄漏現(xiàn)象；換熱盤(pán)管與環(huán)路集管裝配完成后 ，應(yīng)進(jìn) 行第二次水壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)壓力下 ，穩(wěn)壓至少 30 min, 穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于 3%,且無(wú)泄漏現(xiàn) 象；環(huán)路集管與機(jī)房分集水器連接完成后 ，應(yīng)進(jìn)行第三次水壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少12 h, 穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于 3%。2 開(kāi)式地表水換熱系統(tǒng)水壓試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī) 范 GB 50243的相關(guān)規(guī)定。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, F