地源热泵系统工程技术规程DGJ32_TJ_89—2009

6 江苏省工程建设 地源热泵系统工程技术规程 (征求意见稿) 目 录 TOC \o "1-2" \h \z \u 1 总 则 2 2 术 语 3 3 地源热泵系统 6 3.1一般规定 6 3.2地热能交换系统 6 3.4水源热泵机组 7 3.5 循环水泵 9 3.6建筑物内系统 10 4 地源热泵系统工程勘察与评估 12 4.1 一般规定 12 4.2 地埋管换热系统勘察与评估 13 4.3 地表淡水换热系统勘察与评估 14 4.4污水换热系统勘察与评估 15 4.5海水换热系统勘察与评估 16 5 地埋管换热系统 17 5.1一般规定 17 5.2地埋管换热器 17 5.3地埋管换热系统设计 18 5.4系统设备与材料 21 5.5地埋管换热系统施工 21 5.6地埋管换热系统的检验与验收 23 6 地表淡水换热系统 24 6.1一般规定 24 6.2地表淡水换热系统类型 24 6.3地表淡水换热系统设计 25 6.4地表淡水换热系统设备与材料 26 6.5地表淡水换热系统施工 27 6.6地表淡水换热系统检验与验收 27 7 污水换热系统 29 7.1一般规定 29 7.2污水换热系统类型 29 7.3污水换热系统设计 29 7.4污水换热系统设备与材料 30 7.5污水换热系统施工 31 7.6污水换热系统检验与验收 31 8 海水换热系统 32 8.1一般规定 32 8.2海水换热系统类型 32 8.3海水换热系统设计 32 8.4海水换热系统设备与材料 34 8.5海水换热系统施工 34 8.6海水换热系统检验与验收 35 9 运行管理 36 9.1 一般规定 36 9.2 土壤源热泵的监测与运行控制 37 9.3 地表淡水源、海水源热泵的监测与运行管理 37 9.4 污水源热泵的监测与运行管理 37 1 总 则 1.0.1为规范我省地源热泵系统可行性分析、工程设计、施工、验收及运行管理等技术工作，使地源热泵系统符合技术先进、经济合理、性能安全可靠、节能环保与减排的要求，制定本规程。 1.0.2本规程适用于本省行政辖区内以岩土体、地表淡水（江、河、湖水等）、海水及城市污水为低位热源，采用热泵技术进行供热、空调的可行性研究、工程设计、施工与验收及运行管理。 1.0.3地源热泵工程可行性研究、工程设计、施工与验收及运行管理应同时满足国家和省现行其它有关技术规范、标准的要求。 2 术 语 2.0.1地源热泵系统 ground-source heat pump system 以岩土体、地下水、地表淡水（江、河、湖水等）、海水及城市污水为低位热源，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，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、地表淡水地源热泵系统、海水源热泵系统及污水源热泵系统。 2.0.2复合地源热泵系统combined ground-source heat pump system 利用空气源、土壤源、地下水源、地表淡水源、海水源、污水源中两种以上低位热源的地源热泵系统。 2.0.3水源热泵机组 water-source heat pump unit 以水或添加防冻剂的水溶液为低位热源的热泵。通常有水/水热泵、水/空气热泵等形式。 2.0.4地热能交换系统 geothermal exchange system 地热能交换系统是低位热能采集系统，从岩土体、地下水、地表淡水、海水、城市污水中取热或取冷（释热），为地源热泵系统提供低品位的冷热量的热交换系统。可分为地埋管换热系统、地下水换热系统、地表水换热系统。地表水换热系统又分地表淡水换热系统、海水换热系统与污水换热系统。地表淡水包括江、河、湖水与工业冷却水等。污水包括生活污水与工业废水等。 2.0.5浅层地热能资源 shallow geothermal resources 蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 2.0.6传热介质 heat-transfer fluid 地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地表水、地下水、海水或城市污水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水溶液。 2.0.7地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传热介质通过垂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。 2.0.8地埋管换热器 ground heat exchanger 供传热介质与岩土体换热使用，由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热交换器。根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。 2.0.9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。 2.0.10竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger 换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器，又称垂直土壤热交换器。 2.0.11地下水换热系统 groundwater 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。 2.0.12直接式地下水换热系统 direct groundwater system 抽取的地下水直接进入水源热泵机组蒸发器或冷凝器进行热交换的地热能交换系统。 2.0.13间接式地下水换热系统 indirect groundwater system 抽取的地下水进入中间换热器，水源热泵机组通过中间换热器间接获取地下水中的热量或冷量的地热能交换系统。 2.0.14地表水换热系统surface water system 与地表水进行热交换的地热能交换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。 2.0.15开式地表水换热系统 open-loop surface water system 地表水在循环泵的驱动下，经处理直接流经水源热泵机组（直接式）或通过中间换热器（间接式）进行热交换的系统。 2.0.16闭式地表水换热系统 closed-loop surface water system 将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中，传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统。 2.0.17环路集管 circuit header 连接各并联环路的集合管，通常用来保证各并联环路流量相等。 2.0.18含水层 aquifer 导水的饱和岩土层。 2.0.19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。 2.0.20 污水换热系统 sewage heat exchanger system 与城市污水进行热交换的热能交换系统，根据热泵机组是否与污水接触可分为直接式污水换热系统和间接式污水换热系统。 2.0.21直接式污水换热系统 direct sewage heat exchanger system 污水经过水处理直接进入热泵机组换热器进行换热的热交换系统。 2.0.22间接式污水换热系统 indirect sewage heat exchanger system 污水经过水处理进入中间换热器与水源热泵机组实现间接换热的换热系统。 2.0.23海水换热系统 sea water heat exchanger system 与海水进行热交换的热能交换系统。分为直接式海水换热系统与间接式海水换热系统 2.0.24直接式海水换热系统 direct sea water heat exchanger system 海水经过水处理直接进入热泵机组换热器进行换热的热交换系统。 2.0.25间接式海水换热系统 indirect sea water heat exchanger system 海水经过水处理进入中间换热器与水源热泵机组实现间接换热的换热系统。 2.0.26复合换热系统 与土壤、地下水、地表淡水、海水、污水、大气中两种以上低位热源进行热交换的热能交换系统。包括地埋管与冷却塔或能源塔复合的换热系统、地埋管与地表水复合的换热系统、地埋管与地表水、冷却塔复合的换热系统及污水与地表水复合的换热系统等。 3 地源热泵系统 3.1一般规定 3.1.1浅层地热资源为可再生能源，有条件项目应优先采用地源热泵系统。 3.1.2地源热泵系统设计前应对项目可利用的浅层地热资源条件进行分析、勘察，对节能效果与环境影响进行评估，以确定地源热泵系统适应性与合适的地热资源利用形式。 3.1.3地源热泵系统设计前应根据地热资源条件、当地政府的相关政策、建筑空调与供热负荷特点、节能与环保要求，通过技术经济比较，合理确定地源热泵系统方案。 3.1.4地源热泵系统设计、施工与运行管理应同时满足资源保护、环境保护、卫生防疫与安全等要求。 3.1.5地源热泵系统设计时应通过热能交换系统优化设计、高能效水源热泵等设备的选用、室内系统的节能设计、及系统自动监测与控制等一系列措施，使得地源热泵系统全年能效比明显高于传统空调供热系统。 3.2地热能交换系统 3.2.1地热能交换系统设计前，应根据工程勘察结果评估地热能交换系统实施的可行性能及经济性。 3.2.1地热能交换系统设计前，应通过现场测试与试验，确定地热能交换系统基本计算参数； 3.2.2地热能交换系统设计应进行全年空调动态负荷与系统取热、释热量计算分析，合理确定地热能交换系统，优先采用复合热交换系统，换热系统的换热能力应满足设计工况要求，并考虑5-10%的安全裕量。必要时，可配置部分备用热源，保证地源热泵系统长期安全、稳定、高效运行。 3.2.4一般应采用清水作为地埋管换热系统、闭式地表水换热系统、间接式地下水或间接式地表水换热系统循环工质。 3.2.5闭式循环换热系统有低于0℃的可能性时，应采用防冻措施，包括采用20％酒精溶液、20％乙烯乙二醇溶液、20％丙烯乙二醇溶液等作为循环工质。存在污染地下或地表水源可能时，不应采用防冻液。 3.2.6地热能交换系统施工应根据工程勘察结果，制定适宜的施工工艺，加强施工过程的质量管理与材料、半成品与成品保护，保证地热能交换系统的质量。 3.2.7地热能交换系统时应通过水质处理、监测与维护管理措施，满足地热能交换热系统长期安全、稳定、高效运行要求。 3.4水源热泵机组 3.4.1水源热泵机组是指基于逆卡诺循环原理工作，以水为热源（或热汇），既可以进行制冷，也可以制热的机组。 3.4.2水源热泵机组按加热或冷却介质不同，可以分为冷热风型水源热泵机组（如水环热泵、水源型多联空调等）与冷热水型水源热泵机组及生活热水型水源热泵机组（简称水源热水机组）。 3.4.3水源热泵机组按制冷制热工况转换方式不同，可以分为采用冷剂侧四通阀实现工况切换的水源热泵机组（下称四通阀式水源热泵机组）与采用水侧阀门实现工况切换的水源热泵机组（下称水阀式水源热泵机组）。四通阀式水源热泵机组的蒸发器与冷凝器不同工况下，功能互换，水阀式水源热泵机组的蒸发器与冷凝器不同工况下功能不变，被加热（冷却）的热（冷）媒水通过水侧阀门切换流经不同的换热器实现功能转换。 3.4.4水源热泵机组按热回收功能不同，可以分全部热回收型水源热泵机组与部分热回收型水源热泵机组及非热回收型水源热泵机组（简称水源热泵机组）。 3.4.5水源热泵机组按压缩机不同，可以涡旋式水源热泵机组、螺杆式水源热泵机组与离心式水源热泵机组。冬季供水温度要求较高或供回水温差较大的场合，不宜采用离心式水源热泵机组，可以采用双机压缩离心式水源热泵机组。 3.4.6水源热泵机组布置方式可以分为分散式与集中式。分散式系统水源热泵机组按楼层或房间布置，单台出力较小，如水环热泵、水源型多联空调等。集中式系统水源热泵集中设于机房，服务整栋建筑或建筑群，单台机组出力一般较大。 3.4.7要求细分物业与计量管理单元或要求分层分期实施的项目，水源热泵机组宜采用分散布置方式。 3.4.8住宅用与分散式布置及源侧水质较差时，宜采用四通阀式水源热泵机组。 3.4.9住宅（含别墅）建筑采用分散系统时，宜采用全热回收型四通阀式水源热泵机组。经济条件允许时，宜采用可变制冷剂流量的水源型多联空调机组。 3.4.10有较大内区且常年有稳定的一定量余热、在冬季或过渡季节需要同时供冷与供热的办公、商业等建筑，宜采用水环热泵、水源型多联空调或热回收型水源热泵机组。 3.4.11有热水需求的场所，宜根据负荷特点，宜采用部分或全部热回收型水源热泵机组。用作全年供热水时，应选用全部热回收型水源热泵机组或水源热水机组。 3.4.12采用热回收型水源热泵机组时，应根据空调、生活热水负荷特点，合理选配设备，并应有可靠的工况切换与温度控制措施，保证系统在各种工况条件下正常运行，并使实际能效比高于非热回收式方案。 3.4.13生活热水宜由水源热水机组或热回收型水源热泵机组直接加热，直接加热生活热水水源热水机组或热回收型水源热泵机组的换热器材质应符合《建筑给水排水》GB50015-2003相关规定。 3.4.14源侧水质较差并直接进机组时，宜优先采用四通阀式水源热泵机组与并满液式蒸发器等便于清洗的换热器形式。当源侧水对换热器有腐蚀或磨损时，换热器材质应适应水质要求。 3.4.15水源热泵机组设计或运行工况与名义工况不一致时，应根据性能曲线对其实际出力作修正。 3.4.16水源热泵机组的能效比与性能系数应同时满足表3.4－1、表3.4－2的要求。 表3.4－1冷热风型水环式水源热泵（水环热泵）机组能效比（EER）和性能系数（COP） 名义制冷量Q（W） EER COP Q≤14 000 3.20 3.50 14 000100 000 3.45 3.75 注：1.机组能效比（EER）：在名义制冷工况和规定条件下，机组制冷量与机组消耗功率的比值; 2.性能系数（COP）：在名义制热工况和规定条件下，机组制热量与机组消耗功率的比值。 3. 名义制冷工况:入口空气干球温度27℃，湿球温度19℃，进出水温度30/35℃; 表3.4－2冷热水型水环式水源热泵机组能效比（EER）和性能系数（COP） 名义制冷量Q（W） EER COP Q≤14 000 3.45 3.25 14 0001163 4.30 4.60 3.96 4.24 螺杆式 <528 528～1163 >1163 4.40 4.70 5.10 4.0 4.33 4.70 离心式 <528 528～1163 >1163 4.70 5.10 5.60 4.33 4.70 5.16 注：1 名义制冷工况: 空调侧进出水温度12/7℃，地源侧进出水温度30/35℃; 2 名义制热工况: 空调侧进出水温度40/45℃，地源侧进出水温度10/5℃; 3.4.17应根据空调供热负荷特点，经过全年能效、可靠性、价格比较，合理选择水源热泵机组的类型、规格与台数，一般不宜少于2台。 3.4.18 选用的水源热泵机组应能适应源侧供水温度条件，水环式地源热泵空调系统应选用低温型水环热泵机组。 3.4.19水源热泵机组的设计工作压力应与系统工作压力相适应。 3.4.20水源热泵机房不应直接与客房、卧室或有较高振动与噪音要求的房间相临。不宜布置在住宅或客房的正下方、正上方或较近的位置。 3.4.21水源热泵机组安装应符合现行国家标准《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274—98及《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002的规定。 3.5 循环水泵 3.5.1循环水泵应根据系统形式（开式与闭式）、循环工质性质（清水、乙二醇溶液、地下水、湖水、江水、污水等），管材特性计算确定系统水力特性进行选择选择。 3.5.2地热能交换热系统宜采用变频水泵，并应同时满足夏季工况与冬季工况要求。经济技术比较合适时，冬夏季可分设循环泵。 3.5.3空调侧水泵应同时满足夏季工况与冬季工况要求，条件许可冬夏季宜分设循环泵或采用变频水泵。变频水泵控制系统应适应冬夏两季设计工况系统水力特性要求及热泵机组变水量特性要求。 3.5.4系统循环水泵的最大输送能效比（ER）应按下式计算，且不应大于0.0241。 ER＝0.002342 H/（△T·η） 式中 H---水泵设计扬程（mH2O）； △T---供回水温差（℃），夏季设计工况取一般5℃； η---水泵在设计工作点的效率（％）。 3.5.5水泵台数与规格宜与热泵机组及系统水力特性相对应。 3.5.6循环水系统较大，经技术经济比较合理时，可按建筑各区域使用功能（运行时段）的不同、距离远近或末端机组水侧阻力的不同等因素，分设若干个循环回路。各循环回路阻力相差较大时，宜采用二次泵系统。 3.5.7循环水泵应用在高层建筑中应考虑泵体所能承受的压力，并满足系统工作压力要求。 3.6建筑物内系统 3.6.1建筑物内系统的设计应符合《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003的要求。有生活热水供应时，应符合《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003的有关规定。 3.6.2建筑物内系统的设计应满足《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005有关规定。 3.6.3建筑物内系统的设计应根据使用功能与管理要求确定末端空调系统形式，并根据建筑各部位的负荷特点划分内区和外区，并分设末端机组，一台末端机组不应同时服务于建筑内区和外区。 3.6.4系统形式应与地源条件、水源热泵机组特性及用户系统运行管理要求相互适应。 3.6.5 水源热泵机组应有可靠的水侧防冻等安全措施，包括与机组出水管段所设电动两通阀的联动、断水保护等。 3.6.6水源热泵机组噪声值应能满足应用场所的要求,并应对机组采取有效的隔振及消声措施。对噪声要求较高的场所宜采用分体式机组。 3.6.7 建筑物内系统新风系统设计宜选用适应新风工况的专用水源热泵机组对系统的新风进行处理。当采用普通地源热泵机组用作处理新风时，应符合下列要求： 1 冬季应对新风进行预热，或采用30％左右的回风混合，使新风进风温度不低于12℃。 2室内末端机组的选择应考虑分担部分新风负荷。 3 新风宜经排风热回收装置进行预冷（热）处理，并且设旁通风道，在过渡季节不经过热回收装置直接引进新风。 3.6.8建筑物同时存在生活热水需求时，宜优先采用地源热泵系统提供（或预热）生活热水，不足部分由其它方式解决。地源热泵系统提供生活热水时，宜由水源热水机组或热回收型水源热泵机组直接加热。 3.6.9建筑物内系统的设计应有可靠措施，避免建筑物内系统循环水与源侧水系统的相互影响。 3.6.10地源热泵系统应有可靠的功能转换措施，工况转换阀门应有可靠的密封性。 3.6.11循环水系统宜采用变流量运行模式，并采取适当的措施保证水系统水力平衡。 3.6.12地能交换系统换热器内流速应能满足换热器内流体处于紊流状态的要求，应有可靠措施避免闭式换热器内水质被污染或堵塞。 3.6.13建筑物内系统安装验收应符合《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274等规定。 4 地源热泵系统工程勘察与评估 4.1 一般规定 4.1.1 地源热泵系统方案设计之前，应进行工程场地状况调查，并对浅层地热能进行勘察和应用条件评估。 4.1.2 对已具备水文地质资料或附近有水井的地区，应通过调查获取水文地质资料。 4.1.3 工程勘察应由具有勘察资质的专业队伍承担。工程勘察完成后，应编写工程勘察报告，并对资源可利用情况提出建议。 4.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容： 1 场地规划面积、形状及坡度； 2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布； 3 场地内已有树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布及规划综合管线分布； 4 场地内已有的、

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修建的地下管线和地下构筑物的分别及其埋深； 5 场地内已有水井的位置。 6 水源性质与条件、水源地与建筑之间的距离以及其间地面建筑分布、构筑物分布、地形状况。 4.1.5 浅层地热能应用条件评估的主要内容包括： 1 当地气候特征与能源供应条件、能源价格及当地政策； 2 拟采用的浅层地热能类型、品质及其可利用热量与利用方案； 3 浅层地热能开发利用的环境、卫生与安全评估； 4 建筑可利用浅层地热能对需求的保证率及补充能源类型； 5 浅层地热能开发利用难度、工期、成本； 6 浅层地热能开发利用寿命周期维护成本，寿命周期节能量与节省的运行费用及增量投资回收周期。 7 在以上多因素分析基础上，给出项目浅层地热能的适用性与可行性结论及浅层地热能开发利用方案。 4.2 地埋管换热系统勘察与评估 4.2.1 地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察。 4.2.2 地埋管换热系统勘察应包括下列内容： 1 岩土层的结构与分布； 2 岩土体热物性参数（平均导热系数）； 3 岩土体温度分布及岩土体平均温度； 4 地下水静水位、水温、水质及分布； 5 地下水径流方向、速度； 6 冻土层厚度； 7 设计条件单位井深取热与释热量（w/m） 4.2.2应对影响施工的因素和施工周边的条件紧系调研与勘察，主要包括： 1 土地面积大小和形状； 2 已有的和计划建的建筑或构筑物； 3 是否有树木和高架设施，如高压电线等； 4 交通道路及其周边附属建筑及地下服务设施； 5 现场已敷设的地下管网布置和废弃系统状况； 6 钻孔挖掘所需的电源、水源情况； 4.2.3应用建筑面积在3000 m2～5000 m2范围时，宜进行岩土热物性参数测试；应用建筑面积大于等于5000 m2时，应进行热响应试验。应用建筑面积大于10000 m2应至少进行两个测试孔的热响应实验。 4.2.4测试方法应符合附录C的规定。 4.2.5 应用条件评估 1. 根据可用的场地面积，按照4～6m间距布置换热井，结合岩土层的结构确定换热井井深，初步确定地埋管换热管的布置。再根据单位延米的换热量，评估地埋管换热系统具有的最大瞬时换热能力。计算方法如下： (4.2.5) 式中 --地埋管换热器最大瞬时换热量 Kw --测试工况下单位延米换热量， --单位延米换热量修正系数，可取0.8。 --地埋管系统总延米数， 4.3 地表淡水换热系统勘察与评估 4.3.1地表水地源热泵系统方案设计前，应对工程场区地表水源的水文状况进行勘察与评估。 4.3.2 地表水淡水勘察应包括下列内容： 1 地表水水源性质、水面用途、面积、深度分布、水体体积。水体与建筑物的距离； 2 冬夏两季不同深度的地表水水温、水位动态变化； 3 地表水体水流速和流量动态变化； 4 地表水水质（包括：含砂量，PH值，CaO,矿化度，CL- ， SO2-，Fe2+，H2S等）及其动态变化； 5 地表水利用现状与规划，特别是上游热利用现状、规划与影响； 6、航运情况、附近取排水构筑物情况； 7、 地表水取水和回水的适宜地点及路线或地表水换热器布置适宜区域及干管路线。 4.3.3 应用条件评估 1. 根据《地表水质量标准》GB3838-2002允许的水体温升标准和冬夏季水体总量，分别评估冬夏季水体最大换热能力。 1) 对流动水体： 最大瞬时换热能力估算如下： kW (4.3.3-1) 式中 --水体密度， --水体流量， --水的定压比热，4.18 kJ/kg·℃ --区域水体总体允许温升（降）。 2) 对静止水体 最大瞬时换热能力估算如下： kW (4.3.3-2) 式中 --水体总体积， --每周运行时间， --总体允许温（降）升，取1℃。 2. 根据冬季水体温度和热泵机组的最低进水保护温度，计算冬季热泵机组工作的保证时间与供热量。 对闭式地表水换热系统，最低进水保护温度与水体温度差设定为2.5℃。 对采用中间换热器的开式系统，最低进水保护温度与水体温度差设定为1.5℃。 对直接取水进热泵机组的开式系统，最低进水保护温度与水体温度差设定为0.5℃。 4.4污水换热系统勘察与评估 4.4.1污水源地源热泵系统方案设计前，应对所利用的污水源利用条件、利用方式进行勘察。4.4.2当利用的污水未达到“城市污水再生利用 工业用水水质”或“城市污水再生利用 生活杂用水水质”等标准时，应对污水利用方案进行环保、卫生与防疫等内容与评估。 4.4.3 污水换热系统的勘察包括以下内容： 1. 污水性质与具体水质条件，包括 值、污染物成份、污染物尺寸与含量等。 2. 污水冬夏季流量及其分布，瞬时最小流量，污水处理厂维修规律与影响。 3. 污水的冬夏季温度分布。 4. 污水处理厂或利用污水源位置与建筑物的距离、取回水点标高、污水取水与回水的适宜路线与方式等。 4.4.4应用条件评估 可利用的污水换热量采用下式估算： ( ) (4.4.4) 式中 --可利用的污水流量， --可利用的污水温升（降）， 4.5海水换热系统勘察与评估 4.5.1海水源热泵系统方案设计前，应对工程场区的海水源状况进行勘察与评估。 4.5.2海水源换热系统勘察应包括以下内容： 1 海水水温分布及其动态变化； 2 海水水质（包括： 、 、 、含砂量、微生物类型与含量）及其动态变化； 3 海水水位、海床高度及其动态变化；包括冬夏季节变化与潮汐水位变化规律。 4 已有的海工设施，如防波堤、码头、水产养殖场等； 5 沿岸地质状况； 6 取、排水口或换热器布置的适宜地点及敷设路线； 4.5.3通过海水井抽取海水的换热系统，应开凿勘测井，开凿时应取样分析，掌握相关数据，包括：岩石组成，地下水深度，水平面高度，物理特性，以及不同深度处水温。 4.5.4海水勘测井应满足以下要求： 1 勘测井能连续产生清洁、没有沉淀物的水； 2 勘测井都应进行不少于24h的抽水测试，确定勘测井的再生能力； 3 在抽水测试的过程中测量海水的温度，并且收集水样进行化学和微生物的分析； 4.5.5应用条件评估 1. 对海流流速超过0.5 m/s的海区。瞬时最大换热能力评估同式(4.3.3-1)。其中允许温升由环评报告确定。 2. 对海流流速低于0.5 m/s的海区，瞬时最大换热能力同式(4.3.3-2)，其中海水体积和温升为环评报告允许影响区域和总体温升。 3. 根据冬季海水温度和机组的最低进水保护温度，计算冬季热泵机组工作的不保证时间。 5 地埋管换热系统 5.1一般规定 5.1.1进行地埋管换热系统设计前，应根据工程勘察与地热资源条件分析结果，评估地埋管换热系统的可行性与经济性。 5.1.2地埋管换热系统施工时应调研现场情况和片区地下空间利用规划，严禁损坏既有地下管线及构筑物，规避与规划管线或构筑物的冲突。 5.1.3地埋管换热器施工过程中应细化

检测

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与保护措施。地埋管换热器安装完成后，应在埋管区域做出标志或标明管线的定位带，并应采用两个现场的永久目标进行定位。 5.1.4通过热平衡计算分析、优化设计、运行监测与控制手段，实现地下岩土热平衡，满足地埋管换热系统长期安全运行。 5.2地埋管换热器 5.2.1地埋管换热器可分为水平埋管换热器和垂直埋管换热器两大类： 1 水平埋管换热器可以布置为U型单环路、双环路或多环路，也可布置为排圈式或螺旋式。 2 垂直埋管换热器可以布置为单U型、并联双U型，串联双U型（W型）、螺旋盘管型、套管型等，结构条件允许时也可利用建筑物混凝土桩基埋设，形成桩基埋管。按埋深分为浅埋（埋深≤25m），中埋（25~60m），深埋（埋深≥60m）。 5.2.2水平埋管换热器埋深浅占地面积大，受地表环境影响大，单位长度换热器换热量较垂直埋管小，易于实现土壤全年的热平衡，适用于单季使用或占地面积大负荷较小的项目。 5.2.3垂直U型埋管换热器施工简单，换热性能好，承压高，管路接头少，适用性广。 5.2.4垂直套管换热器直径较大，下管比较困难，单位井深换热量较U型埋管大，套管端部与内管进、出水管连接处不易处理，适用于浅埋，中埋和深埋时慎用。 5.2.5建筑物桩基中的灌注桩或预应力混凝土空心桩经可行性分析确认后，可以用于桩基埋管。桩基埋管单位井深换热量较大，节省钻孔费用，有条件时宜采用。 5.3地埋管换热系统设计 5.3.1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。设计应考虑其他地下管线的布置，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。 5.3.2按冬季设计热负荷确定的地埋管换热系统取热量可应按下式计算。 Q0=Qh-N1-N2 （5.3.2-1） 式中 Q0——地埋管换热系统取热量（kW） Qh——建筑设计热负荷，或由地埋管地源热泵系统承担的热负荷（kW）; N1——水源热泵机组消耗功率（kW）； N2——地埋管系统循环水泵轴功率（kW）; 忽略循环水泵轴功率，则有： Q0=Qh（1-1/COP） （5.3.2-2） 式中 COP ——水源热泵机组制热性能系数 5.3.3按夏季设计冷负荷确定的地埋管换热系统释热量可应按下式计算。 Qk=Ql+N1+N2 = Ql（1+1/EER）+N2 （5.3.3） 式中 Qk——地埋管换热系统释热量（kW） Ql——建筑设计冷负荷，或由地埋管地源热泵系统承担的冷负荷（kW）; N1——水源热泵机组消耗功率（kW）； N2——地埋管系统循环水泵轴功率（kW）; EER ——水源热泵机组制冷能效比。 5.3.4应按照建筑全年动态冷负荷与热负荷或地源热泵系统设计承担的冷热负荷为依据，计算分析地埋管换热系统冬夏季节的取热量、释热量和土壤热平衡情况，地埋管换热系统总释热量与总取热量应基本平衡。 5.3.5地埋管换热系统全年取热量和释热量相差不大于10%的系统，地埋管换热器的大小宜同时满足设计取热量与释热量要求；当两者相差较大时，应通过增设辅助热源或冷却塔等复合冷却方式来满足建筑冬夏制冷与供热需求。 5.3.6本地区一般建筑冷负荷明显大于热负荷，地埋管换热系统宜按满足建筑冬季供热负荷要求设计确定，采用复合换热系统满足建筑夏季冷负荷要求。同时通过复合换热系统运行方式的转换，保持土壤热平衡。 5.3.7地埋管换热系统设计应根据设计换热量（取热量或释热量）大小、工程勘察与分析评估结果、造价等因素确定地埋管换热器系统设计方案。 5.3.8对于垂直埋管系统，地质条件较好打井成本较低、可利用场地面积较大时，宜采用单U型换热器；地质条件较差打井成本较高、可利用场地面积较小时，宜采用双U型换热器；采用浅埋方式时，宜采用W型换热器。结构条件允许时，宜充分利用桩基埋管换热器 5.3.9地埋管换热器设计计算（每延米换热器（井）的取热量与释热量）宜根据现场实测岩土体、回填料及埋管热物性参数，采用专用软件进行。垂直地埋管换热器的设计也可按本规程附录B的方法进行计算。 5.3.10按冬季工况确定的地埋管换热器（或换热井）数量，可用下式计算， N=（1+K）1000x Q0/k.h (5.3.10) 式中 N——地埋管换热器（或换热井）数量,个； Q0——地埋管换热系统取热量（kW）； k——每延米换热器（井）的取热量（W/m）; h——每延米换热器（井）的有效深度; K——安全裕量系数，取5-10%。 5.3.11按夏季工况确定的地埋管换热器（或换热井）数量，可用下式计算， N= （1+K）1000x Q0/k.h (5.3.11) 式中 N——地埋管换热器（或换热井）数量,个； Qk——地埋管换热系统设计释热量（kW） k——每延米换热器（井）的释热量（W/m）; h——每延米换热器（井）的有效深度； K——安全裕量系数，取5-10%。 5.3.12换热系统用地面积可用下式计算， F=A x B x N (5.3.12) 式中 F——换热系统用地面积（m2） A——换热器（井）之间一个方向的距离（W/m）; B——换热器（井）之间另一个垂直方向的距离（W/m）; N——地埋管换热器（或换热井）数量,个。 5.3.13地埋管换热器设计计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长度内。 5.3.14水平地埋管换热器可不设坡度，最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m，且距地面不宜小于0.8m。单层管埋设深度宜为1.2~2.0m，管沟间距1.2~1.5m，双层管宜为1.6~2.4m, 管沟间距1.8~2.1m。 5.3.15竖直地埋管换热器埋管深度宜大于20m，小于120m，钻孔孔径不宜小于0.11m，钻孔间距应满足换热需要，间距宜为4-6m。水平环路集管距地面不宜小于1.5m，且应在冻土层以下0.6m。 5.3.16地埋管换热器管内流体应保持紊流流态，单U形管内流速不宜小于0.6m/s，双U形管不宜小于0.4m/s，水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度，确保地埋管换热器及时排气和强化换热， 5.3.17竖直地埋管环路两端应分别与供、回水环路集管（或中间分集水器）相连接，且宜同程布置。每对供、回水环路集管（或分集水器）连接的地埋管环路数宜相等。供、回水环路集管的间距不应小于0.6m。 5.3.18连接中间分、集水器的地埋管环路接管或水平环路集管，在近分集水器处设关断阀；各地埋管环路或水平环路集管环路阻力不等时，宜于集水器近处设平衡调节阀。应考虑中间分、集水器的维护条件，有条件时将中间分、集水器设于维护用窗井内。 5.3.19设于窗井内的管道、阀门、分集水器应有可靠的保温措施，窗井内应设集水井及排水装置。 5.3.20地埋管换热系统宜结合热泵机组与循环水泵的数量对应分设若干系统，各系统间应有可靠的水力平衡措施。 5.3.21地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方，回填料的导热系数不宜低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。 5.3.22地埋管换热系统应结合所选用的循环工质与不同部分管材的水力特性性质进行水力计算。 5.3.23地埋管换热系统宜采用变水量运行方式，并采取相应措施，保证变水量运行条件下的换热效率。 5.3.24地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能力，若建筑物内系统压力超过地埋管换热器的承压能力时，应设中间换热器将地埋管换热器与建筑物内系统分开。 5.3.25地埋管换热系统宜设置反冲洗系统，冲洗流量宜为工作流量的2倍。 5.3.26地埋管换热系统应有排气、定压、膨胀、自动补水装置，补水管宜设计量水表与漏水报警装置。进入地埋管换热系统的工质应经可靠的过滤处理。 5.4系统设备与材料 5.4.1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。 5.4.2地埋管管材及管件应符合以下规定： 1 地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流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），不宜采用聚氯乙烯（PVC）管。管件与管材应为相同材料。 2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按本规范附录A的规定选用。 5.4.3地埋内工质应以水为首选，也可选用符合下列要求的其它介质： 1 安全，腐蚀性弱，与地埋管管材无化学反应，泄露不会污染环境； 2 较低的冰点； 3 良好的传热特性，较低的摩擦阻力； 4 易于购买、运输和储藏。 5.4.4在有可能冻结的地区，传热介质应添加防冻剂。防冻剂的类型、浓度及有效期应在充注阀处注明。 5.4.5添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行水温低3～5℃。选择防冻剂时，应同时考虑防冻剂对管道、管件的腐蚀性，防冻剂的安全性、经济性及其对换热的影响。 5.4.6金属水平集管宜采用成品保温地埋管。换热系统采用的金属管道内壁应有防锈蚀特性，如经热镀锌处理等。 5.4.7地埋管水源热泵机组性能应符合本规程第3.4节与《水源热泵机组》GB/T 19409的相关规定。 5.5地埋管换热系统施工 5.5.1地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 5.5.2地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线、其它地下构筑物的功能及其准确位置，并应进行地面清理，铲除地面杂草、杂物和浮土，平整地面。 5.5.3施工过程中，应严格检查并做好管材保护工作。 5.5.4管道连接应符合以下规定； 1 埋地管道应采用热熔或电熔连接。聚乙烯管道连接应符合《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。 2 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，不宜采用直管道煨制弯头。 3 竖直地埋管换热器U型管的组对长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的要求，组对好的U型管的两开口端部，应及时密封。 5.5.5水平地埋管换热器铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细沙。水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问

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，转弯处应光滑，且应采取固定措施。 5.5.6水平地埋管换热器回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。 5.5.7竖直地埋管换热器U型管安装应在钻孔钻好且孔壁固化后立即进行。当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，应设护壁套管。下管过程中，U型管内宜充满水，并宜采取措施使U型管两支管处于分开状态。 5.5.8 U型管安装完毕后，应立即灌浆回填封孔。当埋管深度超过40m时，灌浆回填宜在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行。 5.5.9灌浆回填料宜采用膨润土和细沙（或水泥）的混合浆或专用灌浆材料。当地埋管换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆回填。 5.5.10地埋管换热器安装前、地埋管换热器与环路集管装配完成后及地埋管换系统全部安装完成后都应对管道进行冲洗。 5.5.11利用桩基础安装地埋管换热器时，竖直埋管或盘管方式，换热器均应放置钢盘笼内侧，并顺钢筋扎紧扎顺。 5.5.12桩基础地埋管换热器安装时，应在管内注满水，并充压(≥690kPa)后灌注混凝土。 5.5.13当室外环境温度低于0℃时，不宜进行地埋管换热器的施工。 5.6地埋管换热系统的检验与验收 5.6.1地埋管换热系统安装过程中，应进行现场检验，并提供检验报告。检验内容应符合以下规定： 1 管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定； 2 钻孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直径、壁厚及长度均应符合设计要求； 3 回填料及其配比应符合设计要求； 4 水压试验应合格； 5 各环路流量应平衡，且应满足设计要求； 6 循环水流量及进出水温差均应符合设计要求。 5.6.2水压试验应符合以下规定： 1 试验压力：当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；当工作压力大于1.0MPa时，应为工作压力加0.5 MPa。 2 水压试验步骤： 1）竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3％，且无泄漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压1h。水平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3％，且无泄漏现象。 2）垂直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3％，且无泄漏现象。 3）环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少2h，且无泄漏现象。 4）地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不应大于3％。 3 水压试验宜采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。 5.6.3回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。 6 地表淡水换热系统 6.1一般规定 6.1.1地表水换热系统设计前，应根据工程勘察与应用条件评估结果，进一步分析评估地表水换热系统的可行性、经济性。可行性分析内容应包括其对航运、渔业和防汛防洪、水环境可能造成的影响。 6.1.2 应根据工程勘察资料，结合地表水体条件、水质与水环境保护与评估要求、系统节能效果、投入与维护的经济性，经技术经济比较，确定地表水换热系统实施方案。 6.1.3 地表淡水换热系统设计换热量宜同时满足夏季最大释热量与取热量要求。 6.1.4冬季地表水体温度较低时，应分析其对冬季换热量的影响并设置相应的补热措施。 6.2地表淡水换热系统类型 6.2.1地表淡水换热系统根据换热方式不同，分为开式地表淡水换热系统与闭式地表淡水换热系统。 6.2.2开式地表淡水换热系统直接抽取地表水至热泵机房，经中间换热器或热泵机组换热后排至水体，开式地表水换热系统换热温差较闭式地表水换热系统大。水体水质较好，水体环境评估允许，宜采用开式地表淡水换热系统。 6.2.3闭式地表淡水换热系统采用封闭的换热管，按照设计的排列方式放入具有一定深度的地表水体中，传热介质通过换热管壁与地表水进行热交换。闭式地表水换热系统换热器形式有：U型、螺旋盘管型、卷管型、舒展环形管型等。闭式地表水换热系统不宜用于水深小于3m的地表淡水水体。 6.2.5闭式地表淡水换热系统有效换热温差低于开式系统。水体水质较差，水体环境影响要求高，要求日常维护量小，水体有一定深度，水温合适时，宜采用闭式地表淡水换热系统。 6.3地表淡水换热系统设计 6.3.1地表淡水换热系统设计释热量与设计取热量可按5.2.2式与5.2.3式计算。 6.3.2应根据水体允许温升与允许温降及冬季最低水温验算地表淡水换热系统实际最大释热量（夏季）与取热量(冬季)。实际最大释热量不能满足要求时，可以利用冷却塔冷却系统作为辅助冷源。实际最大取热量不能满足要求时，可利用地埋管换热系统或锅炉、热网等组成复合热源。 6.3.3开式地表水换热系统取排水口位置宜按照深取浅排，近取远排的原则设置。取水口应选择水质较好的位置，且位于回水口的上游、远离回水口，避免取水与回水短路。取水口（或取水口附近一定范围）应设置污物初步过滤装置及防生物附着装置。取水口距水体底部不宜小于1.5m，水流速度不宜大于0.5m/s。有条件时，需要全天运行的系统宜设2各取水口。 6.3.4开式地表水换热系统应根据水质条件有相应的沉淀、过滤等除泥、除砂、除藻等水处理措施。 6.3.5水质较差时，开式地表水换热系统宜采用间式系统。水处理后悬浮物颗粒粒径小于1.5mm时，宜选用板式换热器，悬浮物颗粒粒经大于1.5mm时，宜选用壳管式换热器。 6.3.6开式地表水换热系统中间换热器选用板式换热器时，设计接近温度（进换热器的地表水温度与出换热器的热泵侧循环水温度之差）不应大于1.5℃，选用壳管式换热器时，设计接近温度不应大于3℃。中间换热器阻力宜为50~70kPa,不应大于100kPa。 6.3.7开式地表水换热系统中间换热器或热泵机组地表水侧应设反冲洗装置。 6.3.8开式地表水换热系统循环水泵的安装高度应满足水泵允许吸水高度要求，水力计算时应结合水质条件对比摩阻进行修正，同时应考虑取回水口落差。 6.3.9闭式地表水换热器单元形式的应根据设计换热量、河（湖）床的形状、河（湖）的深度、可利用的地表水面积等比较确定。水体面积较大时，可选用U型等舒展性好的换热器单元形式。 6.3.10闭式地表水换热系统换热器单元的换热特性与规格应通过计算或试验确定。 6.3.11闭式地表水换热器选择计算时，夏季工况换热器的接近温度（换热器出水温度与水体温差值）宜取2~10℃，冬季工况换热器接近温度宜为1.5~6℃，设计工况换热器出水温度夏季不应高于32℃，冬季不宜低于7℃。夏季地表水换热器设计进出水温差不应小于5℃。 6.3.12当地表水换热系统有低于0℃运行的可能性时，应采用防冻措施，可采用20％酒精溶液、20％乙烯乙二醇溶液、20％丙烯乙二醇溶液等作为换热器循环工质。但有污染水体风险时，不应采用防冻液。 6.3.13闭式地表水换热器内工质（水、20％乙烯乙二醇溶液等）流速宜控制在0.7~1.2m/s,以使管内处于紊流状态。 6.3.14闭式地表水换热器底部与水体底部的距离不小于0.2m，与水面的距离不小于3m。换热器单元间应保持一定的距离。闭式换热器组应有固定措施，以克服浮力。 6.3.15闭式地表水换热系统地表水换热器单元的阻力不宜大于80kPa，各组换热器单元(组)的环路集管应采用同程布置形式。环路集管规格按比摩阻不大于100~150Pa/m，流速不大于1.5m/s确定。系统供回水管水流速度宜为1.0—3.0m/s，比摩阻不宜大于200Pa/m。 6.3.16地表水换热系统供、回水集管应分开布置，水中间距不小于1.5米,直埋时间距不小于1.0米。 6.3.17水系统宜采用变流量设计，变流量范围应与水源热泵机组相适应。 6.3.18闭式地表水换热系统设计时应考虑换热器的承压能力，换热器工作压力不宜超过1.0MPa。 6.3.19闭式地表水换热系统宜设置反冲洗系统，冲洗流量宜为工作流量的2倍。 6.3.20闭式地表水换热系统应有排气、定压、膨胀、自动补水装置，补水管宜设计量水表与漏水报警装置。进入地埋管换热系统的工质应经可靠的过滤处理。 6.4地表淡水换热系统设备与材料 6.4.1开式地表淡水水源热泵系统宜采用中间换热器，在水质较好没有结垢风险、对机组没有腐蚀作用的情况下，地表水可以直接进热泵机组。 6.4.2开式地表淡水换热系统换热器材质应适应水质要求。 6.4.3开式取水宜采用压力流，也可以采用自流管（渠），可选用的材料为钢管、铸铁管、钢筋混凝土管和高密度聚乙烯管。管（渠）根数应根据取水量、管材、施工条件、操作运转要求等因素计算确定。 6.4.4闭式地表淡水换热器管材及管件应符合以下规定： 1 应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流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），不宜采用聚氯乙烯（PVC）管。管件与管材应为相同材料； 2 换热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。管材的公称压力应不小于1.0MPa。换热管外径及壁厚可按本规范附录A选用。 6.4.5闭式地表淡水换热器单元常用管道材料与规格为DN25、DN32或DN40的HDPE-SDR11管。换热器换热管的管径由换热器单元换热量、设计温差计算确定。 6.4.6中间换热器或水源热泵机组换热器材质应具有与地表水成分相应的耐腐蚀能力。 6.4.7直接式地表水地源热泵系统，宜优先选用四通阀式水源热泵机组。 6.5地表淡水换热系统施工 6.5.1地表水换热系统施工前应具备地表水换热系统勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 6.5.2 大型开式地表淡水换热系统的取排水口及管网宜由专业水利施工资质企业进行。 6.5.3 地表淡水开式取排水系统的施工建设应报请水务等相关部门批准，不得对渔业、航运、防汛等造成影响。 6.5.4换热盘管管材及管件应符合设计要求，且具有质量检验报告和生产厂的合格证。换热盘管宜按照标准长度由厂家做成所需的预制件，且不应有扭曲。 6.5.5换热盘管固定在水体底部时，换热盘管下应安装衬垫物。 6.5.6供、回水管进入地表水源处应设明显标志。 6.5.7地表水换热系统安装过程中应进行水压试验。水压试验应符合本规范第6.6.2条的规定。地表水换热系统安装前后应对管道进行冲洗。 6.6地表淡水换热系统检验与验收 6.6.1地表水换热系统安装过程中，应进行现场检验，并提供检验报告，检验内容应符合以下规定： 1 管材、管件等材料应具有产品合格证