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節能技術 | 2014/7/14

地源熱泵系統工程技術規程

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。


換熱介質

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換熱的一種液體。 一般為水或添加防凍劑的水溶液。

 

地埋管換熱系統

換熱介質通過地埋管換熱器與巖土體進行熱能交換的系統,也稱土壤熱交換系統。


地埋管換熱器

供換熱介質與巖土體換熱用,由埋于地下的密閉循環管組構成的換熱器。根據 管路埋置方式的不同,分為豎直地埋管換熱器和水平地埋管換熱器。


豎直地埋管換熱器

豎直埋置在巖土體內的地埋管換熱器。

 

水平地埋管換熱器

水平埋置在巖土體內的地埋管換熱器。

 

地表水換熱系統

與地表水進行換熱的能量交換系統,分為開式地表水換熱系統和閉式地表水換熱系統。

 

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換熱的系統。


閉式地表水換熱系統

將封閉的換熱管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水體中,換熱介質通過換熱管管壁與地表水進行換熱的系統。


環路集管

連接各并聯環路的集合管。


復合式換熱系統

利用巖土體、地下水、地表水、空氣、太陽能等兩種以上低位熱源進行熱交換的系統。包括地埋管與冷卻塔復合的換熱系統、地埋管與地表水復合的換熱系統、地埋管與太陽能復合的換熱系統等。


巖土原始溫度

自然條件下巖土體的溫度。


巖土熱響應試驗

利用測試孔在一定條件下進行的連續散熱(或取熱)試驗,以獲得巖土熱物性參數的試驗。

 

巖土綜合熱物性參數

表征試驗深度內巖土層的綜合熱物性參數,如綜合導熱系數、綜合比熱容等。

 

熱泵機組制熱/制冷性能系數

熱泵機組的制冷/制熱量與輸入能量之比,單位:kW/kW。

 

系統(制熱/制冷)能效比

地源熱泵系統的制冷/制熱量與輸入能量之比,單位:kW/kW。



 


地源熱泵系統工程勘察   

 

3.1 一般規定


3.1.1、地源熱泵系統工程方案設計前應進行工程勘察。

3.1.2、工程勘察應根據地源熱泵系統形式,搜集利用擬建工程場區及鄰近區域工程地質、水文地質勘察資料,地表水文監測資料,合理制定勘察方案。

 




3.2、地埋管地源熱泵系統工程勘察

 

3.2.1、勘察應包括以下內容:

1  場地現狀;

2  地層結構、巖性及其分布;
3  巖土原始溫度;

4  巖土熱物性參數;
5  地下水水位及分布;
6  地埋管換熱功率。

3.2.2、勘探深度應不小于預計地埋管換熱器埋設的最大深度,勘探孔數量應符合下列規定:

1  埋管面積小于 3000m2 時,勘探孔數量不少于 1 個;

2  埋管面積大于 3000m2、小于等于 10000 m2 時,勘探孔數量不少于 2 個;

3  埋管面積大于 10000 m2 時,每增加 10000 m2 增加 1 個勘探孔。

3.2.3、勘探孔數為 1 個時,宜布置在埋管區的中部;大于等于 2 個時,應根據埋管區域平面形態和場地狀況合理布置。

3.2.4、勘察過程中的現場鉆探應取芯鉆進,鉆進回次進尺不大于 2.0m,終孔孔深誤差不大于 0.5%。

3.2.5、鉆探過程中應采取巖土樣品進行常規物理性質指標測試,取樣間距不宜大于4.0m。

3.2.6、巖土原始溫度測試應符合下列要求:

1  在地溫恢復后進行,地溫恢復時間不少于10天;

2  測溫深度不小于預計地埋管換熱器最大設置深度;

3  測溫點間距不大于 5.0m;

4  測溫允許誤差為?.2℃。

3.2.7、埋管面積大于3000m2 的地源熱泵系統工程宜進行巖土熱響應試驗,埋管面積大于5000m2 應進行巖土熱響應試驗,熱響應試驗孔的數量應符合以下規定:
1  埋管面積大于10000m2、小于等于20000m2 時,熱響應試驗的測試孔數量不少于2個;

2  埋管面積大于20000m2時,埋管面積每增加20000m2 增加1個熱響應試驗測試孔。

3.2.8、熱響應試驗宜采用恒熱流法,試驗方法和技術要求見附錄B。

3.2.9、當工程設計需要各巖土層熱物性參數時,應分層采取巖土樣品進行測試,采取的樣品應符合下列要求:

1  樣品為原狀巖土樣;

2  主要巖土層的樣品數量宜不少于 3 件。

3.2.10、室內巖土的熱物性參數測試應符合以下要求:

1  測試方法根據試樣巖性確定;

2  加工后的試樣應保持巖土的原結構和含水量;

3  測試過程中試樣與測試儀器的感溫工作面緊密接觸; 

4  進行2次平行測試。

3.2.11、勘察報告應包括以下內容: 

1  項目概況;

2  勘察工作概況;
3  場地現狀; 

4  擬建場區地質條件;
5  適宜性評價;

6  結論與建議。 

 





3.3、地表水地源熱泵系統工程勘察

 

3.3.1、勘察應包括以下內容:

1  場地現狀;

2  地表水水源性質、水面用途、深度、面積及其分布;

3  地表水水源水位、不同深度的水溫動態變化;
4  地表水流速和流量動態變化;

5  地表水水質及其動態變化;
6  地表水利用現狀;

7  河床或湖底的巖性和淤積情況,岸帶穩定性;

8  地表水取水和退水的適宜地點及路線。

3.3.2、地表水資源勘察宜取得不少于一個水文年的豐水期、枯水期、平水期的水文資料。

3.3.3、勘察報告應包括以下內容:
1  項目概況;

2  勘察工作概況;
3  場地概況;

4  地表水資源條件;
5  適宜性評價;
6  結論與建議。  

 



4、地源熱泵系統工程設計

 

4.1、一般規定 

 

4.1.1、在空調系統冷熱源選擇時,宜將地源熱泵列為重要的比選方案。

4.1.2、采用地源熱泵系統方案時,應對現場條件、能源政策、節能效果、經濟效益、環境影響等進行可行性分析。

4.1.3、地源熱泵系統方案設計時,應對系統全年冷、熱負荷特性進行分析,宜與其它空調冷熱源組成復合冷熱源。 

 




4.2、地埋管換熱系統設計

 

4.2.1、地埋管地源熱泵系統的容量應考慮系統冷、熱負荷與地埋管有效埋設空間的合理匹配;地埋管的換熱量應有冗余度。

4.2.2、地埋管地源熱泵系統應進行全年冷、熱負荷計算,計算周期至少為 1 年;設計宜包括系統十年以上巖土溫度場數值模擬以及運行預期效果和分析。

4.2.3、地埋管地源熱泵宜設置地溫場監測系統。

4.2.4、地埋管地源熱泵系統的埋管如設在建筑物的基礎下時,應與有關專業協調。

4.2.5、地埋換熱管埋管區域,應避開地下各種管線與重型車輛的車道,并為未來可能有的管線施工預留空間。

4.2.6、地埋換熱管與管件應符合以下規定:

1  換熱管與管件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,兩者應為相同材料,質量應符合國家現行標準中的各項規定。

2  換熱管與管件的公稱壓力及使用溫度應滿足設計要求,且公稱壓力值不應小于 1.0MPa;換熱管的外徑及壁厚可按本規程附錄 C 的規定選用。

4.2.7、地埋換熱管內的換熱介質一般為水,也可選用符合下列要求的其它介質:

1  安全,腐蝕性弱,與換熱管材無化學反應;

2  冰點較低;

3  傳熱性能良好,摩擦阻力系數較??; 

4  易于購買、運輸和儲藏。

4.2.8、豎直換熱孔的回填料應根據地質條件確定,回填料的導熱系數不應低于周圍巖土體的導熱系數。

4.2.9、地埋換熱管的設計長度應滿足熱泵系統最大取熱量或最大釋熱量的要求;當全年累計取熱量和釋熱量不平衡時,應采取可靠的熱量平衡措施。

4.2.10、地埋管換熱長度應通過計算確定。計算時應考慮管材、巖土體及回填料熱物性的影響,宜采用專用軟件進行。豎直地埋換熱管的設計計算也可按照附錄 D 的方法。

4.2.11、設計地埋管換熱器時,環路集管不應計入地埋換熱器總長度內。

4.2.12、除樁基埋管外,豎直地埋換熱管埋管深度宜大于 60m,小于 120m;單 U 管鉆孔孔徑不宜小于 110mm,雙 U 管鉆孔孔徑不宜小于 140mm;鉆孔間距宜為4m~6m;水平環路集管距地面不宜小于 1.5m,且應在最大凍深以下 0.6m。

4.2.13、地埋換熱管內的流體應保持紊流狀態,單 U 形管內的流速不宜小于0.6m/s,雙 U 形管內的流速不宜小于 0.4m/s,水平環路集管敷設坡度不應小于0.002。

4.2.14、地埋管換熱系統的位置應遠離水井及室外排水設施,并宜鄰近機房或以機房為中心。

4.2.15、豎直地埋換熱管環路兩端應分別與供、回水環路集管(或中間分、集水器)相連接,且宜同程布置;與每對供、回水環路集管(或分、集水器)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。

4.2.16、大型項目中,豎直地埋換熱管應分組連接,每組換熱器的數量宜相等,且每組集管連接的豎直換熱管環路數不宜超過 8 個。

4.2.17、地埋換熱管系統宜分區域設計,宜與主機容量適應。

4.2.18、地埋換熱管系統設計時,應考慮系統的工作壓力,應控制最低點在1.5MPa 以內。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、地表水換熱系統設計

 

4.3.1、地表水地源熱泵系統形式應根據水體的面積、深度、水質、水位、水溫、徑流量、現用途、系統經濟性以及與項目現場條件等因素確定。

4.3.2、開式地表水換熱系統宜采用直接供水系統。

4.3.3、地表水取水口應設置在回淤強度弱、水質較好、水體最低水位下較深處;取水量變化較大或需要連續運行時,應設置多根取水管。

4.3.4、地表水取水口應避開水系中的集中排熱點,退水口應位于取水口下游較遠處;對于雙向流動的水系,應避免取、退水口之間的熱傳遞。

4.3.5、地表水取、退水口應鄰近項目現場;系統取水所提升的水位不應過大;對于水位變化較大的水體,取水泵宜采用變頻調速控制。

4.3.6、地表水取水系統應根據水質情況確定水處理方案;取水段宜設機械或人工清污的攔污格柵裝置;水泵壓出段宜設自動反沖洗過濾器。

4.3.7、熱泵機組的換熱管材質和管型應根據水質情況和清洗、除污措施確定。淡水系統的換熱管通??蛇x銅管或銅鎳合金管;

4.3.8、開式直接供水的地表水系統應采用在線自動清洗裝置。

4.3.9、開式地表水系統應具有藥物滅藻功能。

4.3.10、閉式地表水換熱系統設計方案,應根據工程勘察資料、地表水體的面積、深度、水質、水位、水溫、現用途、徑流量、系統經濟性等情況綜合確定。

4.3.11、閉式地表水換熱系統的換熱量,應滿足系統設計釋熱量和取熱量的要求。

4.3.12、閉式地表水換熱器的型式,應由水體的面積、深度、水質等因素確定。

4.3.13、閉式地表水換熱器換熱單元的換熱性能和規格應通過計算或試驗確定;換熱管內的流體應保持紊流狀態。

4.3.14、閉式地表水換熱器選擇計算時,夏季工況下的接近溫度宜取 2℃~10℃, 冬季的接近溫度宜取 1.5℃~6℃;設計工況換熱器夏季出水溫度不應高于 32℃, 冬季不宜低于 5℃。

4.3.15、閉式地表水換熱系統宜為同程布置。各中間分、集水器所轄并聯環路的水阻力宜相同;環路管道的布置應與水體形狀相適應,供、回水集管宜分開布置。

4.3.16、閉式地表水換熱盤管應可靠地固定在水體底部,換熱盤管的底部與水體底部的距離不應小于 0.2m;換熱盤管的頂部與地表水最低水位距離不應小于1.5m。換熱單元間應保持一定的距離。

4.3.17、閉式地表水換熱系統的設計應確保系統壓力不超過換熱盤管的承壓能力。

4.3.18、地表水換熱盤管的位置應遠離其他取、退水口。

4.3.19、地表水換熱盤管水系統宜采用變流量調節。

4.3.20、地表水換熱盤管管材與傳熱介質應分別符合本規程 4.2.6 條、第 4.2.7 條 的規定。

 




4.4 熱泵機房系統設計

 

4.4.1、地源熱泵系統的機房設計,應符合國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019 的規定。其中涉及生活熱水或其他熱水供應部分,應符合國家標準《建筑給水排水設計規范》GB50015 的規定。

4.4.2、熱泵機組的裝機容量,應按空調計算負荷確定,不另作附加。

4.4.3、地源熱泵系統需要輔助冷源時,可以增設冷卻塔,也可以增設冷水機組系統或風冷熱泵系統;需要輔助熱源時,可以增設風冷熱泵或其他熱源設備。

4.4.4、地源熱泵系統與其他冷熱源系統宜在空調水側合并構成多源復合式水系統,不宜采用各自獨立的水系統。

4.4.5、有條件時可利用地源熱泵空調系統作為生活熱水供應系統的熱源。

4.4.6、在有峰谷電價的地區應考慮增設蓄熱(冷)裝置。

4.4.7、熱泵機組的性能與臺數,應適應空調負荷全年變化規律,滿足季節及部分負荷要求,一般不宜少于兩臺。

4.4.8、熱泵機組使用的制冷劑,必須符合國家現行的環保規定。

4.4.9、熱泵機組、水泵、末端裝置等設備和管路及部件的工作壓力,應不大于其額定工作壓力。

4.4.10、地源側換熱系統循環水泵的流量,應由所配主機與水系統設計溫差確定;水泵的揚程應由循環管路的水力計算確定。

4.4.11、開式地表水換熱系統循環水泵的安裝高度應滿足水泵允許吸水高度的要求,水力計算時應結合水質條件予以修正,并應考慮取、退水口落差和地表水位 的變化。

4.4.12、管道的水力計算應依據管內換熱介質的水力特性;管道的阻力損失可按附錄 E 計算。

4.4.13、地源側換熱管系統宜具有反沖洗功能。

4.4.14、閉式管路換熱系統應設置排氣、定壓、膨脹、自動補水以及水過濾裝置。

4.4.15、熱泵機組應與各相關設備電氣聯鎖,順序啟停;采用自動方式運行時,宜采用由冷(熱)量、地源側換熱管水溫等參數優化控制運行方式。

4.4.16、熱泵機房內系統的監測與控制可包括參數檢測、參數與設備狀態顯示、自動調節與控制、工況自動轉換、設備聯鎖與自動保護、能量計量以及中央監控 與管理等。

4.4.17、地埋管地源熱泵機組采用開式冷卻塔作為冬夏季地源側熱平衡調節手段時,應增設板式換熱器。

4.4.18、直供機組的熱泵系統的供冷、供熱水側切換管路,應具有放水與清洗功能。

4.4.19、采用板式換熱器的地表水熱泵系統機房,應有清洗、維護換熱器的空間;必要時,可設置備用換熱器。




地源熱泵系統工程施工

 

5.1、一般規定


5.1.1、地源熱泵系統施工應根據工程勘察報告、設計文件和場地現狀合理制定施工方案,施工前應編制專項施工組織設計。

5.1.2、施工遇既有地下管線、構筑物和文物古跡時,應予以保護;地表水換熱系統的施工應報請水務、航運等相關部門批準,不得對航運、防汛等造成影響。

5.1.3、地源熱泵換熱系統的管接頭、U型彎管、變徑管等配件應選用成品件。管 材、管件及連接等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和《地源熱泵系統用聚乙烯管材及管件》CJ/T317的要求,且具有質量檢 驗報告和出廠合格證。施工現場應采取措施對管材管件實施防護。

5.1.4、必要時,應對地源熱泵系統換熱區域或輸水管線位置做出明顯標識。 

 




5.2、地埋管換熱系統施工

 

5.2.1、地埋管施工設備和鉆進工藝,應根據換熱孔孔徑、孔深及地層條件等因素合理確定。

5.2.2、換熱孔的成孔施工應符合下列規定:

1  鉆進過程中應采取護壁措施,確??妆诜€定; 

2  鉆孔深度能滿足下入地埋換熱管要求;

3  鉆進過程中進行鉆孔垂直檢查,檢查數量和控制標準應符合第 6.2.1 的規定。

5.2.3、地埋換熱管的制作應符合下列規定;

1  除 U 型彎頭外,換熱管應為整根管材,中間不得拼接;

2  采用熱熔或電熔連接;

3  組對好的 U 型管應進行水壓試驗,管口端部應及時密封。

5.2.4、地埋換熱管應在有壓狀態下入鉆孔,并符合以列要求:

1  應用專用工具將換熱管送至設計深度;

2  換熱管間應以管卡支撐,使 U 型管處于分開狀態。

5.2.5、地埋管換熱孔的回填應符合下列要求:

1  回填材料及配比應符合設計要求,漿液水灰比應能滿足注漿回填要求; 

2  回填采用注漿管自孔底向上進行;

3  回填結束后,應檢查回填質量,沉陷部分應及時補漿。

5.2.6、當換熱器位于建筑基礎底部時,下入孔內的換熱管長度應在設計長度的基礎上適當增加,換熱管兩端應密封、標識,基坑開挖時應采取保護措施。

5.2.7、地源熱泵系統的水平連接管施工宜按以下要求進行:

1  管溝開挖應根據表層土性和地下水位埋深合理確定開挖方案,必要時采取圍護措施,防止坑壁滑塌;

2  水平連接管鋪設前,溝槽底部先鋪設相當于管徑厚度的細沙; 

3  管道不應有折斷、扭結等現象,應防止石塊等重物撞擊管身; 

4  水平連接管安裝完成后,應進行水壓試驗,確認無泄漏后回填; 

5  回填料宜采用中粗砂,回填應均勻、密實。

5.2.8、當環境溫度低于 0℃時,不宜進行地埋管換熱系統的施工。 

 




5.3、地表水換熱系統施工

 

5.3.1、開式地表水換熱系統施工應符合以下規定:

1  取水構筑物的施工工藝應根據取水水體類型和取水構筑物固定形式及設計要求確定;

2  管道的敷設、安裝、固定和管道支墩施工,應符合國家現行標準《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268 的有關規定;

3  通航河道宜在取水構筑物和退水口外側設置固定保護承臺; 

4  系統連接完成后應進行水壓試驗。

5.3.2、閉式地表水換熱器和襯墊物的制作應符合以下規定:

換熱盤管制作前應對換熱管進行水壓試驗;

2  換熱器的綁扎材料應選用有足夠強度的耐腐蝕材料;

3  換熱器盤管各綁扎點必須牢固,且不得對換熱器造成損傷; 

4  盤管不得扭結;

5  襯墊物應選擇耐腐蝕材料,型式和尺寸應根據換熱器型式和地基條件制作。

5.3.3、閉式地表水換熱器安裝應符合以下要求:

1  襯墊物安裝應平整、堅固,地基強度應滿足要求。

2  夏季盤管制作完成后應及時安裝,不得長時間曝曬。

3  襯墊物平面定位誤差不得大于 200mm,高程誤差不得大于 50mm,

5.3.4、閉式地表水換熱系統水平連接管施工應符合本規程 5.2.7 條的相關規定。

5.3.5、閉式地表水換熱系統安裝完成后,應進行管道沖洗和水壓試驗。 

 




5.4、熱泵機房系統施工

 

5.4.1、水源熱泵機組、附屬設備、管道、管件及閥門的型號、規格、性能及技術參數等應符合設計要求,并具備產品合格證書、產品性能檢驗報告及產品說明書等文件。

5.4.2、熱泵機房系統安裝應符合國家標準《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規范》GB50274及《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243的規定。

 



地源熱泵系統工程檢驗與驗收

 


6.1、一般規定

 

6.1.1、地源熱泵冷熱源系統的管道、管件等的材質、規格等應符合設計要求和國家現行標準的規定。

6.1.2、水源熱泵機組、附屬設備的型號、規格、性能及技術參數等應符合設計要求。進場時設備應密封良好,隨機合格證、說明文件與配件齊全。

6.1.3、地源熱泵系統中的隱蔽工程,在隱蔽前應經監理人員驗收,形成驗收記錄。 

 




6.2、地埋管換熱系統安裝檢驗

 

6.2.1、鉆孔和水平埋管管溝的位置與深度應符合設計要求  ,鉆孔垂直度偏差應 不大于 1.5%。

檢查數量:鉆孔垂直度抽查率不少于 5%;孔位、孔深、水平埋管位置檢查 率 100%。

檢查方法:垂直度采用測斜儀檢查,其他內容采用卷尺、經緯儀、測繩等測量,查閱成孔的施工與檢測記錄。

6.2.2、地埋管的材質、管徑、壁厚應符合設計要求,表面應無損傷與劃痕,合格后方可使用。

檢查數量:按批隨機抽查一件。

檢查方法:觀察檢查,檢查進場合格證,卡尺測量尺寸。

6.2.3、垂直和水平埋管的安裝位置和深度應符合設計要求。

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:尺量、旁站檢查。

6.2.4、采用的回填材料和配比應符合設計要求。

檢查數量:按每批次抽查。

檢查方法:檢查配比記錄,實物對照檢查。

6.2.5、管道系統安裝完畢后,應按設計要求進行水壓試驗,水壓試驗應符合附錄 F 的相關規定。

檢查數量:系統全數檢查。

檢查方法:旁站檢查,查閱試驗記錄。

6.2.6、管道系統安裝完畢后,應進行管道沖洗,沖洗可結合水壓試驗進行。全部合格后再循環運行 2h 以上,且水質正常后才能與機組連接。 

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:傍站檢查和檢查試驗記錄。 

 




6.3、地表水換熱系統的安裝檢驗

 

6.3.1、開式地表水換熱系統安裝檢驗

1  開式地表水換熱系統管道及配件的管材、管徑、壁厚應符合設計要求。 

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:檢查進場合格證、卡尺測量、觀察檢查。

2  開式地表水換熱系統管道及配件的安裝位置和深度應符合設計要求。 

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:測量、觀察檢查、核查施工記錄。

3  開式地表水換熱系統的取、退水口與管道設備的安裝質量檢驗與水壓試驗應符合現行國家標準《泵站施工規范》SL234 和《通風與空調工程施工質量驗收 規范》GB50243 的相關規定。

6.3.2、閉式地表水換熱系統的安裝檢驗

1  換熱管道的材質、管徑、壁厚和輔助材料質量應符合設計要求。 

檢查數量:按批次檢查。

檢查方法:檢查進場合格證,卡尺測量。

2  襯墊物強度、重量、耐腐蝕性滿足設計要求;重量誤差不大于 10%。 

檢測數量:不少于總數量的 30%,抽檢總數不少于 3 件。
檢查方法:觀察,稱重檢查。

3  換熱器型式、安裝位置和深度應符合設計要求。 

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:尺量,觀察檢查。

4  換熱器管材、襯墊物綁扎應牢固。 

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:觀察,檢查安裝記錄。

5  管道系統安裝完畢后,應按設計要求進行水壓試驗,水壓試驗應符合附錄 F 的相關規定。

檢查數量:系統全數檢查。

檢查方法:旁站,檢查試驗記錄。

6  管道系統安裝完畢后,應進行管道沖洗,沖洗可結合水壓試驗進行。全部合格后再循環運行 2h 以上,且水質正常后才能與機組連接。

檢查數量:全數檢查。

檢查方法:旁站,試驗記錄檢查。

 




6.4、熱泵機房系統安裝檢驗

 

6.4.1、水源熱泵機組及機房內系統的安裝應符合現行國家標準《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規范》GB50274、《風機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范》GB50275 及《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243 有關條文的規定。 

 




6.5、地源熱泵系統調試

 

6.5.1、地源熱泵系統工程的調試應由施工單位負責,監理單位監督,設計單位與建設單位參與和配合。

6.5.2、系統調試前,施工單位應編制調試方案,報送監理單位審核批準;調試結束后,應提供完整的調試資料調試報告。

6.5.3、系統調試的儀器與儀表,性能應穩定可靠,其精度等級和最小分度值應滿足測試要求,并應符合國家有關計量法規與檢定規程的規定。

6.5.4、地源熱泵機房管道設備安裝完成,試壓、清洗合格后方可進行調試。調試應包括設備單機調試和系統聯合調試。調試應符合國家標準《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243 的相關規定。

6.5.5、系統調試中應包括以下內容:

1  開啟循環水泵,檢測各分支環路流量,通過閥門調整,各分支環路水量應達到設計要求,允許偏差不大于 15%;實測循環總水量與設計流量偏差不大于10%。

檢查數量:系統全數檢查。

檢查方法:觀察、旁站、查閱調試報告。

2  水源熱泵機組試運行數據應達到設備技術要求,然后應進行連續 24h 的系 統試運轉,并填寫運轉記錄。

檢查數量:系統全數檢查。

檢查方法:觀察、旁站、查閱 24h 運轉記錄。

3  地源熱泵系統調試應分冬、夏兩季進行,調試結果應達到設計要求;并應編寫調試報告。

檢查數量:系統全數檢查。

檢查方法:旁站、觀察、查閱調試報告。

4  當系統采用防凍劑時,其特性及濃度應符合設計要求。 

檢查數量:每個系統。

檢查方法:取系統水化驗檢查或查閱測試報告。 

 




6.6、地源熱泵系統驗收

 

6.6.1、地源熱泵系統工程竣工驗收,應由建設單位負責,組織施工、設計、監理等單位共同進行。

6.6.2、地源熱泵系統工程驗收時應提供以下驗收文件與資料:

1  圖紙會審記錄、設計變更通知書和竣工圖;

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(開溝)施工記錄;
4  成孔檢測報告;

5  回填施工記錄;

6  壓力試驗報告;

7  隱蔽工程驗收記錄;

8  設備單機試運轉記錄;

9  系統聯合試運轉與調試記錄;

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。

 




地源熱泵系統性能測試


7.1、一般規定

 

7.1.1、地源熱泵系統性能測試應在工程竣工驗收后進行,應分別對制熱、制冷性能進行測試。

7.1.2、地源熱泵系統測試參數應為熱泵機組地源側的供回水溫度、流量;熱泵機組用戶側的供回水溫度、流量;熱泵機組及其他系統設備耗電量和輸入功率。

7.1.3、地源熱泵系統的抽檢數量應符合以下規定:

1  對于集中式熱泵系統,不同類型的機房均需抽樣,且不同類型的機組抽樣不少于 1 臺。

2  對于單體建筑或單戶為單位的熱泵系統,系統總樣本大于30個時,抽樣數量不少于2個,每個系統的機組抽樣不少于1臺。

7.1.4、地源熱泵系統性能測試所使用的全部儀器設備應在標定有效期內使用,儀器設備精度、測量范圍和最小分度值應滿足測試要求。

7.1.5、地源熱泵系統性能測試完成后,應編制性能測試報告,測試報告應包括以下主要內容:

1  工程概況;
2  測試依據;

3  測試儀器和設備;

4  測試方法和數據處理;
5  測試結果和結論。 

 




7.2、測試條件

 

7.2.1、地源熱泵系統性能檢測應在典型制冷和制熱季進行。熱泵機組制熱/制冷性能系數的測定工況應盡量接近機組的的額定工況,機組的負荷率宜達到機組額定值的80%以上;系統能效比的測定工況應盡量接近系統的設計工況,系統的負荷率宜達到設計值的60%以上。

7.2.2、夏季測試時室外氣溫應大于或等于30℃,冬季應小于或等于16℃。室內熱舒適參數檢測(室內溫度和相對濕度)應達到設計要求。

 

 



7.3 測試方法

 

7.3.1、地源熱泵系統的水流量測試對象應為用戶側水流量、地源側水流量和生活熱水水流量(適用時)。水流量的檢測應符合以下要求:

1  測點應布置在流速相對較穩定的直管段上,測點上游直管長度不少于 10 倍管徑、下游直管長度不少于 5 倍管徑。

2  利用系統已有的流量計時應進行校驗。利用移動式超聲波流量計進行檢測時,應進行數據修正。

7.3.2、地源熱泵系統的水溫度測試對象主要為用戶側供/回水、地源側供/回水的溫度。水溫度的檢測應符合以下要求:

1  利用系統已有的測溫儀表時應進行校驗。

2  當被檢測系統不能提供安放溫度計位置時,可利用熱電偶測量方法測量水溫。

7.3.3、輸入功率可用功率表直接測得,或用電流電壓檢測值計算得到;耗電量可用電能表直接測得,或用功率表時間累計計算得到。

7.3.4、測試時間應符合以下規定:

1  測試時間至少確保完整記錄一個運行周期內的運行參數,對于常規的居住建筑和公共建筑宜連續檢測 2 天~3 天,至少連續檢測 24h。

2  檢測基本參數時間間隔要求見表 7.3.4。

 




7.4、系統性能評價

 

7.4.1、地源熱泵系統性能評價參數為熱泵機組制熱/制冷性能系數、系統能效比。

7.4.2、熱泵機組性能系數和系統能效比的計算方法見附錄 G。



表 7.3.4    基本檢測時間間隔表





8    地源熱泵統運行監測和管理

 

8.1、一般規定

 

8.1.1、地源熱泵系統運行期間應進行系統運行狀態參數的監測。地埋管地源熱泵系統宜進行地溫場監測;地表水地源熱泵系統應進行換熱區水溫監測,必要時增加水質監測。

8.1.2、監測數據應定期分析,以指導系統運行。 

 




8.2、地源熱泵系統運行監測

 

8.2.1、地源熱泵系統運行期間,應定時記錄熱泵系統以下運行數據:

1  地源側進回水溫度、流量、壓力降值;

2  用戶側進回水溫度、流量、壓力降值; 

3  主機、水泵瞬時耗功率;

8.2.2、地埋管地源熱泵系統地溫場監測孔的設置宜符合下列要求:

1  埋管區內部及外部分別布設地溫監測孔。

2  監測孔數量根據地埋管占地面積、布置方式確定。

8.2.3、設置的監測孔應能滿足長期監測需要,監測深度不宜小于換熱孔深度。

8.2.4、地溫監測孔和與其相鄰的換熱孔施工過程中應測量鉆孔垂直度和鉆孔傾斜方位。

8.2.5、開式地表水地源熱泵系統換熱區水溫的監測宜符合以下要求:

1  對于湖水,監測退水口30m范圍內水溫;

2  對于非感潮河流,監測退水口下游50m范圍內水溫;

3  對于感潮水體,監測退水口上下游 50m 范圍內水溫。

8.2.6、閉式地表水地源熱泵系統換熱區水溫監測應滿足以下要求:

1  水溫監測應不少于1個監測斷面,監測斷面應垂直于換熱器延伸方向設置,每個斷面測溫點數量不宜少于3個;

2  測溫點的位置根據水源水文條件、換熱器形狀和尺寸確定,測溫點位置宜固定。

8.2.7、系統運行狀態參數和地埋管換熱區地溫、地表水換熱區水溫的監測宜采用自動監測系統,監測數據應適時備份。 

 




8.3、地源熱泵系統運行管理

 

8.3.1、運行管理部門應制定地源熱泵系統的運行管理制度,規范對地源熱泵系統的日常操作和維護管理。

8.3.2、應根據地源熱泵系統運行檢測數據和累計制冷(熱)量、設備累計耗功率和地源側累計換熱量等基礎數據, 預測地溫變化,優化全年運行策略。

8.3.3、地埋管換熱器應分組設置,在部分負荷時應能分組交替運行。

8.3.4、對含有地源熱泵的空調復合冷熱源系統,應根據各系統不同的季節性特點,制定整個系統的全年運行策略,并在運行中調整、完善。

8.3.5、地源熱泵系統宜設計算機集中監控系統, 并應具備與樓宇自動化管理系 統的通信接口,開放通訊協議。計算機集中監控系統應具有以下功能:
地源熱泵系統運行狀態參數監測;

2  狀態參數的記錄與保存;

3  熱泵機組的安全保護及故障報警;

4  地源側水系統阻力超限及循環液泄漏報警; 

5  節能運行控制。

8.3.6、閉式地表水系統的水下換熱管道應定期檢查表面污垢情況,及時清洗。

8.3.7、開式地表水系統的取水口周圍需定期檢查淤積情況,及時清淤;攔污格柵、自動清洗裝置及過濾器應定期檢查和清洗。

8.3.8、開式地表水地源熱泵系統中,當機組換熱器進行供冷、供熱水路切換時,應進行相關管路與機組換熱器功能的轉換和清洗。

8.3.9、運行管理中應記錄機組、水泵、末端裝置等的能耗及其它基礎數據,并定期進行統計與分析,優化運行策略。


表A  上海市第四紀地層熱物性參數統計表



續表A

注:表中層底埋深、層底標高列的數值為:


最小值  

~

最大值


2  表中層厚、熱物性參數列的數值為:



最小值 

~ 平均值 

最大值


 



附錄B 巖土熱響應試驗  

 

B.1、一般規定

  

B.1.1、熱響應試驗應在巖土溫度恢復后進行。  

B.1.2、熱響應測試孔的埋管方式、深度和回填方式應與方案設計保持一致?;靥畈牧系膶嵯禂祽坏陀阢@孔周圍巖土平均導熱系數。  

B.1.3、測試現場應具備穩定電源等可靠的試驗條件,對測試設備進行外部連接時,應遵循先接水后接電的原則。  B.1.4、測試設備與測試孔距離不宜大于3m,測試儀器管路與地埋管測試孔的連接管道應采取保溫措施,保溫材料宜采用致密閉孔橡塑保溫材料,且厚度應不小于20mm。  

B.1.5、巖土熱響應試驗過程應遵守國家和地方有關安全、防火、環境保護方面的規定。


 

 




B.2 試驗方法及技術要求

  

B.2.1  熱響應試驗應遵循以下步驟:  

制作測試孔; 

平整試驗場地,提供水電駁接點; 

測試巖土原始溫度;  

測試儀器與測試孔的管道連接;  

水電等外部設備連接完畢后,對測試設備及外圍設備的連接進行檢查; 

對測試孔換熱管道進行清洗、排氣; 

啟動測試設備,運轉穩定后開始讀取記錄試驗數據;

試驗結束后,做好測試孔的保護工作。 

B.2.2、巖土熱響應試驗應符合以下要求:  

1  試驗期間,加熱功率應保持恒定;  

2  地埋管換熱器內流體流速設置應保證流體處于紊流狀態,并宜與方案設計流速保持一致; 

3   巖土熱響應試驗采集參數應包括循環水流量、加熱功率、進出管口水溫,數據采集的時間間隔不大于5min; 

4   巖土熱響應試驗應連續不間斷,持續時間不宜少于48h; 

5   地埋管換熱器的出口溫度穩定后,其溫度宜與巖土原始平均溫度相差5℃以上且維持時間不應少于12h,放熱試驗時出口溫度不宜高于33℃。

B.2.3  熱響應試驗前應盡量減少對測試孔原始地溫的影響,重新進行熱響應試驗時應待巖土溫度恢復后進行。 

  

 

 

B.3、測試精度要求 

 

B.3.1 、溫度測量的允許誤差為±0.2 ℃。
B.3.2、流量測量的允許誤差為±1%。
B.3.3、功率測量的允許誤差為±1%。
B.3.4、埋管深度測量的允許誤差為±0.5%。


 

  

 

 

B.4 試驗數據處理

 


B.4.1、試驗結束后,應提取試驗數據進行相關參數計算。 

B.4.2、巖土熱響應試驗計算參數包括:巖土綜合導熱系數、體積比熱容等。

B.4.3、巖土綜合導熱系數可采用參數估計法或斜率法計算。斜率法計算公式:

 

 


 

     附錄C  常用塑料管材及其規格

C.0.1、聚乙烯(PE)管外徑及公稱壁厚應符合表C.0.1的規定。 

表C.0.1  聚乙烯(PE)管外徑及公稱壁厚 (mm




C.0.2、聚丁烯(PB)管外徑及公稱壁厚應符合

表C.0.2的規定。  表C.0.2  聚丁烯(PB)管外徑及公稱壁厚 (mm)




附錄D  豎直地埋管換熱器設計計算

 

D.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型管內壁的對流換熱熱阻可按下式計算:


2  U型管的管壁熱阻可按下式計算:


3  鉆孔注漿回填料的熱阻可按下式計算:


4  地層熱阻,即從孔壁到無窮遠處的熱阻可按下式計算:

對于單個鉆孔:

 


5  短期連續脈沖負荷引起的附加熱阻可按下式計算:



D.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算: 



2  供熱工況下,豎直地埋管換熱器鉆孔的長度可按下式計算:




附錄E  管道阻力損失計算 

E.0.1、確定管內流體的流量,公稱直徑和流體特性。
E.0.2、根據公稱直徑,確定地埋管的內徑。
E.0.3、計算地埋管的斷面面積A: 



E.0.4、計算管內流體的流速V:



E.0.5、計算管內流體的雷諾數Re,Re應該大于2300以確保紊流:



E.0.6、計算管段的沿程阻力PY



 

表E.0.5  乙二醇溶液的動力粘度(N·s/m2) 


表E.0.7  管件當量長度表


續表E.0.7 



附錄F  地源熱泵系統水壓試驗


F.0.1、試驗壓力:
1  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; 
2  當工作壓力大于1.0MPa時,應為工作壓力加0.5 MPa。  

F.0.2、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。 

F.0.3、地埋管地源熱泵系統水壓試驗應符合以下要求:  
1  豎直地埋管換熱器下入鉆孔前,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1h。 
2  豎直與環路集管連接完成后進行第二次水壓試驗。在試驗壓力下,穩壓至少30min,穩壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現象。  
3  環路集管與機房分集水器連接完成后,回填前進行第三次水壓試驗。在試驗壓力下,穩壓至少2h,且無泄漏現象。  
4  地埋管地源熱泵系統工程全部安裝完畢,且沖洗、排氣及回填完成后,進行第四次水壓試驗。在試驗壓力下,穩壓至少12h,穩壓后壓力降不應大于3%。
F.0.4、閉式地表水地源熱泵系統水壓試驗應符合以下要求: 

1  換熱盤管組裝完成后,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。 

2  換熱盤管與環路集管裝配完成后,進行第二次水壓試驗,在試驗壓力下,穩壓至少30min,穩壓后壓力降不應大于3%,且無泄漏現象。 
3  環路集管與機房分集水器連接完成后,進行第三次水壓試驗,在試驗壓力下,穩壓至少12h,穩壓后壓力降不應大于3%。 

F.0.5、開式地表水地源熱泵系統工程水壓試驗應符合國家標準《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243的相關規定。




附錄G  熱泵機組性能系數和系統能效比的計算方法 

 
G.0.1、瞬時數據的處理方法 
    1  機組蒸發器換熱量可由下式計算:



G.0.2  累計數據的處理方法  選取測試運行周期內的瞬時數據進行累計計算,以熱泵機組及系統累計輸出能量與累計輸入能量的比例,作為評價熱泵機組及系統的性能參數。





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