DB37 T 4304-2021 场地浅层地热能勘查规范.pdf

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1、ICS27.010 CCSF 15 37 山东省 地方标准 DB 37/T 43042021 场地浅层地热能勘查规范 Code for exploration of shallow geothermal energy of the site 2021 - 02 - 02 发布 2021 - 03 - 02 实施 山东省市场监督管理局 发 布 DB37/T 43042021 I 目 次 前言 .II 1 范围 .4 2 规范性引用文件 .4 3 术语和定义 .4 4 总则 .6 4.1 目的任务 .6 4.2 场地勘查分级 .7 5 场地浅层地热能勘查一般规定 .8 6 地埋管换热系统场地浅层地

2、热能勘查 .8 6.1 目的任务 .8 6.2 场地浅层地热能调查 .8 6.3 钻探 .8 6.4 取样及测试 .9 6.5 岩土热响应试验 .9 7 地下水换热系统场地浅层地热能勘查 .9 7.1 目的任务 .10 7.2 场地浅层地热能调查 .10 7.3 勘查井施工要求 .10 7.4 抽水试验 .10 7.5 回灌试验 .10 7.6 水样分析测试 .11 8 勘查设计和报告编写 .11 8.1 勘查设计编写要求 .11 8.2 勘查报告编写要求 .11 附录 A （资料性） 计算方法 .12 附录 B （资料性） 岩土热物性参数 .16 附录 C （资料性） 腐蚀性及结垢性评价 .

3、17 附录 D （规范性） 勘查设计编写要求 .18 附录 E （规范性） 勘查报告编写要求 .19 附录 F （资料性） 综合成果图 .21 参考文献 .23 DB37/T 43042021 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由山东省自然资源厅提出并组织实施。 本文件由山东省自然资源标准化技术委员会归口。 本文件 起草单位 ： 山东省地矿工程集团有限公司、山东省地质环境监测总站、山东大学、山东建筑 大学、山东科技大学、山东省地

4、质调查院、山东省建筑科学研究院。 本文件 主要起草人 ： 刘桂仪、胡松涛、孙云川、曲云霞、常乐、于永清、赵辉、冯克印、刁谡、朱 友强 、 黄峰 、 张林华 、 刘坤 、 孟苗苗 、 王炳凤 、 邵琦 、 张红红 、 张雷雷 、 孟波 、 毕泗敏 、 张涛 、 张学斌 。 DB37/T 43042021 3 场 地浅层地热能勘查规范 1 范围 本文件规定了场地浅层地热能勘查的范围 、 总则 、 场地浅层地热能勘查一般规定 、 勘查等级 、 地埋 管换热系统场地浅层地热能勘查 、 地下水换热系统场地浅层地热能勘查以及勘查设计和报告编写等内容 。 本文件适用于山东省新建 、 改建和扩建的竖直地埋管换

5、热系统 、 地下水换热系统在设计前的场地勘 查工作。水平地埋管换热系统的场地勘查工作可参照本标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。 其中 ， 注日期的引用文件 ， 仅该日期对应 的版本适用于本文件 ； 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 14848 地下水质量标准 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB/T 50123 土工试验方法标准 DZ/T 0148 水文水井地质钻探规程 DZ/T 02822015 水文地质调查规范（ 1： 50000） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。

6、3.1 浅层地热能 shallow geothermal energy 从地表至地下 200m深度范围内，储存于水体、土体、岩石中的温度低于 25，采用热泵技术可提 取用于建筑物供热或制冷等的地热能。 来源： NB/T 100972018， 2.1.6 3.2 浅层地热换热功率 heat exchanger power 从浅层岩土体、地下水和地表水中单位时间内交换的热量。 注： 单位为 kW。 来源： NB/T 100972018， 2.4.35 3.3 岩土体热导率 thermal conductivity of rock and earth mass DB37/T 43042021 4 岩

7、土体导热能力的量度 ， 即在热传导方向上单位长度温度降低 1时 ， 在单位时间内通过单位面积 的热量。 注： 一般用符号表示，单位为 W/(m )。岩土体热导率主要取决于岩土体的矿物组成和结构特点、孔隙度、孔 隙填充物及含水量、温度和压力等因素，也称岩土体导热系数。 来源： NB/T 100972018， 2.3.3 3.4 岩土体热扩散率 thermal diffusivity of rock and earth mass 岩土体在环境温度变化时本身的温度变化速率。 注： 由热导率除以岩石密度和比热容 c之积而得，即 = /( c)。 3.5 地源热泵系统 ground-source hea

8、t pump system 以岩土体 、 地下水和地表水为低温热源 ， 由热泵机组 、 浅层地热能换热系统 、 建筑物用户系统组成 的供暖制冷系统。 注： 根据地热能交换方式，可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。 来源： NB/T 100972018， 2.5.6 3.6 地埋管换热系统 pipe heat exchange system 传热介质 （通常为水或者是加入防冻剂的水 ） 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，也称土壤热交换系统。 注： 主要分为竖直地埋管换热系统和水平地埋管换热系统两种类型。 来源： NB/T 1009720

9、18， 2.5.8 3.7 地下水换热系统 groundwater heat exchange system 通过地下水进行热交换的地热能交换系统。 注： 分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。 来源： NB/T 100972018， 2.5.9 3.8 回灌试验 reinjection test 向井中连续注水，并记录水位、水量的变化来测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。 来源： DZ/T 02252009， 3.10 3.9 回灌率 injection rate 单位回灌量与单位涌水量之比。 3.10 热物性测试 thermophysical properties test 采用人

10、工或天然热源对岩土体样品的热物理参数进行的测试。 DB37/T 43042021 5 来源： DZ/T 02252009， 3.12 3.11 岩土热响应试验 rock-soil thermal response test 利用测试仪器对项目所在场区的测试孔进行一定时间连续换热 ， 获得岩土综合热物性参数及岩土初 始平均温度的试验。 来源： NB/T 100972018， 2.4.32 3.12 岩土初始平均温度 initial average temperature of the rock-soil 从自然地表下 10m 20m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内，岩土常年的平均温度。 来源：

11、NB/T 100972018， 2.4.34 3.13 无负荷循环法 non-load cycle method 在无加热或冷却负荷循环的情况下 ， 通过记录地埋管换热器出水温度 ， 计算温度稳定至观测结束时 间段内平均温度（地层初始平均温度）的方法。 3.14 热负荷试验 thermal load test 采用试验装置 ， 向地埋管换热器提供恒定热量 ， 通过监测地埋管换热器的进 、 出水温度的变化和流 量数据，对数据分析处理计算后得到岩土平均热导率。 3.15 冷负荷试验 cold load test 采用试验装置，向地埋管换热器提供冷量，在入口温度恒定的情况下测定地埋管换热器的换热量

12、， 从而确定每延米地埋管换热器的吸热能力。 3.16 容积热容量 volume heat capacity 单位体积的物质，温度变化 1所需吸收或放出的热量。 注： 单位 J/m3。 3.17 勘查孔（井） exploration boreholes (wells) 也称测试孔 ， 用于埋设竖直地埋管开展岩土热响应试验的钻孔称为勘查孔 ， 用于从地下含水层中取 水或向含水层灌注回水的钻孔称为勘查井。 4 总则 4.1 目的任务 DB37/T 43042021 6 在查明场地地层结构 、 水文地质 、 工程地质 、 环境地质条件的基础上 ， 竖直地埋管换热系统查明场 地岩土层结构 、 岩土初始平

13、均温度 、 岩土体热导率 、 岩土体热扩散率 、 岩土体容积热容量 、 地下水静水 位 、 水温 、 水质及分布 、 地下水径流方向 、 速度和冻土层厚度等参数 ； 地下水换热系统查明含水层类型 、 地下水径流方向 、 水温 、 水质 、 水位动态变化 ， 含水层岩性 、 分布 、 埋深 、 厚度 、 富水性和回灌率等与 浅层地热能相关的参数，提出开发利用建议，为场地浅层地热能开发利用的设计和施工提供依据。 4.2 场地勘查分级 热泵系统建设项目的规模根据供暖 /制冷面积确定，供暖制冷面积在同一项目包含不同工程类型子 项时，以其中大小分级最高的来确定；场地条件复杂程度分级可参照表 1。依据场地

14、复杂程度和工程规 模，浅层地热能场地勘查分为一、二、三级，见表 2。 表 1 场地条件复杂程度分级 地质环境复杂程度 换热 系统 项 目 复杂 中等 简单 含水层 埋管深度范围内同时具 有供水意义含水层及其 他不具备供水意义的多 个含水层 埋管深度范围内同时具有咸 、 淡水含水层且包含当地主要 开发利用含水层 埋管深度范围内，含水层较 单一或不含当地主要开发利 用含水层 地层岩性 岩性岩相复杂多样 ， 岩土 体结构复杂。严重湿陷 、 膨胀 、 砂土液化的特殊性 岩土体 岩性岩相变化较大 ， 岩土体结 构复杂 。 除级之外的特殊岩 土体 岩性岩相变化小，岩土体结 构较简单。无特殊岩土体 地埋 管

15、换 热系 统 不良地质现象 发育强 发育中等 发育弱 地下水资源保护要求 水源地保护区 远离水源地 ， 并利用有供水意义的含水层 除农业用水外，未大规模开 发地下水 含水层类型 基岩裂隙水或具两种以 上不同含水层 上部松散岩类孔隙水 ， 下部岩溶水 单一岩溶水或松散岩类孔隙 水 地下水水位年降幅 2m 1m 2m 1m 地下 水换 热系 统 不良地质现象 发育强 发育中等 发育弱 注： 复杂程度就高不就低。 表 2 场地浅层地热能勘查等级表 场地条件复杂程度 建筑性质 供暖 /制冷面积 工程规模 复杂 中等 简单 100 000 m2 大型 一级 一级 二级 50 000 m2 100 000

16、 m2 中型 一级 二级 三级 住宅类 50 000 m2 小型 二级 三级 三级 50 000 m2 大型 一级 一级 二级 10 000 m2 50 000 m2 中型 一级 二级 三级 非住宅类 10 000 m2 小型 二级 三级 三级 DB37/T 43042021 7 5 场地浅层地热能勘查一般规定 5.1 场地浅层地热能勘查应在地源热泵系统设计前进行。 5.2 场地浅层地热能勘查前应充分收集气象水文资料、地震资料、拟建项目功能特征、拟建项目场地 岩土工程勘察报告 、 拟建项目场地区域或周边地域地质 、 水文地质及地热能 、 拟建场地所在地地源热泵 相关的政策规定等相关资料。 5.

17、3 场地浅层地热能调查范围及主要内容包括： a) 调查平面范围应在场地边界的基础上外扩 200m， 垂直深度控制在 200m 以内； b) 收集气象 、 水文 、 区域地质 、 水文地质 、 地热地质 、 地震及相邻浅层地热能工程运行情况等资 料，查明场地现状； c) 地下水污染 、 海 （咸 ） 水入侵 、 串层污染 、 地面沉降 、 岩溶塌陷 、 采空塌陷 、 地裂缝等环境地 质问题。 5.4 场地浅层地热能勘查应查明工程场地状况，包括下列内容： a) 场地规划面积、形状及地形地貌特征； b) 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布、基础形式及埋深； c) 场地内已有植被 、 地表

18、水 、 供水排水系统及架空输电线 、 市政管网 、 交通设施 、 历史文化遗迹 、 电信电缆的分布及综合管线分布； d) 场地内及周边已有或计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深； e) 交通道路状况及施工所需的电源、水源情况。 5.5 根据收集的场地及区域相关资料，进行分析研究，选择合适的浅层地热能开发利用方式，以确定 相关的场地浅层地热能勘查方法。 5.6 对收集的相关资料开展综合研究，根据场地地质、水文地质、工程地质及环境地质条件，结合实 验测试结论，提出场地浅层地热能开发利用方案。 6 地埋管换热系统场地浅层地热能勘查 6.1 目的任务 查明场地条件，拟利用区域地质条件，获取相关

19、参数，为工程设计和施工提供依据。主要任务有 ： a) 通过调查，查明场地现状及拟建工程负荷； b) 通过钻探，查明场地地层结构并采取岩土样品； c) 通过测试分析，获取岩土样品的物理、热物理参数； d) 通过岩土热响应试验，获取岩土初始平均温度、岩土体综合热导率及岩土体综合热扩散率。 6.2 场地浅层地热能调查 调查内容包括 ： 岩土体岩性、结构，含水层分布及埋藏条件，地下水位、水量、水温、水质、地温 及动态变化。 6.3 钻探 钻探布孔数量、孔径、深度、下管及水压试验要求如下： a) 场地勘查工作量应按勘查等级确定 ， 可行性研究阶段的场地勘查可酌情减少工作 ， 具体工作量 见表 3。 DB

20、37/T 43042021 8 表 3 地埋管换热系统勘查孔工作量 勘查等级 一级 二级 三级 勘查孔（个） 3 2 1 注： 跨多个水文地质单元（块段）时，宜每个单元（块段）单独布置。 b) 勘查孔控制场地内主要地层 ， 勘查孔深度应结合工程负荷 、 地层条件以及场地施工条件等确定 ， 宜与设计换热孔深一致， 可行性研究不充分的可采用 120m； c) 勘查孔孔径宜为 150mm， 孔内埋管宜采用双 U 方式， 管材宜选用 DE32 或 DE25 型 PE 管，下管 完成后将孔回填密实，回填宜采用中粗粒石英砂； d) 地质勘查孔中地埋管下管前后均应进行水压试验， 下管前压力为 1.5MPa，

21、下管后根据下管深 度调整压力 ， 使地埋管底部最大压力为 1.5MPa。 带压观测 30min 以上 ， 无渗不漏无破裂 ， 压 力下降不超过 0.05MPa。 6.4 取样及测试 取样及测试内容如下： a) 岩土层单层厚度大于 1m 的，每层应取代表性的原状土样 (砂、砾石层除外 )，取样间隔 5m； b) 勘查孔取样应 按 GB 50021 的规定执行； c) 岩土试样测试分析按 GB/T 50123 的规定执行，主要测试项有密度、孔隙度、体积含水量、颗 粒粒径、比热容、热导率和热扩散率等； d) 场地岩土种类较多，不均匀，性质变化较大时，应增加取样数量或现场测试工作量； e) 应对勘查孔

22、回填料的比热容、热导率和热扩散率进行测试。 6.5 岩土热响应试验 岩土热响应试验内容如下： a) 在已施工好的勘查孔中埋设换热管并按设计要求回填完毕 48h 后进行； b) 应做好整套测试系统包括测试设备和连接管路的保温措施； c) 岩土热响应试验时 ， 应首先进行地层初始平均温度测试 ， 后进行冷负荷和稳定热流试验 ， 冷负 荷地埋管进水温度宜 5 7 ， 稳定热流试验输入功率宜为 6kw， 地埋管换热器出水温度 1h 内变化小于 1后，地埋管换热器出水温度与地层初始平均温度之差大于 5； d) 地层初始平均温度测试应采用无负荷循环法 ， 在地埋管换热器出水温度 1h 内变化小于 0.5

23、后， 观测时间不少于 12h； e) 岩土热响应试验时 ， 放热和吸热试验不宜在同一勘查孔内进行 ， 若要在同一勘查孔内测试应在 地层温度基本恢复至地层初始平均温度（ 温差小于 0.5）后进行； f) 测试过程中，热（冷）负荷和流量应基本保持恒定（波动范围在 5%以内），换热管内传热 介质流速不应低于 0.2m/s，实时记录回路中传热介质的流量和进出口温度。在地埋管换热器 出水温度 1h 内变化小于 1后， 观测时间不少于 24h； g) 应对现场测试资料进行综合分析，剔除因试验条件如气温、电压等变化造成的异常数据； h) 岩土热响应试验仪器设备应定期（每年不少于一次）进行检验和标定； i)

24、试验完成后 ， 应及时导出试验数据分析计算 ， 获取岩土初始平均温度 、 岩土体综合热导率及岩 土体综合热扩散率等参数， 参数求取参考附录 A； j) 试验完成后，应绘制岩土热响应试验综合成果图（含钻孔柱状图）。 7 地下水换热系统场地浅层地热能勘查 DB37/T 43042021 9 7.1 目的任务 查明场地条件，获取相关参数，为工程设计和施工提供依据。主要任务有： a) 通过调查，查明场地现状及拟建工程负荷； b) 通过钻探，查明场地地层结构并采取水样； c) 通过抽水试验，获取场地含水层水文地质参数； d) 通过回灌试验，获取单井回灌率。 7.2 场地浅层地热能调查 调查内容应包括 ：

25、 包气带结构、含水层与含水岩组空间结构、含水层与含水岩组参数、地下水地图 边界 、 地下水补给径流排泄条件 、 地下水动态特征 、 地下水化学特征 、 水温 、 地下水开发利用 、 特殊类 型地下水。 7.3 勘查井施工要求 勘查井施工要求如下： a) 场地勘查工作量应按勘查等级确定 ， 可行性研究阶段的场地勘查可酌情减少工作 ， 具体工作量 见表 4。 表 4 地下水换热系统浅层地热能勘查工作量 勘查分级 一级 二级 三级 勘查井（个） 3 2 1 回灌试验（组） 3 2 1 注： 跨多个水文地质单元（块段）时，宜每个单元（块段）单独布置。 b) 勘查井的深度 ， 应根据含水层或含水构造带埋

26、藏条件确定 ， 宜施工对井 。 勘查井及回灌井平面 位置应结合工程实际布置，试验完成后可作为生产井使用； c) 当场地内有多个含水层组且无水质分析资料时，应进行分层取样，取得各层水质资料； d) 勘查井施工应符合 DZ/T 0148 要求； e) 勘查井应进行水文测井， 水文测井按 DZ/T 02822015 中 8.3.2 要求进行。 7.4 抽水试验 抽水试验内容如下： a) 抽水试验按 DZ/T 02822015 中 8.6.1.2 非稳定流抽水试验要求进行； b) 抽水试验完成后应及时整理资料 ， 形成抽水试验综合图表 ， 求取单位涌水量 、 渗透系数 、 影响 半径等水文地质参数。

27、7.5 回灌试验 回灌试验内容如下： a) 对工作区水文地质条件具有控制意义的不同含水层（组）的典型地段，应有回灌试验点控制 ， 与抽水试验点配套； b) 回灌试验宜采用定流量梯级回灌试验方法 ， 逐级增加回灌量 ， 以便确定最大回灌量 。 试验前应 测量静水位 ， 试验时连续测量动水位 ， 试验停止后 ， 测量恢复水位直到初始状态 。 水位的观测 在同一试验中应采用同一方法和工具 ， 测量精度应精确到厘米 。 回灌量的测量 ， 采用水表计量 ， 应精确到 0.01m3； DB37/T 43042021 10 c) 回灌井水位的稳定时间应不小于 48h， 在稳定期间内 ， 扣除试验前水位日变幅

28、值后的水位波动 范围应在 5%以内； d) 回灌水水质应与回灌含水层地下水的水质相同或相近， 含砂量不大于 1/200000（体积比）； e) 根据回灌试验数据，分析计算出单井回灌率，形成回灌试验综合图表。 7.6 水样分析测试 水样分析测试内容如下： a) 水质样品分析测试其他要求应 按 GB/T 14848 的规定执行，应对样品的含砂量进行测试； b) 测试完成后，应对地下水的腐蚀性和结垢性进行评价， 评价方法参照附录 C。 8 勘查设计和报告编写 8.1 勘查设计编写要求 设计编写前应进行现场踏勘，设计编写提纲及要求应按附录 D执行。 8.2 勘查报告编写要求 勘查工作完成后，应编写勘查

29、报告，报告编写提纲及要求应按附录 E执行。试验综合成果图绘制参 照附录 F执行。 DB37/T 43042021 11 A A 附录 A （资料性） 计算方法 A.1 岩土初始平均温度 无负荷循环法是在不向地埋管换热器加载冷 、 热量的情况下 ， 使水在地埋管内形成循环 ， 在循环水 的温度达到稳定 （ 1h内变化幅度小于 0.3 ） ， 此时循环水与岩土达到热平衡 ， 该温度即为岩土初始平 均温度。 A.2 岩土体综合热导率、综合热扩散率 根据线热源理论，流入与流出地埋管的水温平均值的计算式为： .(A.1) 024lnheat heatf bQQtTRTHr 式中： Tf 埋管内流体平均温

30、度（取入口与出口的平均值），； Qheat 加热功率， W； 土壤的平均热导率， W/(m )； a 热扩散率， m2/s； t 测试时间， s； r 钻孔半径， m； 欧拉常数，取 0.5772； Rb 钻孔热阻， m /W； T0 岩土远处未受扰动的温度，； H 钻孔深度， m。 上式可写为线性形式，即： lnfkt 4heatQ 0214lnheat bmRTHr 绘制 Tf随 lnt的变化曲线 ， 求取其斜率 ， 可以计算得到岩土体的平均热导率 。 再根据 Tf随 lnt的变化 曲线的截距，可计算出单位深度钻孔总热阻 Rb和热扩散率 a。 A.3 竖直地埋管换热器的设计计算 A.3.1

31、 竖直地埋管换热器的热阻计算 DB37/T 43042021 12 竖直地埋管换热器的热阻计算如下： a) 传热介质与 U 形管内壁的对流换热热阻可按式 (A.2)计算： .(A.2) 1fiRdK 式中： Rf 传热介质与 U形管内壁的对流换热热阻（ mK/W）； di U形管的内径（ m）； K 传热介质与 U形管内壁的对流换热系数 W/(m2K)。 b) U 形管的管壁热阻可按下列公式计算： .(A.3) 1ln2epepoidR .(A.4) e 式中： Rpe U形管的管壁热阻（ mK/W）； P U形管的热导率 W/( mK)； do U形管的外径（ m）； de U形管的当量直径

32、（ m）；对单 U形管， n 2；对双 U形管， n 4。 c) 钻孔灌浆回填材料的热阻可按下式计算（ 当埋管深度超过 50m 或钻孔遇风化岩类地质时应采 取灌浆回填）： .(A.5) 1l2bbedR 式中： Rb 钻孔灌浆回填材料的热阻（ mK/W）； b灌浆材料热导率 W/(mK)； db 钻孔的直径（ m）。 d) 地层热阻，即从孔壁到无穷远处的热阻可按下列公式计算： 对于单个钻孔： .(A.6) 12bssrRIa .(A.7) sueId 对于多个钻孔： .(A.8) 212 Nbis isrxRIIaa 式中： Rs 地层热阻（ mK/W）； DB37/T 43042021 13

33、 I 指数积分公式，可按公式（ A.7）计算； s 岩土体的平均热导率 W/(mK)； 岩土体的热扩散率（ m2/s）； rb 钻孔的半径（ m）； 运行时间（ s）； xi 为第 i个钻孔与所计算钻孔之间的距离（ m）。 e) 短期连续脉冲负荷引起的附加热阻可按下式计算： .(A.9) 12bspsprRIa 式中： Rsp 短期连续脉冲负荷引起的附加热阻（ mK/W）； p 短期脉冲负荷连续运行的时间，例如 8h。 A.3.2 竖直地埋管换热器钻孔的长度计算 竖直地埋管换热器钻孔的长度计算如下： a) 制冷工况下，竖直地埋管换热器钻孔的长度可按下列公式计算： .(A.10) max 101

34、1cfpescspccQRFRERLt .(A.11) 12/ccT 式中： Lc 制冷工况下，竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度（ m）； Qc 水源热泵机组的额定冷负荷（ kW）； EER 水源热泵机组的制冷性能系数； tmax 制冷工况下，地埋管换热器中传热介质的设计平均温度，通常取 37； t 埋管区域岩土体的初始温度（）； Fc 制冷运行份额； Tc1 一个制冷季中水源热泵机组的运行小时数 ， 当运行时间取一个月时 ， Tc1为最热月份水源 热泵机组的运行小时数； Tc2 一个制冷季中的小时数，当运行时间取一个月时， Tc2为最热月份的小时数。 b) 供热工况下，竖直地埋管换热器钻孔的

35、长度可按下列公式计算： .(A.12) min 1011cfpebshsphhQRFRCOPLt .(A.13) 12/hhT 式中： Lh 供热工况下，竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度（ m）； Qh 水源热泵机组的额定热负荷（ kW）； COP 水源热泵机组的供热性能系数； Tmin 供热工况下，地埋管换热器中传热介质的设计平均温度，通常取 2 5； DB37/T 43042021 14 Fh 供热运行份额； Th1 一个供热季中水源热泵机组的运行小时数 ， 当运行时间取一个月时 ， Th1为最冷月份水源 热泵机组的运行小时数； Th2 一个供热季中的小时数。当运行时间取一个月时， Th2

36、为最冷月份的小时数。 A.4 热均衡分析 热均衡分析如下： a) 按照热泵效率和运行情况，进行采暖期总能耗分析，计算换热系统在一个采暖期的总取热量 ； 进行制冷期总能耗分析，计算换热系统在一个制冷期的总 排热量 ； 进行全年动态分析，分析热 恢复状况，进行系统的热恢复预测； b) 在地质 、 水文地质和浅层地热能勘查资料具备的区域 ， 可以进行浅层地热能的热均衡评价 ， 确 定浅层岩土体 、 地下水中热量的补给 、 提取和储存的变化 。 可以建立数值模型进行热均衡评价 。 在一个时段中的热均衡可以用下式表示： .(A.14) inoutQ 式中： Qin 热补给量，单位为千焦（ kJ）； Qo

37、ut 热提取量，单位为千焦（ kJ）； Q 热储存量的变化量，单位为千焦（ kJ）。 c) 在岩土体中， 热量补给项有 ： 热泵系统排热量、太阳辐射热量、大地热流量、地表水和地下水 向土壤散发热量，径向传导流入热量等；热量提取项有：热泵系统取热量、向大气散发热量 、 向地表水和地下水散发热量、侧向传导流出热量等； d) 在地下水中， 热量补给项有 ： 热泵系统取热量、太阳照射热量、大地热流量、水补给带来的热 量、径向传导流入热量 等 ； 热量提取项有 ： 热泵系统取热量、向大气散发的热量、水排泄带走 热量、侧向传导流出的热量等； e) 可以按采暖期 、 制冷期和恢复期等不同时段进行热均衡计算

38、。 可以进行一个典型年或多年均衡 计算。均衡计算需要有长期动态监测数据的支撑，适用于评价浅层地热能取热量的保证程度 。 DB37/T 43042021 15 B B 附录 B （资料性） 岩土热物性参数 表 B.1为空气、水和几种常见岩土的比热容、密度、热导率和热扩散率。 表 B.1 岩土热物性参数表 岩石名称 比热 kJ/kg 密度 kg/m3 热导率 w/m 热扩散率 m2/d 花岗岩 0.691 2 660 3.360 0.899 石灰岩 0.605 2 550 3.600 1.303 砂岩 0.689 2 380 2.517 1.142 干页岩 a 0.64 0.86 0.055 0.

39、074 钙质砂 (含水率 43 %)a 2.215 1 670 0.712 0.017 干石英砂 (中 -细粒 )a 0.794 1 650 0.264 0.017 石英砂 (含水率 8.3 %)a 1.003 1 750 0.586 0.029 砂质粘土 (含水率 15 %)a 1.379 1 780 0.921 0.032 砂（砂砾石） a 0.77 0.039 粉砂 a 1.67 0.050 亚粘土 a 0.91 0.042 粘土 1.274 2 080 1.555 0.318 粉质粘土 1.224 1 990 1.584 0.274 粉土 1.182 1 970 1.686 0.306

40、 砂（饱水） a 2.50 0.079 闪长岩 0.608 2 690 2.483 0.486 变粒岩 0.759 2 760 3.054 1.470 安山岩 0.896 2 500 1.732 1.272 空气 (常压 )a 1.003 1.29 0.023 1.536 冰 a 2.048 920 2.219 0.102 水 (平均 )a 4.180 1 000 0.599 0.012 回填膨润土（ 含有 20 % 30 %的固体） a 0.73 0.75 回填混合物（ 含有 20 %膨润土、 80 %石英砂） a 1.47 1.64 回填混合物（ 含有 15 %膨润土、 85 %石英砂） a 1.00 1.10 回填混合物（ 含有 10 %膨润土、 90 %石英砂） a 2.08 2.42 回填混合物（ 含有 30 %膨润土、 70 %石英砂） a 2.08 2.42 a 引自 浅层地热能勘查评价规范 （ DZ/T 02252009） 附录 B.1， 其它数据根据山东省浅层地温能调查评价 实测数据汇总。 DB37/T 43042