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文檔簡介
DB河北省工程建設標準地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程Technicalspecificationforg2017-01-12發(fā)布2017-04-01實施河北省住房和城鄉(xiāng)建設廳發(fā)布 2術語 23地源熱泵系統(tǒng)工程勘察 63.1一般規(guī)定 63.2地埋管換熱系統(tǒng)勘察 63.3地下水換熱系統(tǒng)勘察 94地源熱泵系統(tǒng)工程設計 4.1地埋管換熱系統(tǒng)設計 4.2地下水換熱系統(tǒng)設計 4.3熱泵機房設計 5地源熱泵系統(tǒng)工程施工 5.1地埋管換熱系統(tǒng)施工 5.2地下水換熱系統(tǒng)施工 215.3熱泵機房施工 226地源熱泵系統(tǒng)檢驗、調試與驗收 256.1一般規(guī)定 256.2地埋管換熱系統(tǒng)檢驗 266.3地下水換熱系統(tǒng)檢驗 276.4熱泵機房系統(tǒng)檢驗 286.5地源熱泵系統(tǒng)驗收 297運行監(jiān)測與管理 307.1運行監(jiān)測 307.2運行管理 31附錄A巖土熱物性參數(shù)的計算方法 32附錄B地埋管外徑及壁厚 36附錄C豎直地埋管換熱器的設計計算 38附錄D地埋管壓力損失設計計算 44本規(guī)程用詞說明 47引用標準名錄 48附:條文說明 491Generalprovisions 2Term 23Groundsourceheatpumpsystemengineeringsurvey 63.1Generalprovisions 63.2Surveyofgroundheatexchangersystems 63.3Surveyofgroundwaterheatexchangesystem 94Groundsourceheatpumpsystemengineeringdesign 4.1Designofgroundhertexchangersystem 4.2Designofgroundwaterheatexchangesystem 4.3Designofheatpumpstation 5Groundsourceheatpumpsystemengineering 5.1Constructionofgroundhertexchangersystem 5.2Constructionofgroundwaterheatexchangesystem 215.3Heatpumpstationconstruction 226Groundsourceheatpumpsystemtesting,commissioningandacceptance 256.1Generalprovisions 256.2Testofgroundhertexchangersystem 266.3Testofgroundwaterheatexchangesystem 276.4Testofheatpumpstationsystem 286.5Acceptanceofgroundsourceheatpumpsystem 297Operationmonitoringandmanagement 307.1Operationmonitoring 307.2Operationmanagement 31AppendixACalculationmethodofthermalphysicalparametersofrockandsoil 32AppendixBThediameterandthicknessofgroundhertexchanger 36AppendixCDesignandcalculationofverticalgroundheatexchanger 38AppendixDCalculationofheatexchangerpressureloss 44ExplanationofWordinginThisSpecification 47ListofQuotedstandards 48Addition:ExplanationofProvisions 491.0.1為規(guī)范河北省地源熱泵系統(tǒng)工程的勘察、設計、施工、驗收及運行管理工作,做到經(jīng)濟合理、安全適用、保證工程質量,制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于河北省行政轄區(qū)內以地下水、巖土體為低溫熱源,以水或添加防凍劑的水溶液為傳熱介質,采用蒸汽壓縮熱泵技術進行供熱、空調及加熱生活熱水的地源熱泵系統(tǒng)工程的勘察、設計、施工、檢驗、驗收及運行管理。1.0.3地源熱泵系統(tǒng)工程的勘察、設計、施工、檢驗、驗收及運行管理除應符合本規(guī)程外,尚應符合國家和河北省現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。22.0.1地源熱泵系統(tǒng)ground-sourceheatpumpsystem以巖土體、地下水、地表水(江、河、湖水等)、海水及城市污水為低溫熱源,由水源熱泵機組、地熱能交換系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)組成的供熱空調系統(tǒng)。根據(jù)地熱能交換系統(tǒng)形式的不同,地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。2.0.2復合式地源熱泵系統(tǒng)hybridground-sourceheatpumpsystem利用空氣能、太陽能等可再生能源作為輔助冷熱源的地源熱泵系統(tǒng)。2.0.3水源熱泵機組water-sourceheatpumpunit一種采用循環(huán)流動于共用管路中的水、從水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盤管中循環(huán)流動的水為冷熱源制取冷熱風或冷熱水的設備。2.0.4地熱能交換系統(tǒng)geothermalexchangesystem將淺層地熱能資源加以利用的熱交換系統(tǒng)。2.0.5淺層地熱能資源shallowgeothermalresources蘊藏在淺層巖土體、地下水或地表水中的熱能資源。2.0.6傳熱介質heat-transferfluid地源熱泵系統(tǒng)中,通過換熱管與巖土體、地下水、地表水、海水或城市污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。2.0.7地埋管換熱系統(tǒng)groundheatexchangersystem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(tǒng),又稱土壤熱交換系統(tǒng)。2.0.8地埋管換熱器groundheatexchanger埋于地下的密閉循環(huán)管組構成的換熱器,供傳熱介質與巖土體進行換熱,又稱土壤熱交換器。2.0.9水平地埋管換熱器horizontalgroundheatexchanger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。2.0.10豎直地埋管換熱器verticalgroundheatexchanger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。2.0.11地下水換熱系統(tǒng)ground-watersystem與地下水進行熱交換的地熱能交換系統(tǒng),分為直接地下水換熱系統(tǒng)和間接地下水換熱系統(tǒng)。2.0.12環(huán)路集管circuitheader連接各并聯(lián)環(huán)路的集合管,通常用來保證各并聯(lián)環(huán)路流量相2.0.13含水層aquifer地下水面下能夠給出并透過相當數(shù)量水的巖層。2.0.14含沙量sandcontent4水中含沙量的體積比。2.0.15井身結構wellstructure構成鉆孔(成井)柱狀剖面技術要素的總稱,包括沉井、井壁管、過濾管、沉淀管、管外濾料以及止水封井段的位置和管徑等。2.0.16抽水井productionwell用于從地下含水層取水的井2.0.17回灌井injectionwell用于向含水層灌注回水的井。2.0.18熱源井heatsourcewell抽水井和回灌井的統(tǒng)稱。2.0.19采灌比productioninjectionratio抽水井和回灌井的統(tǒng)稱。2.0.20抽水試驗pumpingtest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(shù)。2.0.21回灌試驗injectiontest一種向井中連續(xù)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(shù)的試驗。2.0.22巖土體rock-soilbody巖石和松散沉積物的集合體,如砂巖、砂礫石、土壤等。2.0.23巖土熱響應試驗rock-soilthermalresponsetest5通過測試儀器,對項目所在場區(qū)的測試孔(槽)進行一定時間的連續(xù)加熱試驗,獲得項目場區(qū)巖土熱物性參數(shù)及巖土體的初始平均溫度。2.0.24測試孔verticaltestingexchanger按照測試要求和采用的成孔方案,將用于巖土熱響應實驗的豎直地埋管換熱器稱為測試孔。2.0.25無功率循環(huán)法nopowercyclemethod不開啟巖土熱物性測試設備的加熱裝置,通過記錄測試孔進、出水溫度的平均值作為巖土體初始平均溫度的測試方法。2.0.26土壤熱平衡soilheatbalance一定時間內土壤中熱量吸收和釋放的平衡狀況。63.1一般規(guī)定3.1.1地源熱泵系統(tǒng)方案設計前,應根據(jù)擬建建筑物功能特點,對工程場地狀況進行調查、收集水文地質資料和對淺層地熱能資源進行勘察。3.1.2對已有水文地質資料或附近有水井或地埋管換熱器地質資料的地區(qū),可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(yè)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。3.2地埋管換熱系統(tǒng)勘察3.2.1地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設計前,應對工程場區(qū)內巖土體地質條件進行勘察。3.2.2工程場地狀況調查應包括下列內容:1場地規(guī)劃面積、形狀及地形地貌特征;2場地內已有建筑和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布、基礎形式及埋深;3場地內已有樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、市政管網(wǎng)、交通設施、歷史文化遺跡、電信電纜的分布及綜合管線分布;74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交通道路狀況及施工所需的電源、水源等。3.2.3地埋管換熱系統(tǒng)勘察應包括下列內容:1巖土層的結構與分布;2巖土體熱物性參數(shù);3巖土體溫度隨深度的變化;4地下靜水位、水溫、水質及分布;5地下水徑流方向、流速;6凍土層厚度。3.2.4地埋管地源熱泵系統(tǒng)的應用應符合下列規(guī)定:1應用建筑面積在3000m2~5000m2時,宜進行巖土熱響應試驗;2應用建筑面積大于5000m2時,應進行巖土熱響應試驗;3豎直地埋管換熱系統(tǒng)供給建筑面積小于3000m2時,應至少布置1個測試孔;4豎直地埋管換熱系統(tǒng)供給建筑面積大于10000m2時,應至少布置2個測試孔;5水平地埋管換熱系統(tǒng)供給建筑面積小于10000m2時,應至少挖4個測試探槽;6水平地埋管換熱系統(tǒng)供給建筑面積大于20000m2時,應至少每10000m2挖2個測試探槽。3.2.5巖土熱響應試驗應委托具有資質的單位進行測試。83.2.6測試孔的地埋管換熱器設置方式、深度和回填方式應與擬建設的工程換熱孔保持一致。3.2.7測試設備與測試孔的連接應減少彎頭、變徑,連接管外露部分應保溫,且保溫材料的導熱系數(shù)不應大于0.064W/(m.K)。3.2.8巖土熱響應試驗應包括以下內容:1巖土體初始平均溫度,可采用埋設溫度傳感器或無功率循環(huán)法進行測定;2巖土體熱物性參數(shù),采用恒功率加熱法.3.2.9測試儀表應符合下列要求:1在輸入電壓穩(wěn)定的情況下,加熱功率的測量誤差不應大于±1%;2流量的測量誤差不應大于±1%;3溫度的測量誤差不應大于±0.2℃。3.2.10巖土熱響應試驗的技術要求應符合下列規(guī)定:1加熱時間不應少于72h;2試驗期間,加熱功率必須保持恒定;3合理選擇加熱功率,地埋管換熱器出口溫度穩(wěn)定后,其溫度宜高于巖土體初始平均溫度5℃以上,且穩(wěn)定時間不應少于12h;4地埋管換熱器內流速不應低于0.2m/s;5試驗數(shù)據(jù)讀取和記錄的時間間隔不應大于10min;6巖土熱物性參數(shù)的計算方法應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)3.2.11巖土熱響應試驗過程應遵守國家和地方有關安全、勞動保護、防火、環(huán)境保護等方面的規(guī)定。3.2.12地埋管換熱系統(tǒng)最大瞬時換熱能力計算應符合下列規(guī)1根據(jù)可用的場地面積,宜按4m~6m間距布置換熱井,結合巖土層的結構確定換熱井井深,初步確定地埋管換熱器的布置。再根據(jù)單位延米的換熱量,評估地埋管換熱系統(tǒng)具有的最大瞬時換熱能力。2地埋管換熱器最大瞬時換熱量應按下式計算:Q=aql(3.2.12)式中:Q——地埋管換熱器最大瞬時換熱量(kW);q——單孔設計工況下單位延米換熱量(W/ma——單位延米換熱量修正系數(shù),可取0.8;l——地埋管系統(tǒng)總延米數(shù)(km)。3.3地下水換熱系統(tǒng)勘察3.3.1熱源井的勘察設計單位應具有水文地質的勘察設計資質。3.3.2地下水地源熱泵系統(tǒng)方案設計前,應取得水務主管部門批準,并根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)對水量、水溫和水質的要求,對工程場區(qū)的地下水水文地質條件進行勘察。地下水水文地質勘察應采用物探和鉆探的方式進行。3.3.3地下水水文地質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、流速、水力坡度、補給排泄條件;5地下水水溫及其分布;6地下水水質;7地下水水位動態(tài)變化。3.3.4地下水換熱系統(tǒng)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滲透系數(shù)計算。3.3.5當?shù)叵滤畵Q熱系統(tǒng)的勘察結果符合地源熱泵系統(tǒng)要求時,應采用成井技術將水文地質勘探井完善成熱源井加以利用。成井過程應由水文地質專業(yè)人員進行監(jiān)理。3.3.6工程場區(qū)可持續(xù)的最大允許涌水量應根據(jù)水文地質勘查報告和《供水水文地質勘察規(guī)范》GB50027的規(guī)定進行計算,并根據(jù)抽水井與回灌井的距離確定可利用的溫差,計算場區(qū)內地下水能滿足的最大供熱、空調負荷。4.1地埋管換熱系統(tǒng)設計4.1.1地源熱泵系統(tǒng)設計前,應根據(jù)工程勘察及熱物性測試結果,評估地埋管換熱系統(tǒng)實施的可行性及經(jīng)濟性。4.1.2應用建筑面積大于50000m2的地源熱泵系統(tǒng)宜布設區(qū)域地下溫度場監(jiān)測系統(tǒng)。4.1.3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(chǎn)廠的合格證。埋管內外表面應清潔、光滑,不應有氣泡、明顯的劃傷、凹陷、雜質、顏色不均等缺陷;管端頭應切割平整,并與管軸線垂直。4.1.4地埋管管材及管件應符合下列規(guī)定:1地埋管應采用化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導熱系數(shù)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(xiàn)行標準的各項規(guī)定。管材的公稱壓力及使用溫度應滿足設計要求,且管材的工作壓力不應小于1.0Mpa。埋深達120m時,必須采用公稱壓力不低于1.6Mpa的管材,工作溫度應在-20℃~40℃。地埋管外徑及壁厚可按本規(guī)程附錄B的規(guī)定選用;3地埋管應按設計長度要求成品供應,中間不應有機械接口及金屬接頭;4豎直地埋管換熱器的U型彎管接頭,宜選用成型的U型彎頭成品件,不宜采用直管道煨制彎頭;4.1.5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物理、化學性質穩(wěn)定,腐蝕性?。?安全,與地埋管材無化學反應,泄露對環(huán)境危害?。?較低的冰點;4良好的傳熱特性,較低的摩擦系數(shù);5易于購買、運輸和儲藏。4.1.6在有可能發(fā)生凍結的情況下,傳熱介質應添加防凍劑。防凍劑的冰點宜比設計最低運行水溫低3℃~5℃。選擇防凍劑時,應考慮其對管道與管件的腐蝕性,其安全性、經(jīng)濟性以及對換熱的影響。4.1.7地埋管換熱系統(tǒng)設計前應明確待埋管區(qū)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(qū)域內進出重型設備的車道位置。4.1.8在經(jīng)濟技術安全合理的情況下,可采用建筑物下埋設換熱器的方式。4.1.9地埋管換熱系統(tǒng)的設計應進行全年動態(tài)負荷分析,最小計算周期不少于1年。地源熱泵系統(tǒng)總取熱量宜與總釋熱量相平衡。4.1.10地埋管換熱器應滿足地源熱泵系統(tǒng)最大取熱量或釋熱量的要求。在技術經(jīng)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,并應確保地下巖土體溫度在全年使用期內得的熱平衡。4.1.11地埋管換熱器應根據(jù)可使用地面面積、工程勘察結果、熱物性測試結果及成本等因素確定埋管方式。4.1.12地埋管換熱器埋管方式可分為水平埋管換熱器和豎直埋管換熱器兩大類。4.1.13地埋管換熱器宜根據(jù)現(xiàn)場實測巖土體及回填材料熱物性參數(shù)進行設計計算。豎直地埋管換熱器的設計宜按本規(guī)程附錄C的方法進行計算。4.1.14地埋管換熱器傳熱介質進出水溫度應符合下列要求:1夏季運行工況下,地埋管換熱器側出水溫度宜低于30℃;2冬季運行工況下,地埋管換熱器側進水溫度宜高于3℃。4.1.15地埋管換熱器設計計算時,環(huán)路集管不應包括在地埋管換熱器長度內。4.1.16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。單層管埋設深度宜為1.2m~2.0m,管溝間距1.2m~1.5m,雙層管宜為1.6m~2.4m,管溝間距1.8~2.1m。4.1.17豎直地埋管換熱器埋管深度應根據(jù)工程勘察結果確定,深度宜大于40m,鉆孔孔徑不宜小于0.13m,鉆孔間距應根據(jù)換熱需要計算確定,間距宜為4m~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。4.1.18地埋管換熱器管內流體應保持紊流狀態(tài),單U型埋管不宜小于0.6m/s,雙U型埋管不宜小于0.4m/s,水平環(huán)路集管坡度宜為0.002。4.1.19地埋管換熱系統(tǒng)應根據(jù)地質特征確定回填料配方,回填料的導熱系數(shù)不宜低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導熱系數(shù)。4.1.20地埋管環(huán)路兩端應分別與供、回水環(huán)路集管相連,且應同程布置,并應在各環(huán)路的總接口處設置檢查井。每對供、回水環(huán)路集管連接的地埋管環(huán)路數(shù)宜相等。供、回水環(huán)路集管的間距不應小于0.6m。規(guī)模較大的地埋管換熱器系統(tǒng)應進行分組連接,每組換熱器數(shù)目宜相等。4.1.21地埋管換熱系統(tǒng)宜結合熱泵機組與循環(huán)水泵的數(shù)量對應分設若干系統(tǒng)。連接中間分、集水器的地埋管環(huán)路集管或水平環(huán)路集管,在近分集水器處設關斷閥;各地埋管環(huán)路或水平環(huán)路集管環(huán)路阻力不平衡率≥15%時,宜于集水器各支管設平衡調節(jié)閥。應考慮中間分、集水器的維護條件,宜將中間分、集水器設于維護用檢查井內,設于檢查井內的管道、閥門、分集水器應有可靠的保溫措施,檢查井內應設集水井及排水裝置。4.1.22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。4.1.23地埋管換熱系統(tǒng)應設自動充液及泄漏報警系統(tǒng),并采取防凍保護措施。4.1.24地埋管換熱系統(tǒng)的設計應根據(jù)實際選用的傳熱介質的水力特性進行水力計算,地埋管壓力損失可按附錄D計算。在此基礎上,合理地確定循環(huán)水泵的流量和揚程。4.1.25地埋管換熱系統(tǒng)宜采用變流量設計。4.1.26地埋管換熱系統(tǒng)設計時應考慮地埋管換熱器的承壓能力,若建筑物內系統(tǒng)壓力超過地埋管換熱器的承壓能力時,應設中間換熱器與建筑物內系統(tǒng)分開。4.1.27地埋管換熱系統(tǒng)應設置反沖洗系統(tǒng),沖洗水量宜為工作流量的2倍。4.1.28地埋管換熱系統(tǒng)應有排氣、定壓、膨脹、自動補水裝置,補水管應設計量水表與漏水報警裝置。進入地埋管換熱系統(tǒng)的傳熱介質應經(jīng)可靠的過濾處理。4.1.29地埋管換熱器安裝完成后,應在埋管區(qū)域做出標志或標明管線的定位帶,并應采用2個現(xiàn)場的永久目標進行定位。4.2地下水換熱系統(tǒng)設計4.2.1熱源井設計應符合現(xiàn)行國家標準《供水管井技術規(guī)范》GB50296的相關規(guī)定,并應包括下列內容:1熱源井抽水量和回灌量、水溫和水質;2熱源井數(shù)量、井位分布及取水層位;3井身結構、填礫位置、濾料規(guī)格及止水材料;4.2.2熱源井設計時應采取減少空氣侵入的措施。4.2.3滲透性好的地區(qū)抽水井與回灌井宜能相互轉換,應設排氣裝置。抽水管和回灌管上均應設置水樣采集口及監(jiān)測口。4.2.4熱源井數(shù)目應滿足持續(xù)出水量和全部回灌的需求。回灌井應有水位監(jiān)測、超水位報警及防止溢水等措施。4.2.5地下水回灌設計應符合下列要求:1根據(jù)工程場區(qū)目的含水層的回灌率初步確定抽、回水井數(shù)的比例;2必須采取可靠回灌措施,確保地下水置換冷熱量后全部回灌到同一含水層,并不致引起其他不良的水文地質和工程地質現(xiàn)3地下水回灌類型包括地面滲入回灌、誘導回灌和注入式回灌。應根據(jù)水文地質條件和工程地質條件確定經(jīng)濟合理的回灌方4注入式回灌一般利用管井進行,采用的方式有自流回灌、真空回灌和壓力回灌。4.2.6泵井管的連接部位,泵管與井管之間均需做好密封。真空回灌時必須先抽真空,保持回灌所需的真空度。4.2.7回灌井井身結構宜與抽水井相同,單純回灌井井身結構可不同于抽水井。4.3熱泵機房設計4.3.1地源熱泵系統(tǒng)的機房設計,應符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50736的規(guī)定。其中涉及生活熱水或其他熱水供應部分,應符合現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015的規(guī)定。4.3.2熱泵機組的裝機容量,應按空調計算負荷確定,不另作附加。熱泵機組性能應符合現(xiàn)行國家標準《水源熱泵機組》GB/T19409的相關規(guī)定。4.3.3熱泵系統(tǒng)夏季釋熱量與冬季取熱量不平衡時,應采用復合式地源熱泵系統(tǒng)。4.3.4復合式地源熱泵系統(tǒng)采用開式冷卻塔時應增設板式換熱器。4.3.5地源熱泵系統(tǒng)增設蓄熱(冷)裝置時,應經(jīng)技術經(jīng)濟性分析。4.3.6熱泵機組的性能與臺數(shù),應適應空調負荷全年變化規(guī)律及部分負荷要求,一般不宜少于兩臺。4.3.7熱泵機組使用的制冷劑,必須符合國家環(huán)境保護的有關規(guī)4.3.8熱泵機組、水泵、末端裝置等設備和管路及部件的工作壓力,不應大于其額定工作壓力。4.3.9地源側換熱系統(tǒng)水泵的流量,應由所配主機與水系統(tǒng)設計溫差等參數(shù)確定;水泵的揚程應由循環(huán)管路的水力計算確定。4.3.10熱泵機組應與各相關設備進行控制聯(lián)鎖,順序啟停;采用自動運行方式時,宜利用冷(熱)量、地源側換熱管內水溫等參數(shù)進行優(yōu)化控制。4.3.11熱泵機房內系統(tǒng)的監(jiān)測與控制宜包括參數(shù)檢測、參數(shù)與設備狀態(tài)顯示、自動調節(jié)與控制、工況自動轉換、設備聯(lián)鎖與自動保護、能量計量、故障自動報警以及中央監(jiān)控與管理等。5.1地埋管換熱系統(tǒng)施工5.1.1地埋管換熱器施工前,應具備埋管區(qū)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。5.1.2地埋管換熱器施工前,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,并應進行場地清理。嚴禁損壞既有地下管線及構筑物,應與區(qū)域規(guī)劃相協(xié)調,并制定詳細的施工組織方案。5.1.3地埋管換熱系統(tǒng)施工過程中,應嚴格檢查并做好管材保護工作,并應符合下列規(guī)定:1進入現(xiàn)場的管材、管件必須逐件進行外觀檢查;2管材和管件存放、搬運和運輸過程中,應小心輕放,排列整齊,采用柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進行裝卸,不得隨意拋摔和沿地拖拽;3夏季施工應預防管道受熱發(fā)生熱變形,未安裝的管材應避光存放。5.1.4應根據(jù)地質條件選擇合適的換熱孔鉆孔方案。5.1.5豎直地埋管鉆孔施工應符合下列要求:1鉆孔過程中,做好鉆孔記錄,包括地下巖層情況、地下水情況;2鉆孔開孔及終孔宜采用同一設計孔徑。對于回填土、卵石層、流沙帶、破碎帶等復雜地層,應采取泥漿護壁或埋設套管護壁,護壁套管內徑應與設計鉆孔孔徑一致;3實際鉆孔孔深宜大于設計孔深1m~2m;4鉆孔施工應及時清除孔口殘渣,設置排水溝和泥漿池等設施,以過濾、儲存鉆孔漿液;5當鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導致成孔困難時,應設護壁套管或用泥漿護壁;6鉆孔孔位偏差不應大于0.1m,鉆孔的豎直偏差不應大于1.0%,成孔孔徑不應小于設計孔徑。5.1.6豎直地埋管換熱器的安裝應符合下列規(guī)定:1豎直地埋管換熱器U形管安裝應在成孔固化后立即進行;2下管過程中,U形管內應充滿水,打壓合格后帶壓將換熱管下入孔內。下管時應連續(xù)緩慢放入孔內,并宜采取措施使U形管兩支管處于分開狀態(tài);3下管完畢后U型管管端應作好臨時封閉措施,防止進入雜物。5.1.7豎直地埋管回填灌漿應符合下列規(guī)定:1豎直地埋管換熱器安裝完畢后應立即回填灌漿封孔。當埋管深度超過40m時,灌漿回填應在周圍鄰近鉆孔均鉆鑿完畢后進2回填料宜采用膨潤土和細砂(或水泥)的混合漿。當?shù)芈窆軗Q熱器設在密實或堅硬的巖土體中時,應采用水泥基料灌漿回3灌漿材料應攪拌均勻后使用,灌漿應密實,無空腔。灌漿宜采用孔底灌漿;4采用孔底灌漿時,灌漿管和U型管一起下入孔中,灌漿管內徑不小于20mm,灌漿管底端宜設防堵堵頭,且灌漿時應能夠將其沖開,灌漿管下入深度以距U型端頭0.3m~0.5m為宜,灌漿設備選用專用注漿泵。5.1.8地埋管換熱器水平管網(wǎng)埋設應符合下列規(guī)定:1豎直地埋管換熱器水平管網(wǎng)施工在豎直埋管完成后進行,水平管溝開挖應保護好U型換熱管,防止損壞U型換熱管或管內進入雜物;2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沙。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;3聚乙烯管道連接應符合國家現(xiàn)行標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》CJJ101的有關規(guī)定;4地埋管系統(tǒng)水平集管與地埋管換熱器的連接:當管徑小于De63時,宜采用電熔套管連接;當管徑大于De63時,宜采用熱熔對接方式。如需采用金屬件絲扣連接時,必須在連接件外作防腐處理,并設置維護檢查井;5水平埋管在挖溝轉彎處須用圓角,避免90°直角轉彎,或安裝合適的彎管接頭;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?;靥钸^程應采用人工逐層均勻壓實,回填料應與管道接觸緊密,且不得損傷管道。5.1.9地埋管換熱器安裝前、地埋管換熱器與環(huán)路集管裝配完成后及地埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完成后都應對管道進行沖洗。5.1.10利用樁基礎安裝地埋管換熱器時,豎直埋管或盤管方式,換熱器均應放置于鋼筋籠內側,并順鋼筋扎緊扎順。5.1.11樁基礎地埋管換熱器安裝時,應在管內注滿水,并以不小于690kPa的壓力充壓后灌注混凝土。5.1.12當室外環(huán)境溫度低于5℃時,不宜進行地埋管換熱器的施工。當室外環(huán)境溫度低于0℃時,不得進行地埋管換熱器的施工。5.2地下水換熱系統(tǒng)施工5.2.1熱源井的施工隊伍應具有相應的施工資質。5.2.2地下水換熱系統(tǒng)施工前應具備熱源井及其周圍區(qū)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。5.2.3熱源井施工前要有鉆孔預想柱狀圖,施工結束后應提交熱源井成孔綜合成果圖。成果圖應包括鉆孔綜合柱狀圖,抽、回水試驗成果圖表,水質分析成果表。5.2.4熱源井施工應符合現(xiàn)行國家標準《供水管井技術規(guī)范》GB50296的有關規(guī)定。5.2.5熱源井過濾器應根據(jù)含水層巖性進行選擇。采用填礫過濾器的管井,井管與井孔均必須圓直,井管下入井孔時,必須安裝井管扶正器。含水層為基巖裂隙、巖溶孔隙裂隙類含水層,含水段為較堅硬巖石時可不采用過濾器。5.2.6沉淀管底部必須用鋼板焊死,并坐落在堅實的基礎上,若下部孔段廢棄不用時,必須用卵石或碎石填實。5.2.7填礫石濾料必須按標準要求嚴格篩選,管外封閉段濾料頂部至井口段,采用干粘土球填實。5.2.8管井抽水泵宜選用潛水泵。潛水泵下放深度應在動水位下5m處,安裝要平穩(wěn),泵體應居中。5.2.9抽水井、回灌井成井后,應立即進行洗井,直至水清砂凈。5.2.10抽水井、回灌井在進行抽水、回灌試驗和試運行后,方可投入正常使用。5.2.11抽水試驗應穩(wěn)定延續(xù)12h,出水量不應小于設計出水量;回灌試驗應穩(wěn)定延續(xù)36h以上,回灌量應大于設計回灌量。5.3熱泵機房施工5.3.1熱泵機房設備安裝前,應勘查機房內的設備基礎和現(xiàn)場施工條件,編制重要設備吊裝施工方案。5.3.2機房設備安裝前應按設計要求校驗主機、水泵、板式換熱器、穩(wěn)壓設備、水箱等設備的型號、規(guī)格、性能及技術參數(shù)。5.3.3設備安裝應按設計要求進行,并應符合下列要求:1主機橫向縱向的安裝誤差不大于1‰,水平誤差不大于2‰;2水泵的橫向水平度誤差小于2‰,縱向水平度誤差小于3固定措施宜采用普通膨脹螺栓、化學膨脹螺栓或地腳螺栓二次澆灌,并有防松動措施;4減振措施應使用減振墊、減振器或減振臺。5.3.4地源側分集水器安裝前應進行壓力試驗,試驗壓力為工作壓力的1.5倍,且不小于1.0Mpa。5.3.5冷熱源系統(tǒng)的冷熱轉換閥門應在試壓與關斷性能檢查合格后安裝;壓力試驗應符合《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB50243的規(guī)定。5.3.6管道系統(tǒng)安裝應符合下列要求:1應根據(jù)管道材質選擇相應的施工工藝;2管道與主機、水泵等設備采用柔性連接,且不得強行對口連接;3機房系統(tǒng)供回水管路最高點分別安裝排氣閥、設備及系統(tǒng)供回水管道最低點分別安裝泄水閥和排污閥。4在與主機、水泵等運轉、振動設備連接的管道處,應設置獨立、固定的支吊架;5支吊架的緊固件不宜直接接觸管道;支吊架與管道間應避免產(chǎn)生冷橋。5.3.7機房管道穿越墻體或樓板處應設置鋼制套管,并留出保溫間隙;管道接口不得置于套管內;穿墻套管應做防水防火處理;穿人防工程時,應符合有關人防工程的設計要求。5.3.8管道系統(tǒng)安裝完畢后,應進行水壓試驗。5.3.9保溫工程施工應按下列要求進行:1管道保溫工程應在管路系統(tǒng)試壓、沖洗合格,除銹防腐工程完成后進行;2設備和管道系統(tǒng)的保溫材料按設計要求選用;保溫層與被保溫體之間應無空隙;保溫層搭接處應平滑過渡,縫隙密實一致、均勻;保溫層縱縫應錯接、密閉、不滲漏空氣;易被損壞處宜有保護措施;3需要經(jīng)常拆裝的閥門、過濾器、法蘭等部位的保溫結構宜能單獨拆裝。6.1一般規(guī)定6.1.1地源熱泵系統(tǒng)交付使用前,應按隱蔽工程進行檢驗、調試與驗收。6.1.2地源熱泵系統(tǒng)整體運轉與調試應符合下列規(guī)定:1整體運轉與調試前應制定整體運轉與調試方案,并報送專業(yè)監(jiān)理工程師審批核準;2熱泵機組試運轉前應進行水系統(tǒng)及風系統(tǒng)平衡調試,確定系統(tǒng)循環(huán)總流量、各分支流量及末端設備流量均達到設計要求,各分支環(huán)路流量允許偏差不大于15%,實測循環(huán)總流量與設計流量偏差不大于10%。3水力平衡調試完成后,應進行熱泵機組的試運轉,并填寫運轉記錄,運行數(shù)據(jù)應達到設備技術要求;4熱泵機組試運轉正常后,應進行連續(xù)24h的系統(tǒng)試運轉,并填寫運轉記錄;5熱泵系統(tǒng)調試應分冬夏兩季工況進行,且調試結果應達到設計要求。調試完成后應編寫調試報告及運行操作規(guī)程,提交業(yè)主確認后存檔。6.1.3熱泵系統(tǒng)整體運轉、調試與驗收除應符合本規(guī)程規(guī)定外,還應符合現(xiàn)行國家標準《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB50243和《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB50274等的相關規(guī)定。6.2地埋管換熱系統(tǒng)檢驗6.2.1地埋管換熱系統(tǒng)安裝過程中,應按隱蔽工程相關規(guī)定和方法進行檢驗,并應提供檢驗報告。檢驗報告應符合下列規(guī)定:1管材、管件等材料應符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定;2鉆孔、水平管的位置和深度、地埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求;3回填料及配比應符合設計要求;4水壓試驗應合格;5各環(huán)路流量應平衡,且滿足設計要求;6防凍劑和防腐劑的特性及濃度均應符合設計要求;7循環(huán)水流量及進出水溫差均應符合設計要求。6.2.2水壓試驗應符合下列規(guī)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(wěn)壓至少15min,穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現(xiàn)象;將其密封后,在有壓狀態(tài)下插入鉆孔,完成灌漿之后保壓1h。水平地埋管換熱器放入溝槽前,應做第一次水壓試驗,穩(wěn)壓至少15min,穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現(xiàn)2)豎直或水平地埋管與環(huán)路集管裝配完成后,回填前應進行第二次水壓試驗。在試驗壓力下,穩(wěn)壓至少30min,穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現(xiàn)象。3)環(huán)路集管與機房分集水器連接后,回填前第三次水壓試驗。在試驗壓力下,穩(wěn)壓至少2h,且無泄漏現(xiàn)象。4)地埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完畢,且沖洗、排氣及回填完成后,應進行第四次水壓試驗。在試驗壓力下,穩(wěn)壓至少12h,穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%。3水壓試驗宜采用手動泵緩慢升壓,升壓過程中應隨時觀察與檢查,不得有滲漏;不得以氣壓試驗代替水壓試驗。6.2.3回填過程的檢驗應與安裝地埋管換熱器同步進行。6.3地下水換熱系統(tǒng)檢驗6.3.1熱源井應單獨進行驗收,且應符合現(xiàn)行國家標準《供水管井技術規(guī)范》GB50296及《供水水文地質鉆探與鑿井操作規(guī)程》6.3.2熱源井持續(xù)出水量和回灌量應穩(wěn)定,并應滿足設計要求。持續(xù)出水量和回灌量應符合本規(guī)程第5.2.11條的規(guī)定。6.3.3抽水試驗結束前應采集水樣,進行水質測定和含沙量測定。經(jīng)處理后的水質應滿足系統(tǒng)設備的使用要求,否則應在地下水與水源熱泵機組之間加設中間換熱器。6.3.4地下水換熱系統(tǒng)驗收后,施工單位應提交熱源井成井報告。報告應包括管井綜合柱狀圖,洗井、抽水和回灌試驗,水質檢驗及驗收資料。6.3.5輸水管網(wǎng)設計、施工及驗收應符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013及《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268的規(guī)定。6.4熱泵機房系統(tǒng)檢驗6.4.1熱泵系統(tǒng)設備的安裝應符合下列規(guī)定:1設備的型號、規(guī)格和技術參數(shù)應符合設計要求,并具備產(chǎn)品合格證書、產(chǎn)品性能檢驗報告;2設備安裝的位置、標高應符合設計要求。主機橫、縱向的安裝誤差不大于1‰,水平誤差不大于2‰;水泵的橫向水平度小于2‰,縱向水平度小于1‰;抽查數(shù)量不少于10%,且不得少于一臺。3減振墊、減振器安裝位置應正確;各個減振器的壓縮量應均勻一致;彈簧減振的熱泵機組,應設有防止機組運行時水平位移的限位裝置。6.4.2機房內的設備基礎平面尺寸與承重應符合設計要求。6.4.3閥門的規(guī)格、型號、材質及其安裝位置、高度、進出口方向應符合設計要求,連接應牢固緊密、平整。6.4.4冷熱源水系統(tǒng)的冷熱轉換閥門組應進行試壓與關斷性試驗,檢查合格后方能使用。6.4.5支吊架、管道規(guī)格、材質、連接方式應符合設計要求。其中固定支架全部檢查,滑動支架抽查數(shù)量不少于5%;每個系統(tǒng)管道、部件數(shù)量抽查不少于10%,且不得少于5件。6.4.6管道的絕熱應采用不燃或難燃材料,其材質、密度、規(guī)格、厚度與施工安裝應符合設計要求。6.5地源熱泵系統(tǒng)驗收6.5.1地源熱泵系統(tǒng)工程竣工驗收,應由建設單位負責,并組織施工、設計、監(jiān)理等單位共同進行。6.5.2地源熱泵系統(tǒng)工程驗收時應提供下列驗收文件與資料:1圖紙會審記錄、設計變更通知單和竣工圖;2主要材料、設備、成品、半成品和儀表的出廠合格證明及進場抽檢試驗報告;3成孔(井、開溝)施工記錄;4成孔(井、開溝)檢測報告;5回填施工記錄;6壓力試驗報告;7隱蔽工程驗收記錄;8設備單機試運行記錄;9系統(tǒng)聯(lián)合試運行與調試記錄;10工程檢驗批質量驗收記錄;11觀感質量綜合檢查記錄;12測量定位成果記錄;13其他相關文件。7.1運行監(jiān)測7.1.1應用于超過20000m2公共建筑的地源熱泵系統(tǒng),宜設置地源熱泵集中監(jiān)測管理系統(tǒng)。7.1.2集中監(jiān)測管理系統(tǒng)應包含下列功能:1狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測應包括以下幾方面的參數(shù):1)熱泵主機的狀態(tài)參數(shù):冷凝器、蒸發(fā)器的進出水溫度、壓差,熱泵主機的啟停狀態(tài)、故障報警,防凍保護,高低壓保護、報警狀態(tài);2)熱源側水系統(tǒng)、用戶側水系統(tǒng)的水泵狀態(tài):啟停狀態(tài)、故障報警、手自動模式;3)熱源側水系統(tǒng)的溫度、壓力;4)熱泵主機耗電量、循環(huán)水泵耗電量、總制冷量/制熱量計量。2狀態(tài)參數(shù)的記錄與存儲;3熱泵機組低溫保護、高低壓保護、故障報警功能;4熱源側水系統(tǒng)阻力超限報警、循環(huán)液泄漏報警;5熱泵主機與水泵等輔助設備的啟??刂疲?地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能運行控制;7.1.3地源熱泵集中監(jiān)控管理系統(tǒng)應具備與其他樓宇自動化系統(tǒng)兼容的通信接口。7.1.4對未設置集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的地源熱泵系統(tǒng),應設置與本規(guī)程第7.1.2條相對應的狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測點。7.1.5地埋管換熱器使用過程中應監(jiān)測土壤溫度的變化。應用建筑面積超過50000m2的項目,溫度監(jiān)測井不少于2個;溫度監(jiān)測井應布置在換熱井對角線的交叉點上,每孔井內在不同深度布置2~3組溫度傳感器。埋入土壤的溫度傳感器應有防腐蝕措施。7.1.6應在地埋管換熱器的總分集水器的各支路上分別設置供回水溫度傳感器,在分集水器上設供回水壓力傳感器。7.1.7應對地下水源熱泵系統(tǒng)熱源井水位深度、涌水量、回灌量、水溫進行動態(tài)監(jiān)測。7.1.8監(jiān)測數(shù)據(jù)應定期分析,以指導系統(tǒng)運行。7.2運行管理7.2.1運行管理部門應制定地源熱泵系統(tǒng)運行管理制度,規(guī)范地源熱泵系統(tǒng)日常操作和維護管理。7.2.2應根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)制冷(熱)量、設備耗電量、熱源側換熱量、土壤溫度變化、地下水位深度、涌水量及水溫等運行監(jiān)測數(shù)據(jù),優(yōu)化全年運行方案。7.2.3運行管理中應對機組、水泵、末端裝置等的能耗及其它基礎數(shù)據(jù)定期進行統(tǒng)計與分析,優(yōu)化運行策略。附錄A巖土熱物性參數(shù)的計算方法A.0.1本計算方法適用于豎直地埋管換熱器。A.0.2地埋管換熱器與周圍巖土的換熱可分為鉆孔內傳熱過程和鉆孔外傳熱過程。相比鉆孔外,鉆孔內的幾何尺寸和熱容量均很小,可以很快達到一個溫度變化相對比較平穩(wěn)的階段,因此埋管與鉆孔內的換熱過程可近似視為穩(wěn)態(tài)換熱過程。埋管中循環(huán)水溫度沿流程不斷變化,循環(huán)水平均溫度可認為是埋管進出口水溫的平均值。鉆孔外可視為無限大空間,地下巖土的初始溫度均勻,其傳熱過程可認為是柱面熱源(鉆孔壁)在無限大介質中的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。在恒定加熱功率的條件下,當進行時間較長時,有如下公式:(A.0.2-1)(A.0.2-2)式(A.0.2-1)中有2個未知參數(shù),周圍巖土導熱系數(shù)λs和容積比熱容ρscs,利用這2個公式,結合所測量出來的流量、溫度以及鉆孔尺寸、回填材料、埋管材料、埋管形式等,通過反推法,當計算值和實測值的f=Σi1(Tcal,i-Texp,i)2取得最小值時,通過傳熱模型調整后的熱物性參數(shù)即是所求結果。式中:Tf——地埋管換熱器進出水平均溫度(℃);Tff——巖土初始平均溫度(℃);ql——單位長度埋管釋放的熱流量(W/mRb——測試孔內熱阻(m?K/W);db——測試孔直徑(mρscs——埋管周圍巖土的平均體積比熱容(J/(m3?℃)τ——時間(s);di——埋管內徑(mdo——埋管外徑(mλp——埋管管壁導熱系數(shù)(W/(m?K));λb——測試孔回填材料導熱系數(shù)(W/(m?K)λs——埋管周圍巖土的導熱系數(shù)(W/(m?K)h——循環(huán)水與管壁之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)[W/(m2?K)]循環(huán)水與管壁之間的對流換熱系數(shù)h可使用迪圖斯-貝爾特(Dittus-Boelter)公式進行計算:=0.023(A.0.2-3)(A.0.2-4)式中:ν——運動黏度系數(shù)(m2/s);λ——載熱流體導熱系數(shù)(W/(m?K));υ——流速(m/s);α——導溫系數(shù)(m2/s);n——加熱流體時,n=0.4,冷卻流體時,n=0.3;Din——特征長度。式中采用管道進、出口2個截面的算術平均值為定性溫度,實際應用時,可根據(jù)表A.0.2選擇比較合適的載熱流體物性參數(shù)。Din的實驗驗證范圍為:水導熱系數(shù)密度動力黏度凝固點(℃)(W/(m?K)(kJ/(kg?℃)(kg/m3)(N?s/m2)(℃)00.5624.217999.80.001791050.5724.2021000.00.00152000.5824.192999.80.0013080水導熱系數(shù)密度動力黏度凝固點(℃)(W/(m?K)(kJ/(kg?℃)(kg/m3)(N?s/m2)(℃)0.5914.186999.20.0011390200.6004.182998.30.0010030250.6084.180997.20.0008910300.6154.178995.80.0007980350.6224.178994.10.0007200400.6294.179992.30.0006530水溶液導熱系數(shù)(W/(m?K)(kJ/(kg?℃)密度(kg/m3)動力黏度(N?s/m2)凝固點(℃)25%乙二醇0.4803.7951052.00.005200-14.033%乙二醇0.4533.5651068.00.007600-21.0附錄B地埋管外徑及壁厚B.0.1聚乙烯(PE)管外徑及公稱壁厚應符合表B.0.1的規(guī)定。公稱外徑De平均外徑公稱壁厚/材料等級最小最大公稱壓力1.0MPa1.25MPa1.6MPa2525.025.3-2.3+0.5/PE80-3232.032.3-3.0+0.5/PE803.0+0.5/PE1004040.040.4-3.7+0.6/PE803.7+0.6/PE1005050.050.5-4.6+0.7/PE804.6+0.7/PE1006363.063.64.7+0.8/PE804.7+0.8/PE1005.8+0.9/PE1007575.075.74.5+0.7/PE1005.6+0.9/PE1006.8+1.1/PE1009090.090.95.4+0.9/PE1006.7+1.1/PE1008.2+1.3/PE100110.06.6+1.1/PE1008.1+1.3/PE10010.0+1.5/PE100125.0126.27.4+1.2/PE1009.2+1.4/PE10011.4+1.8/PE100140.0141.38.3+1.3/PE10010.3+1.6/PE10012.7+2.0/PE100160.0161.59.5+1.5/PE10011.8+1.8/PE10014.6+2.2/PE100180.0181.710.7+1.7/PE10013.3+2.0/PE10016.4+3.2/PE100200200.0201.811.9+1.8/PE10014.7+2.3/PE10018.2+3.6/PE100225225.0227.113.4+2.1/PE10016.6+3.3/PE10020.5+4.0/PE100250250.0252.314.8+2.3/PE10018.4+3.6/PE10022.7+4.5/PE100280280.0282.616.6+3.3/PE10020.6+4.1/PE10025.4+5.0/PE100315315.0317.918.7+3.7/PE10023.2+4.6/PE10028.6+5.7/PE100355355.0358.221.1+4.2/PE10026.1+5.2/PE10032.2+6.4/PE100400400.0403.623.7+4.7/PE10029.4+5.8/PE10036.3+7.2/PE100B.0.2聚丁烯(PB)管外徑及公稱壁厚應符合表B.0.2的規(guī)定。表B.0.2聚丁烯(PB)管公稱外徑De平均外徑公稱壁厚最小最大2525.025.32.3+0.43232.032.32.9+0.44040.040.43.7+0.55050.050.54.6+0.66363.063.65.8+0.77575.075.76.8+0.89090.090.98.2+1.0110.010.0+1.1125.0126.211.4+1.3140.0141.312.7+1.4160.0161.514.6+1.6C.0.1豎直地埋管換熱器的熱阻計算宜符合下列要求:1傳熱介質與U形管內壁的對流換熱熱阻可按下式計算:(C.0.1-1)式中:Rf——傳熱介質與U形管內壁的對流換熱熱(m·K/W);di——U形管的內徑(mK——傳熱介質與U形管內壁的對流換熱[W/(m2·K)]。2U形管的管壁熱阻可按下列公式計算:0(C.0.1-3)式中:Rpe——U形管的管壁熱阻(m·K/W);λp——U形管導熱系數(shù)[W/(m·K)];d0——U形管的外徑(m);de——U形管的當量直徑(m對單U形管,n=2;對雙U形管,n=4。3鉆孔灌漿回填材料的熱阻可按下式計算:(C.0.1-4)式中:Rb——鉆孔灌漿回填材料的熱阻(m·K/W);λb——灌漿材料導熱系數(shù)[W/(m·K)];db——鉆孔的直徑(m)。4地層熱阻,即從孔壁到無窮遠處的熱阻可按下列公式計對于單個鉆孔:(C.0.1-5)(C.0.1-6)對于多個鉆孔:式中:Rs——地層熱阻(m·K/W);I——指數(shù)積分公式,可按公式(C.0.1-6)計算;λs——巖土體的平均導熱系數(shù)[W/(m·K)];a——巖土體的熱擴散率(m2/s);γb——鉆孔的半徑(m);τ——運行時間(s);xi——第i個鉆孔與所計算鉆孔之間的距離(m)。河北省幾種典型土壤、巖土及回填料的熱物性參數(shù)可參考表C.0.1確定。序號巖土名稱天然含水量ω(%)密度ρ(kg/m3)導熱系數(shù)λ(W/m·K)導溫系數(shù)α(m2/h)比熱容c(kJ/kg·K)1粉土15900.630.001292粉土22.919200.001583粉土26.921300.002644粉土25.318500.001785粉土2619300.002226粘性土26.319900.001647粘性土20000.001528粘性土29.820500.001719粘性土30.121100.00197粘性土2721700.00183粘性土2920200.00184粘性土31.421400.00223粘性土2020900.00136細砂22.118000.00209細砂15700.730.00165細砂5.513100.640.001761序號巖土名稱天然含水量ω(%)密度ρ(kg/m3)導熱系數(shù)導溫系數(shù)α(m2/h)比熱容c(kJ/kg.K)細砂814200.650.001960.84細砂14600.860.0021714900.790.002010.952015100.002550.9921粗砂12600.0028522礫砂8.919500.002810.9323礫砂5.316000.00280.8424粗礫砂23.321300.0022825粗礫砂21.922000.00188269.518600.003180.882718300.940.001980.9328卵石+砂9.818400.003580.8929砂巖-22500.00350.8430石灰?guī)r-27000.00460.9131石灰?guī)r-22500.002450.8432石灰?guī)r-20000.002270.9233石灰?guī)r-17000.930.002140.9234大理石+花崗巖-30003.60.005170.8435大理石+花崗巖-28003.450.004870.9136花崗巖-27000.00460.9137石灰質凝灰?guī)r-13000.520.001570.9238灰質頁巖-17600.830.001665短期連續(xù)脈沖負荷引起的附加熱阻可按下式計算:Rsp=(C.0.1-8)式中:Rsp——短期連續(xù)脈沖負荷引起的附加熱阻(m·K/W);τp——短期脈沖負荷連續(xù)運行的時間。C.0.2豎直地埋管換熱器鉆孔的長度計算宜符合下列要求:1制冷工況下,豎直地埋管換熱器鉆孔的長度可按下式計(C.0.2-1)F/Tc2(C.0.2-2)式中:Lc——制冷工況下,豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度(m);Qc——水源熱泵機組的額定冷負荷(kW);tmax——制冷工況下,地埋管換熱器中傳熱介質的設計平均溫度,通常取33~36℃;t∞——埋管區(qū)域巖土體的初始溫度(℃);Fc——制冷運行份額;Tc1——一個制冷季中水源熱泵機組的運行小時數(shù),當運行時間取一個月時,Tc1為最熱月份水源熱泵機組的運行小時數(shù);Tc2——一個制冷季中的小時數(shù),當運行時間取一個月時,Tc2為最熱月份的小時數(shù)。2供熱工況下,豎直地埋管換熱器鉆孔的長度可按下式計1000QhRf+Rpe+Rb+Rs×Fh+Rsp×(1-Fh)(COP-1)Lh=(t∞-tmin)(C.0.2-3)F/T式中:Lh——供熱工況下,豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度(m);Qh——水源熱泵機組的額定熱負荷(kW);COP——水源熱泵機組的供熱性能系數(shù);tmin——供熱工況下,地埋管換熱器中傳熱介質的設計平均溫度,通常取-2~6℃;Fh——供熱運行份額;Th1——一個供熱季中水源熱泵機組的運行小時數(shù);當運行時間取一個月時,Th1為最冷月份水源熱泵機組的運行小時數(shù);Th2——一個供熱季中的小時數(shù);當運行時間取一個月時,Th2為最冷月份的小時數(shù)。附錄D地埋管壓力損失設計計算D.0.1確定管內流體的流量、公稱直徑和流體特性。D.0.2根據(jù)公稱直徑,確定地埋管的內徑。D.0.3計算地埋管的斷面面積A:(D.0.3)式中:A——地埋管的斷面面積(m2dj——地埋管的內徑(m)。D.0.4計算管內流體的流速V:(D.0.4)式中:V——管內流體的流速(m/s);G——管內流體的流量(m3/h)。D.0.5計算管內流體的雷諾數(shù)Re,Re應該大于2300以確保紊流:(D.0.5)μ式中:Re——管內流體的雷諾數(shù);ρ——管內流體的密度(kg/m3μ——管內流體的動力黏度(N·s/m2)。D.0.6計算管段的沿程阻力Py:P=0.158×p0.75×μ0.25×dj-1.25×V1.75(D.0.6-1)Py(D.0.6-2)式中:Py——計算管段的沿程阻力(Pa);Pd——計算管段單位管長的沿程阻力(Pa/m);L——計算管段的長度(m)。D.0.7計算管段的局部阻力Pj:×Lj(D.0.7)式中:Pj——計算管段的局部阻力(Pa);Lj——計算管段管件的當量長度(m)。管件的當量長度可按表D.0.7計算。表D.0.7管件當量長度表名義管徑彎頭的當量長度T形三通的當量長度(m)90°標準型90°長半徑型45°標準型180°標準型旁流三通直流三通直流三通后縮直流三通后縮小1/21″De250.80.50.40.50.70.85/4″De320.70.52.10.70.93/2″De400.80.62.40.82″De500.82.53.15/2″De633.13.7De752.33.74.62.12.37/2″De902.74.65.52.42.74″De1103.12.05.26.42.02.73.1De1254.02.52.06.47.62.53.74.0De1604.93.12.47.69.23.14.34.9De2006.14.03.14.05.56.1D.0.8計算管段的總阻力Pz:P=Py+Pj(D.0.8)式中:Pz——計算管段的總阻力(Pa)。1為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1)表示很嚴格,非這樣做不可的用詞:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”;2)表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的用詞:正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”;3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”;表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。2條文中指明應按其他有關標準執(zhí)行的寫法為:“應符合……的規(guī)定”或“應按……執(zhí)行”。1《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB503662《供水水文地質勘察規(guī)范供水水文地質勘察規(guī)范》GB500273《供水管井技術規(guī)范》GB502964《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》CJJ1015《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB502436《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB502437《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB502748《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB502439《室外給水設計規(guī)范》GB5001310《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50286河北省工程建設標準地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程條文說明《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程》B13(J)/T107-2016,經(jīng)河北省住房和城鄉(xiāng)建設廳2017年1月12日以冀建工[2017]4號文發(fā)布。為便于有關人員在使用本規(guī)程時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定,編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明,對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需要注意的有關事項進行了說明。但是,本條文說明不具備與規(guī)程正文同等的法律效力,僅供使用者作為理解和把握條文規(guī)定的參考。 522術語 533地源熱泵系統(tǒng)工程勘察 543.2地埋管換熱系統(tǒng)勘察 543.3地下水換熱系統(tǒng)勘察 554地源熱泵系統(tǒng)工程設計 594.1地埋管換熱系統(tǒng)設計 594.2地下水換熱系統(tǒng)設計 614.3熱泵機房設計 655地源熱泵系統(tǒng)工程施工 665.3熱泵機房施工 666地源熱泵系統(tǒng)檢驗、調試與驗收 686.2地埋管換熱系統(tǒng)檢驗 681.0.1制定本規(guī)程的宗旨。地源熱泵系統(tǒng)可利用淺層地熱能資源進行供熱與空調,具有良好的節(jié)能與環(huán)境效益,近年來在國內得到了日益廣泛的應用。但由于相應規(guī)范標準的滯后,地源熱泵系統(tǒng)的推廣出現(xiàn)較多問題工程。許多項目在沒有對當?shù)刭Y源狀況進行充分評估的條件下,即進行實施,造成了系統(tǒng)工作不正常,影響了地源熱泵系統(tǒng)的進一步推廣和使用。為了規(guī)范地源熱泵系統(tǒng)的勘察、設計施工及驗收,確保地源熱泵系統(tǒng)安全可靠地運行以及更好的發(fā)揮其節(jié)能效益,特此修定本規(guī)程。1.0.2規(guī)定了本規(guī)程適應的范圍。1.0.3本條文的目的是強調在執(zhí)行本規(guī)程的同時,還應貫徹執(zhí)行其他相關標準、規(guī)范等的有關規(guī)定。2.0.4地熱能交換系統(tǒng)是低位熱能采集系統(tǒng),向巖土體、地下水、地表水、海水、城市污水中取熱或釋熱,為地源熱泵系統(tǒng)提供低品位的冷熱量的熱交換系統(tǒng)??煞譃榈芈窆軗Q熱系統(tǒng)、地下水換熱系統(tǒng)、地表水換熱系統(tǒng)、海水換熱系統(tǒng)與污水換熱系統(tǒng)。地表淡水包括江、河、湖水與工業(yè)冷卻水等。污水包括生活污水與工業(yè)廢水等。3.2地埋管換熱系統(tǒng)勘察3.2.1工程場地的資源條件以及是否允許使用,是應用地源熱泵系統(tǒng)的基礎,在地源熱泵系統(tǒng)設計的初期階段,應按照建筑物的設計供暖、供冷負荷的要求,對工程場地資源條件(即工程場地狀況)、巖土類型、分布、厚度、水文地質條件、地層溫度分布情況等進行調查或勘察,為地源熱泵項目的可行性評估和地源熱泵工程設計提供依據(jù)。3.2.2工程場地可利用面積應滿足埋設水平或豎直地埋管換熱器(地埋管系統(tǒng))的需要。同時應滿足放置和操作施工機具及埋設室外管網(wǎng)的需要。3.2.31地層構造決定地埋管換熱器的建造工藝和建造成本,是地埋管換熱系統(tǒng)勘察的主要內容。采用水平地埋管換熱器時,地埋管換熱系統(tǒng)勘察采用槽探、坑探或釬探進行,槽探是為了了解構造線和破碎帶寬度、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。探槽應根據(jù)場地形狀確定,探槽的深度一般超過埋管深度1m。采用豎直地埋管換熱器時,地埋管換熱系統(tǒng)的勘察采用鉆探進行。鉆探方案應根據(jù)場地大小確定,勘探孔深度比鉆孔至少深5m。2可直接采用埋管區(qū)域已有權威部門認可的巖土體熱物性參數(shù),否則應進行巖土體導熱系數(shù)、密度、含水率、孔隙率等熱物性參數(shù)測定。測定的方法可采用實驗室法和現(xiàn)場測定法。1)實驗室測定:對勘探孔不同深度的巖土體樣品進行測定,并以其深度加權平均,計算該勘探孔的巖土體熱物性參數(shù)。對測試坑不同水平長度的巖土體樣品進行測定,并以其長度加權平均,計算該測試坑的巖土體熱物性參數(shù)。2)現(xiàn)場測試巖土體:巖土體測試應在埋管狀況穩(wěn)定后進行。根據(jù)埋管深度或長度,測試一般應在測試埋管安裝完畢靜置48h以上進行,水泥基測試孔應靜置10d以上進行,以保證恢復到巖土體初始溫度。兩個勘探孔(坑)及兩個以上勘探孔(坑)的測試,其測試結果取算術平均值。3水平和淺孔(25m以內)地埋管換熱器對淺層巖土體溫度的變化比較敏感,所以應了解巖土體溫度隨深度的變化情況。5地下水的情況對于土壤取熱和釋熱后溫度的自然恢復能力非常重要,在良好的地下水情況下,土壤溫度變化后自然恢復能力很強,在沒有地下水的情況下,土壤溫度變化后自然恢復能力較弱。3.2.12公式中單位延米換熱量修正系數(shù)a,是嚴格按照國家規(guī)范進行測試得到的數(shù)據(jù),主要考慮測試時間和工況都不同于實際運行時間和工況。3.3地下水換熱系統(tǒng)勘察3.3.2工程場地的資源條件以及是否允許使用,是應用地下水地源熱泵系統(tǒng)的基礎,在地下水地源熱泵系統(tǒng)設計的初期階段,應按照建筑物的設計供暖、供冷負荷的要求,對工程場地資源條件(即工程場地狀況)、巖土類型、分布、厚度、水文地質條件、地層溫度分布情況等進行調查或勘察,為地下水地源熱泵項目的可行性評估和工程設計提供依據(jù)。3.3.31地下水存在于各種自然條件下,其聚集、運動的過程各不相同,因而在埋藏條件、分布規(guī)律、水動力特征、物理性質、化學成分、動態(tài)變化等方面都具有不同特點。地下水按其埋藏條件可以分為三大類:1)孔隙含水層:大多數(shù)是松散沉積物,如砂卵石含水層,各種砂含水層。為地下水源熱泵的常見的地下水源。2)裂隙含水層:主要是各種堅硬巖石所構成的含水層,如砂巖裂隙含水層,片麻巖風化裂隙含水層,玄武巖節(jié)理裂隙含水層等。3)巖溶裂隙含水層:是指可溶巖層溶隙發(fā)育構成的含水層,以碳酸鹽類巖石為主,如石灰?guī)r和白云巖構成的巖溶含水層。根據(jù)含水層的埋藏條件及水力學狀態(tài)可劃分為兩大類,即:承壓含水層:是兩個不透水層或弱透水層之間所夾的完全飽和水的含水層,含水層任一點的壓強都大于一個大氣
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