DB11 T 1253-2015 地埋管地源热泵系统工程技术规范.pdf
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1、ICS 27.080 J 75 备案号 :48660-2016 DB11 北京市地方 标准 DB11/T 1253 2015 地埋管地源热泵系统工程技术规范 Technical code for ground-coupled heat pump system 2015 - 12 - 30发布 2016 - 04 - 01实施 北京市质量技术监督局 发布DB11/T 1253 2015 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本要求 . 3 5 勘查与评估 . 4 6 系统设计 . 5 7 系统施工 . 6 8 系统监测 . 8 9
2、 调试与验收 . 9 附录 A(规范性附录) 岩土热响应试验 . 12 附录 B(资料性附录) 地埋管外径及壁厚 . 13 附录 C(资料性附录) 岩土体热物性参数 . 15 DB11/T 1253 2015 II 前 言 本标准根据 GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准由北京市发展和改革委员会提出并归口。 本标准由北京市发展和改革委员会组织实施。 本标准起草单位:北京市地质矿产勘查开发局 、 北京 节能环保中心、 北京市地质勘 察技 术院、 北京 源深节能技 术有限责任公司、 北京 华源 热力 管网有限公司、中国环境科学研究院、中国 地质调查局 浅层 地 温能研究 与推广中心 。
3、 本标准 主要起草 人: 李宁波、闫立华、焦江波、杨俊伟、郑佳、于湲、郭艳春、吴丰昌、周涛、 李军、冉伟彦、杨全合、卫万顺、李娟、张 文秀、韩敏霞、李海东、杜红兵、李萌 文、金波、王伟 。 DB11/T 1253 2015 1 地埋管地源热泵系统工程技术规范 1 范围 本标准规定 了地埋管地 源热 泵 系统工 程的 场地 浅层 地温能 资源 勘查评估 、换 热系统设计与施工、 监 测系统 建设 、调试和验收 等工作 的内容、方法 和要求。 本标准 适用 于以 地下 岩土体 为低温 热源,以 水 为 传 热 介 质 , 采 用热 泵技 术进行供热 、 供冷或加 热生 活热水 的系统工 程前 期勘
4、查与评估 、设计 、施工 、验收及系统监测。 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 50015 建筑 给水排水 设计规范 GB 50202 建筑 地基基 础工 程 施工质 量验收规范 GB 50243 通风 与空 调工 程施工质 量验收规范 GB 50274 制冷 设备 、空气分离 设备安装 工程 施工及验收规范 GB 50366 地源 热泵 系统工 程技 术规范 GB 50736 民用 建筑供暖通风与 空
5、气 调节 设计规范 GB/T 14848 地 下水 质量 标准 DZ/T 0225 浅层 地热 能勘查评价 规范 CJJ 101 埋地 聚乙烯 给水管 道 工程技 术规 程 DB 11/ 687 公 共建 筑节能 设计标准 3 术语和定义 下列术语定义 适用 于本文件。 3.1 地源热泵系统 ground-source heat pump system 以 岩土体 、 地 下水或 地表水 为低温 热源, 由水 源热 泵机组 、 地 温能 交换 系统 、建 筑 物 内 系统组成的 供 热 空调系统。根据地 温能 交 换系统 形式 的不同, 地 源 热泵 系统 分为 地埋管地 源 热泵 系统、 地
6、下 水地源 热 泵 系统和地 表水 地源 热泵 系统。 3.2 地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传 热 介质 通过竖直或水平 地埋管 换热 器与岩土体 、 地 下 水进行 热交 换的地 温能 交 换系统 , 又称土壤 热 交 换系统。 3.3 DB11/T 1253 2015 2 浅层地温能资源 shallow geothermal energy resources 蕴藏在 地表 以下 一定 深度 范围内 岩土体 、地 下水 和地 表水 中具 有开发 利用 价值 的热 能资 源。 3.4 传热介质 heat-transfer fluid 地 源 热泵
7、系统 中, 通过 地埋管 换 热器 与岩土体 、 地 下水进行热 交换 的不 低于 GB/T 14848中规定的III 类地下 水质 量标准的 水。 3.5 竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger 换热管 路埋 置在竖直钻孔 内的地埋管 换热 器, 又称竖直土 壤热 交换 器。 3.6 水平地埋管换热器 horizontal ground heat exchanger 换 热管 路埋 置在水平 管沟 内的地埋管 换热 器, 又称水平土 壤热 交换 器。 3.7 环路集管 circuit header 连接各 并联 环路 的集 合管 ,通常 用来 保证各
8、并联 环路流量相 等。 3.8 岩土体 rock-soil body 岩石和 松散 沉积 物的 集合 体,如砂 岩、 砂砾 石、 土壤 等 。 3.9 勘查测试孔 exploration and vertical testing hole 按照测试要求和 拟采 用的 成孔方 案, 将用 于勘查和测试的 竖直 地埋管 换热 器称 为 勘查测试 孔。 3.10 岩土热响应试验 rock-soil thermal response test 通过测试 仪器 , 对 项目 所在 场 区的勘查测试 孔进行一 定 时间 的连 续换 热试验 , 获得项目 场区 岩土体 的 初始 平均 温度 、岩土体 综合热
9、物性及岩土体 换热 能力等 参数。 3.11 岩土体初始平均温度 initial 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, 岩土体 常年恒 定的 平 均温 度。 3.12 埋设温度传感器法 embedding temperature sensor method 在竖直 地埋管 换热 器不同 深度埋设 温度传 感器 , 通过 实 时监测 温度传 感器 的监测数 值, 确定 不同深 度 岩土体 温度 的方法 。 3.13 DB11/T 1253 2015 3 无功循环法 reactive circulati
10、on method 不 向 地埋管 换热 器内 循环 水加载 冷 、 热 量 , 利 用循 环 水与岩土体 达到 热平 衡时 的温度 , 分析 岩土体 初始平 均温 度的 方法 。 3.14 水温平衡法 water temperature balance method 地埋管 换热器安装 完成后 在管内 充满水 ,静 置至少 48h后管 内的水 与岩土体达到 热 平衡 , 通过水 泵 循环将 管内 的水 泵出 ,同 时监测 水温 的变化 ,通过 管内水 的温 度分 析岩土体 温度的 方法 。 3.15 稳定热流测试 steady heat flow test 向 地埋管 换热 器循 环介 质提
11、 供 稳定的热 量或冷量, 记 录地埋管 换热 器进 、 出 水温度 的响应 情况, 计 算 岩土体 综合 热物性参数 或换热 能力 的测试 方法 。 3.16 稳定工况测试 steady working condition test 建立稳 定的地埋管 换热 器夏季或 冬季运 行工 况, 记录地埋管 换热 器进、 出水温 度 的响应 情况 , 计算 岩土体 综合 热物性参数 或换 热 能力 的测试 方法 。 3.17 岩土体综合热物性参数 parameter of the rock-soil thermal properties 地埋管 换热 器深 度范围 内, 岩土体的 综合 导热系数 、
12、综合 比热 容。 3.18 换热孔 heat exchange hole 地埋管地 源热 泵系统 运行期 间 ,其 中埋设的地埋管 换热器 参与热 量交 换的 钻孔 。 3.19 换热监测孔 heat exchange monitoring hole 通过在换 热孔内下 入 温度传 感 器 ,用 于 监测地埋管换 热 器 换热 过 程中 其 周边地 层温度 变化的 换热 孔 。 3.20 换热影响监测孔 heat exchange effect monitoring hole 通过在钻孔 内下 入温 度传 感器, 用于 监测 换热 孔温 度变化影 响范围的 钻孔 , 一 般布 设于换 热孔周边
13、 5m距离 内。 3.21 常温监测孔 initial temperature monitoring hole 通过在钻孔 内下 入温 度传 感器, 用于 监测 不同 季节 地层原始 温度 的钻孔 , 一 般布设 在换 热孔 布 设 区 域边缘 10m距离 外。 3.22 DB11/T 1253 2015 4 插 入式 温度传感器 insertion temperature sensor 测 温 探头插入到 管道 内部 ,直接 测量 管道 内循 环介 质温度 的温 度传 感器 。 3.23 贴片式 温度传感器 surface mounted devices temperature sensor
14、 测 温 探头贴 合于 管道 外壁 ,通过 测量 管壁 温度 计算循 环 介质 温度 的温 度传 感器 。 4 基本规定 4.1 地埋管地 源热 泵系统工 程方 案确 定前应 对浅层 地温能 地质 条件 进行 勘查与评估。 4.2 地埋管地 源热 泵项目 场地 浅层地 温能 勘查 、系统设计与施工 均应由 具有 相应资质的单位 完成 。 4.3 地埋管地 源热 泵系统工 程的实施 除应 符合 本标准外 , 尚应符 合国 家及北京市 现行 有 关标准的规定。 5 勘查与评估 5.1 一般规定 5.1.1 地埋管地 源热 泵系统工 程方 案确 定前 ,应 进行 工程场 地 状况 调查和 项目 场地
15、 浅层地 温能 勘查。 5.1.2 地埋管地 源热 泵系统工 程前 期 勘查与评估应由 具有 相应地质勘查资质的单位 完成。 5.1.3 勘查前应收 集建 设场 地及 其周边 一定范围 内地质 、水 文地质资料 、已 建地 源热 泵 工程 勘查和 运 行情况 等资料 ,选择 适宜 的浅层 地温能换 热方 式, 确定相 应的勘查 方法 。 5.1.4 项目场 地浅层 地温能 勘查 后,勘查单位应 编写 浅层 地温能 地质 条件评估 报告 并提出 建议 。 5.2 工程场 地状 况调 查 5.2.1 地埋管地 源热 泵系统 方案 设计前 ,应 进行 工程场 地状况调查。 5.2.2 调查内容 应包
16、括 : 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 础型 式及埋 深; c) 场地内 已有 树木植被 、 池塘 、 排水沟 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 布及规 划综 合管 线 分布; d) 场地内 已有 的、 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 。 5.3 地埋管换热系统勘查 5.3.1 勘查范围 为地埋管 换热系统 建 设场 地范围 内。 5.3.2 勘查要求: a
17、) 水平地埋管 换热系统工 程, 工 程场 地勘查 采用 槽探 或钎探 进行 , 槽 探位 置和 长度应根据 场 地 形 状确定 , 槽 探的 深度 宜超 过预计的埋管 深度 1m, 钎探 技 术标准参照 GB 50202的 相 关规定 执行 。 竖直地埋管 换热系统工 程, 工 程场地勘查采用 钻探 进行,勘查 孔深度宜比 预计的埋管深 度深 5m,勘查 孔应 进行 地球 物理 测 井; b) 勘查工 作量 的布 置, 按 表 1确定。 DB11/T 1253 2015 5 表 1 探槽和勘查测试孔工 作量 埋管方式 工程设计冷/ 热负荷 q/kW 探 槽 、 勘查测试孔数量/ 个 水平 q
18、25 1( 探 槽 ) q 25 2( 探 槽 ) 竖直 q550 1( 孔 ) 550 q 1000 2( 孔 ) 1000 q 2000 23( 孔 ) q 2000 3( 孔 ) 注 :工程设计冷/ 热负荷取冷、热负荷中较大者。 5.3.3 勘查内容 应包括 : a) 岩土体地 层岩性 结构 、地 下水位 、冻 土层 厚度 、地 下水径 流方 向、 速度 、地 温场分 布特征; b) 开展岩土热响应试验 , 获得项目 场区 岩土体 初始 平均 温 度、 岩土体 综合 热物性及岩土体 换 热 能 力等参数 ; c) 岩土热响应试验应 符合 附录 A的规定。 5.3.4 浅层地 温能 地质
19、条件评估 报告的 内容 应包括 : a) 建设项目 的规 模、 功 能及冷 热 需求; 勘查 区以 往地质工作程 度及 浅层 地温能 开发利 用现状; 勘 查工作 的进 程及 完成 的工 作量。 b) 勘查区 的自然 地理 条件 ; 气 象 和水 文特征 、 区域 地质 条 件, 地层 分布特征; 含水层 (带)的 空 间 分 布 , 地 下 水 的 水 质 、 水 位 动态 特征 及补 给、 径流 、 排泄 条件。 c) 勘查工 作的 主要 内容 及其 布置; 工作 的主 要成 果。 d) 岩土热响应试验 结果 ; 浅层 地 温能 利用 量计 算的 依据 , 计算 浅层 地温能 ; 根据 保
20、 护资 源、合 理 开发的 原则 ,提出 相应的 利用方 式及 其保 证程 度, 预测其可 能的 变化 趋势 。 e) 评价浅层 地温能 的资 源条 件;提出 拟建换 热系统的 方式; 建议 换热系统的 初步 方 案。 f) 拟建工 程的 经济 性和 风险 性分析 。 g) 施工中 和运 行后 应注 意的 事项; 地温场 监测 点的设 置及要求。 6 系统设 计 6.1 一般规定 6.1.1 地埋管地 源热 泵系统的设计应由 具有 相应设计资质的单位 完成 ,应 使建 筑负荷需求与 浅层 地温 能 资 源量相 匹配 。 6.1.2 换 热系统的设计应 以浅层 地温能 地质 条件评估 报告 为依
21、据 ,在 经济 技术 合理 时,宜 采用 辅助 热 源或冷 源的调 峰方 式。 6.1.3 地埋管地 源热 泵系统应设监测系统 ,并应 符合 第 8章的规定。 6.2 地埋管管 材与 传热介质 DB11/T 1253 2015 6 6.2.1 地埋管及管件应 符合 设计要求, 且应 具有 质量 检验 报告和 生产 厂的 合格 证。埋管内 外表 面应 清 洁、光滑 ,不 应有 明显 的划 伤 、凹陷 、颜色 不均 等缺陷; 管端 头应 切割 平整 ,并与管 轴线垂 直。 6.2.2 地埋管管 材及管件应 符合下 列 规定: a) 地埋管应 采用 化学 稳定性 好、 耐腐 蚀、 导热系数 大、 流
22、 动 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) , 不应 使用再 生塑 料管 材, 管件与管材 应为 相同 材 料; b) 地埋管质 量应 符合国 家现 行标准 中的 各项 规定。管 材的公 称压 力及 使用 温度 应满足 设计要求。 管 材 的公 称压 力不 应小于 1.0MPa。地埋管外径及壁厚 可 参照 附录 B选 用。 6.2.3 为 预 防管 道受 热发 生热 变形 , 未安装 的管 材应 避光 存放。 6.2.4 竖直地埋管 换热 器 的 U型 弯管接 头, 宜选 用定 型 的 U型弯 头成 品件 ,不 应采 用揻制
23、弯头 或焊 接 弯头。 6.2.5 地埋管 换热系统的 传热 介质应使 用不 低于 GB/T 14848中 规定的 III类地 下水 质量标准的 水 , 水 中不应 加注乙 二醇 等对 环境 产 生危害 的添 加剂 。 6.3 地埋管换热系统设 计 6.3.1 地埋管 换热系统设计前应 明确待 埋管 区域 内各 种地 下管线 的种 类、 位置 及深 度,预 留未 来地 下 管线所 需的埋管 空间 及埋管 区域 进出 重型 设备 的车 道位置 。 6.3.2 当 地埋管地 源热 泵项目 可利 用埋设 换热 孔场 地不 足时 , 经技 术、 经济 、安 全分 析后 可以 采用 建 筑物下 埋设 换
24、热 孔。 6.3.3 地埋管 换热 器进 、出 水温 度应符 合下 列规定: a) 夏季工 况, 地埋管 换热 器侧 出 水温 度宜 低于 30; b) 冬季工 况, 地埋管 换热 器侧 进水 温度 宜高 于 4。 6.3.4 地埋管 换热 器设计计 算宜 根据岩土热响应试验 结果 并参照 附录 C,采 用专 用软 件 或按照 DZ/T 0225进行 计算 ,环 路集 管 不应包括在 地埋管 换热 器换 热 长度 内。 6.3.5 地埋管 换热系统 宜进行分 区设计 ,且 采用 条带 状分散 布 设换 热孔 ,保 证地埋管 运 行的 间歇 性和 地 温 的恢复 。 6.3.6 地埋管 换热 器
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- DB11 1253-2015 地埋管地源热泵系统工程技术规范 1253 2015 源热泵 系统工程 技术规范
