DB42 T 1358-2018 浅层地热能利用监测技术规程.pdf
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1、ICS 91.140.99 P 46 备案号: DB42 湖北省 地方标准 DB 42/T 1358 2018 浅层地热能利用监测技术规程 Technical regulationgs of shallow geothermal energy monitoring system (报批稿) 2018 - 05 - 18 发布 2018 - 07 - 18 实施 湖北省质量技术监督局 发布 DB42/T 1358 2018 I 目 次 前言 . 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本规定 . 2 5 监测系统设计 . 3 5.1 监测内容 . 3 5.2
2、地质环境监测 . 5 5.3 系统运行状态监测 . 7 5.4 室内外环境监测 . 7 5.5 末端系统监测 . 7 5.6 数据采集与传输 . 8 5.7 监测设备 . 8 6 监测系统施工 . 9 6.1 监测孔施工 . 9 6.2 监测井施工 . 9 6.3 监测设备安装 . 10 6.4 数据中心建设 . 11 6.5 监测系统验收 . 11 7 监测系统运行及维护 . 12 7.1 系统运行维护 . 12 7.2 监测数据处理 . 12 7.3 监测预警 . 13 7.4 监测报告 . 13 附录 A(资料性附录) 监测 孔结构 . 15 附录 B(资料性附录) 监测井结构 . 16
3、 附录 C(资料性附录) 数据中心框架图 . 17 附录 D(资料性附录) 监测系统验收表 . 18 DB42/T 1358 2018 II DB42/T 1358 2018 III 前 言 为贯彻浅层地热能开发利用有关 法律法规和政策,实现浅层地热能科学开发利用,保障地质环境安 全,促进地源热泵系统高效运行,制定本标准。 本标准依据 GB/T1.1 2009标准化工作导则 第 1部分:标准的结构和编写的规则起草。 本标准由湖北省国土资源厅提出并归口管理。 本标准由湖北省地质局武汉水文地质工程地质大队和中信建筑设计研究总院有限公司共同负责起 草,中国地质大学(武汉)、华中科技大学、浙江陆特能源
4、科技股份有限公司、湖北风神净化空调设备 工程有限公司、郑州春泉节能股份有限公司、湖北洁能工程技术开发公司等单位参加起草。 本标准主要起草人员 :刘红卫、陈焰华、於仲义、段新胜、胡平放、陈继文、胡志高、陈传伟、胡 元平、雷建平、顾湘、朱娜、夏惊涛、王彦芳、张望喜、柯立、余能辉、雷飞、石磊、李志华、杨东。 本标准主要审查人员:符永正、徐贵来、文远高、徐术坤、叶鹏。 DB42/T 1358 2018 1 浅层地热能利用监测技术规程 1 范围 本标准规定了浅层地热能开发利用过程中监测系统的设计、施工、 运行 及 维护的技术要求。 本标准适用于湖北省新建、改建及扩建地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统
5、和地表水地源 热泵系统浅层地热能利用项目。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 778 封闭满管道中水流量的测量 饮用冷水水表和热水水表 GB 50026 工程测量规范 GB 50027 供水水文地质勘察规范 GB 50093 自动化仪表工程施工及验收规范 GB 50174 数据中心设计规范 GB 50296 管井技术规范 GB 50366 地源热泵系统工程技术规范 GB/T 50785 民用建筑室内热湿环境评价标准 GB/T 51040
6、 地下水监测工程技术规范 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 DZ/T 0154 地面沉降水准测量规范 DZ/T 0133 地下水动态监测规程 SJ/T 11449 集中空调电子计费信息系统工程技术规范 DB42/T 1304 地源热泵系统工程技术规程 3 术语和定义 3.1 浅层地热能 shallow geothermal energy 蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 3.2 地源热泵系统 ground-source heat pump system 以浅层地热能为低温热源,由水 源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系 统。根据地热能交换系统形式的不同
7、,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统 和地表水地源热泵系统。 DB42/T 1358 2018 2 3.3 地埋管换热系统 ground heat exchange system 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统,又称土壤热交换 系统。 3.4 地下水换热系统 groundwater heat exchange system 与地下水进行热交换的地热能交换系统,分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。 3.5 地表水 换热系统 surface water heat exchange system 与地表水进行热交换的地热能交换系统,分
8、为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。 3.6 地温背景值监测孔 undisturbed soil temperature monitoring hole 用于监测未受地下换热系统影响的岩土层温度值的钻孔。 3.7 地温变化监测孔 variational soil temperature monitoring hole 用于监测受地下换热系统影响的岩土层温度值的钻孔。 3.8 监测井 monitoring well 按照一定的时间间隔和技术要求对地下水含水层或含水段进行监测的水井,可分为单层监测井和 多层监测井。 3.9 监测软件 monitoring software 为采集、传输、存储
9、、分析、共享监测数据而设计开发的计算机程序集合。 3.10 监测硬件 monitoring hardware 配合监测系统工作的各种装置的总称,主要包括采集设备、传输设备、存储设备等。 4 基本规定 4.1 浅层地热能监测系统应采用成熟、可靠的技术与设备,监测设备和系统安装完成后应进行综合测 试和调试,以保证其运行可靠,测量精度在允许偏差范围内。 DB42/T 1358 2018 3 4.2 监测工 作可采用人工或自动的方式进行,监测数据应能够分析地源热泵系统对地质环境的影响, 指导地源热泵系统安全高效运行。 4.3 监测井(孔)位应满足监测站点的建设、监测、信息传输和设施维护的要求。 4.4
10、 监测系统建设不应影响地源热泵系统既有功能,不降低系统技术指标,并应保证作业和环境安全。 4.5 监测工作应由建设单位负责,监测系统宜实现数据自动采集、远程传输,软件应具备综合分析功 能。 4.6 浅层地热能利用监测系统作为地源热泵系统的组成部分,应列入建设计划,同步设计、施工和验 收。 4.7 浅层地热能利用监测系统除应符合本规程外,尚应符合国家和本省现行有 关标准、规范的规定。 5 监测系统设计 5.1 监测内容 5.1.1 浅层地热能开发利用监测系统内容应包括地质环境变化监测、地源热泵系统运行状态监测、室 内外环境监测、末端系统监测等。 5.1.2 地质环境监测内容包括地下换热系统影响范
11、围内岩土体温度场监测,地下水水位、水温、水质、 水量、地面及周边建构筑物变形监测,地表水体变化监测等,各类型热泵系统监测内容如下: a) 地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统应对岩土体地温背景值、地温变化情况进行监测; b) 地下水地源热泵系统应对水位、水质、水温、热源井抽灌量、含砂量以及周边地面、管网、 建 构筑 物变形、热源井及附属设备运行情况(热源井淤塞、井管腐蚀等)进行监测; c) 地表水地源热泵系统应对地表水水位、水质、水温、流速、流向、取排水口及水底地形变化 等进行监测。 5.1.3 地源热泵系统运行状态监测内容包括: a) 地源侧供 /回水温度、流量、压力; b) 用户侧供 /
12、回水温度、流量、压力; c) 热泵机组、水泵耗电量; d) 热泵机组、阀门、水泵等设备的运行状态。 5.1.4 室内外环境监测内容包括空气干球温度、湿球温度、相对湿度等。 5.1.5 末端系统监测主要通过人工或计量计费系统,对用户空调的使用时间、用能情况等进行监测。 5.1.6 监测项目按表 1、表 2、表 3 进行设置。 DB42/T 1358 2018 4 表 1 地埋管地源热泵系统监测项目设置 项目 规模 热泵系统运行状态 地质环境 室内外环境 末端系统 埋管侧 供 /回水 温度、流 量、压力 用户 侧供 / 回水 温度、 流量、 压力 热泵 机组 及水 泵耗 电量 分集 水器 温度 流
13、量 机组 / 阀门 / 水泵 运行 状态 换热 孔内 岩土 地温 换热 孔间 岩土 地温 岩土 层地 温背 景值 地 下 水 监 测 室 内 温 湿 度 室 外 温 湿 度 用 能 时 间 用 能 量 小型 项目 中型 项目 大型 项目 重要 及特 殊项 目 注 1: 为应监测项, 为宜监测项。 注 2: 小型项目是指浅层地热能应用面积小于 2 万 m2的居住建筑(设施),中型项目是指浅层地热能应用面积在 2 万 5 万 m2的居住建筑(设施),大型项目是指浅层地热能应用面积超过 5 万 m2的居住建筑(设施),重要 及特殊项目是指公共建筑、或有科研示范等特殊要求、以及位于软土区上的地下水地源
14、热泵系统应用建筑等。 表 2 地下水地源热泵系统监测项目 设置 项目 规模 热泵系统运行状态 地质环境 室内外环境 末端系统 地下水 侧供 /回 水温度、 流量、 压力 用户 侧供 / 回水温 度、流 量、 压力 热泵 机组 及水 泵耗 电量 分集 水器 温度 流量 机组 /阀 门 / 水泵 运行 状态 热源 井运 行状 态 地 下 水 水 位 热源 井抽 水回 灌量 地 下 水 水 质 含 砂 量 岩 土 层 地 温 变 形 监 测 室 内 温 湿 度 室外 温湿 度 用 能 时 间 用 能 量 小型 项目 中型 项目 大型 项目 重要 及特 殊项 目 注 1: 为应监测项, 为宜监测项。
15、注 2: 小型项目是指浅层地热能应用面积小于 2 万 m2的居住建筑(设施),中型项目是指浅层地热能应用面积在 2 万 5 万 m2的居住建筑(设施),大型项目是指浅层地热能应用面积超过 5 万 m2的居住建筑(设施),重要 及特殊项目是指公共建筑、或有科研示范等特殊要求、以及位于软土区上的地下水地源热泵系统应用建筑等。 DB42/T 1358 2018 5 表 3 地表水地源热泵系统监测项目设置 项目 规模 热泵系统运 行状态 地质环境 室内外环境 末端系统 地表水侧 供 /回水温 度、流量、 压力 用户侧供 /回水温 度、流量、 压力 分集水 器温度 及流量 热泵机组 及水泵耗 电量 机组
16、 /阀 门 /水泵 运行状 态 水 温 水 质 流速 流向 水 下 地 形 室 内 温 湿度 室 外温 湿度 用 能 时 间 用 能 量 小型 项目 中型 项目 大型 项目 重要 及特 殊项 目 注 1: 为应监测项, 为宜监测项。 注 2: 小型项目是指浅层地热能应用面积小于 2 万 m2的居住建筑(设施),中型项目是指浅层地热能应用面积在 2 万 5 万 m2的居住建筑(设施),大型项目是指浅层地热能应用面积超过 5 万 m2的居住建筑(设施),重要 及特殊项目是指公共建筑、或有科研示范等特殊要求、以及位于软土区上的地下水地源热泵系统应用建筑等。 5.2 地质环境监测 5.2.1 地埋管地
17、源热泵系统地质环境监测设计,应满足以下要求: a) 应设置岩土地温背景值监测孔、换热孔内岩土地温变化监测孔和换热孔间岩土地温变化监测 孔,形成监测网。当地埋管埋设区域较大时, 应加大监测孔布设密度;当地埋管埋设区域跨 越不同地质结构单元时,应在不同地质单元分别设置地温监测孔; b) 岩土地温背景值监测孔的孔位离地埋管管群最外围的距离不宜小于 10m;应根据地埋管管群 形状,选择代表性换热孔布设为换热孔内岩土地温变化监测孔;换热孔间岩土地温变化监测 孔应布置在换热孔内岩土地温变化监测孔与相邻换热孔的中间位置;重要和特殊项目可布设 多个和多组监测孔; c) 沿地温监测孔垂直方向宜每隔 10m 设置
18、 1 个地温监测点(温度传感器); d) 地温监测孔深度应大于埋管深度 2m,孔径应 不小于 110mm,孔斜应不超过 1; e) 温度传感器及线缆的埋设应满足长期监测的要求,可直接埋设,也可采用埋设测管方式。测 管应采用无缝钢管、 PE 管等耐压耐腐管,管底应密封,管壁不渗漏; f) 线缆出监测孔后可沿水平换热管路布置。若现场不具备布置水平测线条件时,宜采用无线发 射的方式; g) 当地埋管埋设区域有地下水径流时,地温变化监测孔应沿地下水径流方向设置,岩土地温背 景值监测孔应设在地下水径流上游部位; h) 采用人工方式时,热泵系统运行期间,地温变化监测数据采集频率宜不大于每天 1 次;热泵
19、系统停止运行期间,宜不大于每 3 天 1 次。采用自动方式时,热泵系统运行期间,换热孔内 岩土地温变化监测数据采集、传输频率宜不大于每 30 分钟 1 次,其它监测孔地温监测数据采 集、传输频率宜不大于每 60 分钟 1 次;热泵系统停止运行期间,地温监测数据采集、传输频 率宜为每 60 分钟 1 次; i) 典型地温监测孔结构见附录 A。 5.2.2 地下水地源热泵系统地质环境监测设计,应满足以下要求: DB42/T 1358 2018 6 a) 监测井设计要求: 1) 应优先利用场地周边已有水井(监测井)作为监测井,抽水井和回灌井可兼作监测井, 一井多用; 2) 监测井的布置及设计应符合
20、地下水监测工程技术规范 GB/T 51040 的相关要求; 3) 基岩监测井在稳定基岩段可采用裸孔结构,松散砂层监测井和基岩监测井不稳定井壁段 应设置钢管或滤管护壁; 4) 线缆出监测井后宜沿水平输水管路布置。若现场不具备布置水平测线条件时,宜采用无 线发射的方式; 5) 监测井应设置井台(井室)和显著标识; 6) 已报废或完成使用功能的监测井应进行回填处理; 7) 典型监测井结构见附录 B。 b) 水位监测要求: 1) 自动监测系统的水位传感器或人工监测时的测管管头应安装在监测井动水位以下; 2) 自动监测时,热泵系统运行期间监测频率宜为每 10 分钟 1 次,热泵 系统停止运行期间监 测频
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