DB11T 2038-2022 中深層地?zé)峁峒夹g(shù)規(guī)范 井下?lián)Q熱

ICS27.010CCSP45

DB11北 京 市 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB11/T2038—2022中深層地?zé)峁峒夹g(shù)規(guī)范井下?lián)Q熱Technicalspecificationsformedium-deepgeothermalheatingsystemHeatexchangerinborehole2022-12-27發(fā)布 2023-04-01實(shí)施北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局 發(fā)布DB11/T2038—2022目 次前言 II1范引文件 1語定義 1本2查評(píng)估 2統(tǒng)4工7試驗(yàn)收 8能10附錄A 資性） 下同換器熱析14附錄B 資性） 下同換器道力算方法 16附錄C 資性） 深層熱下熱熱程質(zhì)檢驗(yàn)記17參考25IDB11/T2038—2022前 言GB/T《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1本文件由北京市發(fā)展和改革委員會(huì)提出并歸口。本文件由北京市發(fā)展和改革委員會(huì)組織實(shí)施。北京IIDB11/T2038—2022中深層地?zé)峁峒夹g(shù)規(guī)范井下?lián)Q熱范圍本文件適用于以地下3000米內(nèi)中深層巖體為低溫?zé)嵩?、采用井下同軸換熱器換熱的地?zé)峁こ探ㄔO(shè)和運(yùn)行。（GB/T11615 GB/T14848 GB50194建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)供用電安全規(guī)范GB50243通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50274制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50366地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB55015建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范CJJ/T34 DZ/T0260 JGJ33 JGJ46 JGJ59 NB/T10266 SY/T5374.1 SY/T6592 DB11/T852 DB11/1066 下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1地?zé)釗Q熱井boreholeforgeothermalheatexchange全井封閉（包含底端），可安裝換熱器與周圍地層、巖體或構(gòu)造帶進(jìn)行換熱的井狀結(jié)構(gòu)。3.21DB11/T2038—2022井下軸熱器 coaxialheatexchangerinborehole3.3井下熱環(huán)質(zhì) circulatingmediaofheatsourceside井下同軸換熱器中循環(huán)流動(dòng)的與周圍地層、巖體或構(gòu)造帶進(jìn)行熱交換的液體。中深地井換系統(tǒng) medium-deepgeothermalboreholeheatexchangersystem3.4中深地井換供系統(tǒng) medium-deepgeothermalborehole-styleheatexchangerwithheatpumpsystemforspaceheating系統(tǒng)。GB/T11615602.0℃/100m。2DB11/T2038—2022負(fù)荷情況；11~3GB/T11615GB/T1161510020（1）v cv c

QAHCT

T×0.2/100 (1)Q——換熱器每年最大可利用的累積取熱量，單位為焦耳(J)；A——（2）(m2)；H——(m)；Cv——熱儲(chǔ)的體積比熱容，單位為焦耳每立方米每攝氏度［J/(m3?℃)］；Tp——熱儲(chǔ)層平均溫度，單位為攝氏度(℃)；Tc——基準(zhǔn)溫度，建議取為當(dāng)?shù)厝昶骄鶜鉁?，單位為攝氏度(℃)。式中：

A2

........................................(2)R——中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器取熱影響半徑，建議值為50，單位為米(m)。量，疊加獲得總地?zé)醿?chǔ)量。平衡分析，長(zhǎng)期熱平衡分析的計(jì)算周期不少于25年；3DB11/T2038—2022GB55015對(duì)排布方式與井間距進(jìn)行評(píng)估與設(shè)計(jì)。（A）。iQ17.61Ti式中：

Ks

49.2

2.23Ks

H8.63TK1000 s

61.93

7.92..............(3)Qi——單個(gè)中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器取熱功率，單位為千瓦（kW）；H——中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器安裝深度，單位為米（m）；T——地溫梯度，單位為攝氏度每百米（°C/100m）；Ks——巖土導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米每攝氏度[W/(m·°C)]。注1：φ110*10mm注2：設(shè)計(jì)取熱功率計(jì)算公式對(duì)應(yīng)的計(jì)算工況為：24小時(shí)連續(xù)供熱運(yùn)行，換熱器進(jìn)水溫度10℃，循環(huán)流量28m3/h。注3：實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件、換熱器結(jié)構(gòu)尺寸及材料物性、進(jìn)水溫度和循環(huán)流量，進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算得到更準(zhǔn)確的單個(gè)井下同軸換熱器在連續(xù)供熱運(yùn)行時(shí)的設(shè)計(jì)取熱功率。（1）（2）（3）5010°C~25°C4℃；4DB11/T2038—2022（3）20m3/h~30m3/h10℃~15℃；。GB/T14848II對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害的添加劑。DZ/T0260NB/T10266和完井驗(yàn)收的依據(jù)。200mm。（4）（5）：QsQq

W

W

...................................(4)式中：

QqQi

......................................(5)Qs——熱泵機(jī)組輸出的供熱功率，單位為千瓦（kW）；Qq——中深層地?zé)崛峁β?，單位為千瓦（kW）；Qi——（kW）；Whp——（kWp）；Wh——（kWp）；N——中深層地?zé)釗Q熱井?dāng)?shù)量。5DB11/T2038—2022設(shè)計(jì)方案及調(diào)節(jié)策略。壓力突變?cè)斐删畠?nèi)管路不可逆的形變及影響。溫度及流量等進(jìn)行選擇。265%。3010℃。4540℃~60組冷凝側(cè)進(jìn)出水溫差不宜大于10℃。（6）式中：COP——

COP

QsWhp

.......................................(6)Qs——熱泵機(jī)組供熱輸出熱量功率，單位為千瓦（kW）；Whp——（kWp）。5.0。1%標(biāo)符合CJJ/T34相關(guān)要求；6DB11/T2038—2022井下?lián)Q熱系統(tǒng)熱泵機(jī)組蒸發(fā)器的管道設(shè)備及附件承壓不低于1.6MPa。溫度不宜高于60℃。45/3540/35℃、風(fēng)45/40℃。產(chǎn)實(shí)施細(xì)則。單位代表確認(rèn)，形成相應(yīng)的記錄；置，嚴(yán)禁損壞地下既有管線和構(gòu)筑物。井下?lián)Q熱系統(tǒng)施工后，應(yīng)在埋管區(qū)域標(biāo)明管線的定位。15m35m，（）各項(xiàng)規(guī)定；DZ/T0260。7DB11/T2038—2022SY/T5374.1SY/T6592泥選用無毒、稠化時(shí)間長(zhǎng)且流動(dòng)性好的材料；24hGB50243、GB50274GB50366面上定位，支干線、支線可按主干線方法定位；石。JGJ33、JGJ59GB50194JGJ46DB11/T852（C）度計(jì)、壓力計(jì)等，并對(duì)換熱井井位及直埋管線進(jìn)行定位測(cè)量并在地面標(biāo)識(shí)。8DB11/T2038—20223000m1進(jìn)出口溫度、流量、取熱量和時(shí)間的關(guān)系曲線；14備生產(chǎn)成套單位或供應(yīng)商單位有相應(yīng)的運(yùn)保人員在場(chǎng)監(jiān)護(hù)和技術(shù)指導(dǎo)；求；48h，50%72h；9DB11/T2038—202220122070%頻率和用電量等；600s。10分鐘次。DB11/1066現(xiàn)較大誤差或錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)采取必要的更正和報(bào)警措施。接口。2010110DB11/T2038—2022信息。）水量等進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)與用戶側(cè)相關(guān)設(shè)備的控制和管理；RS485MODBUSRTUBACnetMSTP/點(diǎn)接口；變頻泵提供變頻控制及頻率反饋接口。掉線前的控制狀態(tài)，并獨(dú)立完成各種控制及監(jiān)測(cè)工作。碳排放計(jì)算及評(píng)估功能，并將數(shù)據(jù)工單進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和打??；數(shù)的增刪和修改；11DB11/T2038—2022供熱系統(tǒng)能效比EERsys側(cè)循環(huán)水泵、用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵各設(shè)備耗電量之比，按照公式（7）計(jì)算：EER Qs

......................................(7)WsysWs式中：EERsys——Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Ws——熱泵供熱系統(tǒng)各設(shè)備的功率之和，包括熱泵機(jī)組壓縮機(jī)功率、井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵及用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵的功率，單位為千瓦（kW）。COPhp量之比，按照公式（8）計(jì)算：WCOP QsW

.......................................(8)式中：

hphpCOPhp——Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Whp——kW)。用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)WTFu（9）WTF Qs

.......................................(9)WuWu式中：WTFu——用戶側(cè)水泵輸送系數(shù)；Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Wu——用戶側(cè)水泵功率，單位為千瓦(kW)。WTFBHEX熱功率與井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵耗電量之比，按照公式（10）計(jì)算：12WTF

Q

DB11/T2038—2022....................................(10)式中：

BHEX

BHEXWTFBHEX——井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)；QBHEX——井下?lián)Q熱系統(tǒng)取熱功率，單位為千瓦(kW)；WBHEX——井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵功率，單位為千瓦(kW)。13DB11/T2038—2022附 錄 A（資料性）井下同軸換熱器傳熱分析模型到內(nèi)管流體控制方程如公式（A.1）所示。tf,in(uintf,in)Ki(tf,otf,in)

······························ (A.1)?

fCfFin（A.2）Tf,o(uotf,o)Ki(tf,intf,o)Ko(tgrouttf,o) (A.2)?

fCfFo

fCfFo（公式如（A.3）所示。C

1r

tg?

(

tg) (A.3)g g

r r

g r z g z? ?（A.4）Ki/(

12h

12

lnrior

12h

) (A.4)1 ii in ii 2 io（A.5）K/( 1 1 lnR) (A.5)o 2hr 2 r c式中：

3 oi o oitf,in——井下同軸換熱器內(nèi)管水溫，℃；tf,o——井下同軸換熱器外管水溫，℃；tgrout——回填材料溫度，℃；tg——土壤溫度，℃；ρf——熱源水密度，kg/m3；ρg——土壤密度，kg/m3；Cf——熱源水比熱容，kJ/(kg·℃)；Cg——土壤比熱容，kJ/(kg·℃)；λg——土壤導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；14DB11/T2038—2022λin——λo——，W/(m·℃)；rii——，m；rio——，m；roi——roo——Fin——，m2；Fo——m2；uin——井下同軸換熱器內(nèi)管流速，m/s；uo——井下同軸換熱器外管流速，m/s；τ——時(shí)間，s；z——軸向坐標(biāo)，m；h1——內(nèi)管內(nèi)壁面對(duì)流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；h2——內(nèi)管外壁面對(duì)流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；h3——外管內(nèi)壁面對(duì)流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；Rc——外管與回填材料接觸熱阻，(㎡·℃)/W。6.2.3井下同軸換A.1表A.1不同管徑組合的中深層井下同軸換熱器設(shè)計(jì)取熱功率調(diào)整系數(shù)內(nèi)管徑mm外管徑mmφ177.8*9.19φ193.7*8.33φ244.5*10.3φ90*8.21.051.121.16φ110*1011.091.1415DB11/T2038—2022附 錄 B（資料性）井下同軸換熱器管道水力計(jì)算方法井下同軸換熱器阻力特性直接影響到熱源側(cè)輸送系統(tǒng)的運(yùn)行性能，關(guān)系到熱源側(cè)運(yùn)行調(diào)控策略，因此需要明確井下同軸換熱器和管道水力計(jì)算方法。以實(shí)際項(xiàng)目為研究對(duì)象，分別對(duì)2000米和2500米井下同軸換熱器進(jìn)出口壓力、循環(huán)水量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。圖B.1顯示了一個(gè)供熱季連續(xù)運(yùn)行情況下兩根不同深度井下同軸換熱器循環(huán)壓降隨循環(huán)流量的變化情況。圖B.1井下同軸換熱器循環(huán)壓降實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)于井下同軸換熱器，循環(huán)壓降由沿程阻力與局部阻力組成，主要以沿程阻力為主，其中局部阻力僅考慮地埋管底部折返過程的壓力損失，可近似取為沿程阻力的0.02倍。由此井下同軸換熱器管道水力計(jì)算方法如公式（B.1）~公式（B.3）所示1.02

1.02

Hu2d2g

··········································(B.1)f aRf ud

····························································(B.2)式中：

Rev

·····························································(B.3)ΔPe——井下同軸換熱器循環(huán)壓降，kPa；ΔPf——井下同軸換熱器循環(huán)沿程壓降，kPa；d——井下同軸換熱器等效直徑，m；g——重力常數(shù)，9.8m/s2；u——井下同軸換熱器循環(huán)流速，m/s。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，擬合得到系數(shù)ab由此得到井下同軸換熱器管道水力計(jì)算如公式（B.4）所示。該表達(dá)式可以較為準(zhǔn)確的描述中深層取熱孔壓降隨取熱孔深度H，管徑D，流速u的變化規(guī)律，可以應(yīng)用于系統(tǒng)整體建模分析。0.229Hu21.020.3627

d2g

··········································(B.4)16DB11/T2038—2022附 錄 C（資料性）中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱工程質(zhì)量檢查驗(yàn)收記錄表GB50243中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱工程的主要設(shè)備與材料進(jìn)場(chǎng)記錄，宜由工程項(xiàng)目的專職材料員按表C.1的要求進(jìn)行填寫與申報(bào)，并由建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織施工單位專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人、專業(yè)質(zhì)量員等進(jìn)行驗(yàn)收。中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱工程的檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄，宜由工程項(xiàng)目的專職質(zhì)量員按表C.2的要求進(jìn)行填寫與申報(bào)，并由建設(shè)單位項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人組織施工員和專業(yè)質(zhì)量員等進(jìn)行驗(yàn)收。中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱工程質(zhì)量驗(yàn)收由建設(shè)單位項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人組織項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量員、項(xiàng)目工程師與項(xiàng)目經(jīng)理等共同進(jìn)行，分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收記錄宜按表C.3進(jìn)行填寫，分部工程質(zhì)量驗(yàn)收記錄宜按表C.4進(jìn)行填寫。中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱系統(tǒng)相關(guān)性能的評(píng)價(jià)及驗(yàn)收由建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織施工單位項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量員、項(xiàng)目工程師與項(xiàng)目經(jīng)理等共同進(jìn)行，供暖系統(tǒng)性能測(cè)試記錄宜按表C.5進(jìn)行填寫，系統(tǒng)運(yùn)行基本參數(shù)測(cè)試記錄宜按表C.6進(jìn)行填寫，工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告宜按表C.7進(jìn)行填寫。17DB11/T2038—2022表C.1 要備材進(jìn)場(chǎng)編號(hào)：工程名稱分項(xiàng)工程名稱施工單位項(xiàng)目經(jīng)理技術(shù)負(fù)責(zé)人序號(hào)設(shè)備、材料名稱規(guī)格型號(hào)單位計(jì)劃數(shù)量進(jìn)場(chǎng)數(shù)量質(zhì)量文件12345678910建設(shè)單位驗(yàn)收結(jié)論：施工單位自查結(jié)論：項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式年月日項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式：年月日18DB11/T2038—2022表C.2 驗(yàn)驗(yàn)質(zhì)記編號(hào)：?jiǎn)挝还こ堂Q分部工程名稱分項(xiàng)工程名稱施工單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人檢驗(yàn)批容量檢驗(yàn)批部位施工依據(jù)驗(yàn)收依據(jù)設(shè)計(jì)要求及的規(guī)定施工單位質(zhì)量評(píng)定記錄建設(shè)單位驗(yàn)收記錄單項(xiàng)檢驗(yàn)批產(chǎn)品數(shù)量N單項(xiàng)抽樣樣本數(shù)n檢驗(yàn)批匯總數(shù)量?N抽樣樣本匯總梳理?n匯總評(píng)判結(jié)果備注主控項(xiàng)目一般項(xiàng)目施工單位專業(yè)工長(zhǎng)：項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量檢查員年 月 日建設(shè)單位驗(yàn)收結(jié)論項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式：年 月 日19DB11/T2038—2022表C.3 項(xiàng)程量收記錄（分工） 號(hào)：?jiǎn)挝还こ堂Q分部工程名稱分項(xiàng)工程數(shù)量檢驗(yàn)批數(shù)量施工單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人序號(hào)檢驗(yàn)批名稱檢驗(yàn)批數(shù)量部位/區(qū)段施工單位檢查結(jié)果監(jiān)理單位驗(yàn)收結(jié)論1234……說明：施工單位檢查結(jié)果項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人