1、 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 第二章第二章 土壤源熱泵的施工與設計土壤源熱泵的施工與設計 第三章第三章 地下水源熱泵的施工與設計地下水源熱泵的施工與設計 第四章第四章 地表水源熱泵的施工與設計地表水源熱泵的施工與設計一、地源熱泵系統方案設計前，應進行工程場地狀況調查，一、地源熱泵系統方案設計前，應進行工程場地狀況調查，并應對淺層地熱能資源進行勘查。并應對淺層地熱能資源進行勘查。 1、工程場地狀況調查應包括下列內容：工程場地狀況調查應包括下列內容： 1）場地規劃面積、形狀及坡度； 2） 場地內已有建筑物的占地面積及其分布； 3） 場地內樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電

2、線、電信電纜的分布； 4） 場地內已有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的分布及其埋深； 5）場地內已有水井的位置。 工程場地可利用面積應滿足修建地表水抽水構筑物(地表水換熱系統)或修建地下水抽水井和回灌井(地下水換熱系統)或埋設水平或豎直地埋管換熱器(地埋管換熱系統)的需要。同時應滿足置放和操作施工機具及埋設室外管網的需要。2、淺層地熱資源的勘察包括以下內容：、淺層地熱資源的勘察包括以下內容： 1）地埋管換熱系統勘察包括：）地埋管換熱系統勘察包括： 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 巖土層的結構； 巖土體熱物性； 巖土體溫度； 地下水靜水位、水溫、水質及分布； 地下水徑

3、流方向、速度； 凍土層厚度。采用水平地埋管換熱器時，地埋管換熱系統勘察采用槽探、坑探或研探進行。槽探是為了了解構造線和破碎帶寬度、地層和巖性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技術。探槽應根據場地形狀確定，探槽的深度一般超過埋管深度1m。采用豎直地埋管換熱器時，地埋管換熱系統勘察采用鉆探進行。鉆探方案應根據場地大小確定，勘探孔深度應比鉆孔至少深5m。 巖土體熱物性指巖土體的熱物性參數，包括巖土體導熱系數、密度及比熱等。若埋管區域已具有權威部門認可的熱物性參數，可直接采用已有數據，否則應進行巖土體導熱系數、密度及比熱等熱物性測定。 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 測

4、定方法可采用實驗室法或現場測定法。 實驗室法:對勘探孔不同深度的巖土體樣品進行測定，并以其深度加權平均，計算該勘探孔的巖土體熱物性參數;對探槽不同水平長度的巖土體樣品進行測定，并以其長度加權平均，計算該探槽的巖土體熱物性參數。 現場測試法:現場測試巖土體應在測試埋管狀況穩定后進行。根據埋管深度或長度，測試一般應在測試埋管安裝完畢72h后進行。對兩個勘探孔(槽)及兩個以上勘探孔(槽)的測試，其測試結果取算術平均值。2）地下水換熱系統勘察應包括下列內容：地下水換熱系統勘察應包括下列內容： 地下水類型； 含水層巖性、分布、埋深及厚度； 含水層的富水性和滲透性；a) 地下水徑流方向、速度和水力坡度；

5、第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 地下水水溫及其分布； 地下水水質； 地下水水位動態變化。3）地下水換熱系統勘察應進行水文地質試驗。包括：）地下水換熱系統勘察應進行水文地質試驗。包括： 抽水試驗； 回灌試驗； 測量出水水溫； 取分層水樣并化驗分析分層水質； 水流方向試驗； 滲透系數計算。 滲透系數指單位時間內通過單位斷面的流量(m/d)，一般用來衡量地下水在含水層中徑流的快慢。 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 4）地表水換熱系統勘察應包括下列內容：）地表水換熱系統勘察應包括下列內容： 地表水水源性質、水面用途、深度、面積及其分布；不同深度的地表水水

6、溫、水位動態變化；地表水流速和流量動態變化；地表水水質及其動態變化；地表水利用現狀； 地表水取水和回水的適宜地點及路線。 地表水水溫、水位及流量勘察應包括近20年最高和最低水溫、水位及最大和最小水量;地表水水質勘察應包括:引起腐蝕與結垢的主要化學成分，地表水源中含有的水生物、細菌類、固體含量及鹽堿量等。 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘察 二、對已具備水文地質資料或附近有水井的地區，應通過調二、對已具備水文地質資料或附近有水井的地區，應通過調查獲取水文地質資料。調查區域半徑宜大于擬定換熱區查獲取水文地質資料。調查區域半徑宜大于擬定換熱區100200m。調查以收集資料為主，除

7、觀察地形地貌。調查以收集資料為主，除觀察地形地貌外，應調查已有水井的位置、類型、結構、深度、地層剖外，應調查已有水井的位置、類型、結構、深度、地層剖面、出水量、水位、水溫及水質情況，還應了解水井的用面、出水量、水位、水溫及水質情況，還應了解水井的用途，開采方式、年用水量及水位變化情況等。途，開采方式、年用水量及水位變化情況等。 三、工程勘察應由具有勘查資質的專業隊伍承擔。工程勘察三、工程勘察應由具有勘查資質的專業隊伍承擔。工程勘察完成后，應編寫工程勘察報告，并對資源可利用情況提出完成后，應編寫工程勘察報告，并對資源可利用情況提出建議。建議。 第一章第一章 方案確定前的工程勘察方案確定前的工程勘

8、察 第一節第一節 基本原則基本原則 第二節第二節 地埋管管材與傳熱介質地埋管管材與傳熱介質 第三節第三節 地埋管換熱系統設計地埋管換熱系統設計 第四節第四節 地埋管換熱系統施工地埋管換熱系統施工 第一節第一節 基本原則基本原則地埋管換熱系統設計前，應根據巖土體地質勘察結果評估地埋管換地埋管換熱系統設計前，應根據巖土體地質勘察結果評估地埋管換熱系統實施的可行性及經濟性。熱系統實施的可行性及經濟性。 巖土體的特性對地埋管換熱器施工進度和初投資有很大影響。堅硬的巖土體將增加施工難度及初投資，而松軟巖土體的地質變形對地埋管換熱器也會產生不利影響。為此，工程勘察完成后，應對地埋管換熱系統實施的可行性及經

9、濟性進行評估。2. 2. 埋管區域和建筑物之間的距離，應符合地下構筑物與建筑物間距的相埋管區域和建筑物之間的距離，應符合地下構筑物與建筑物間距的相關規定，且埋管距離不得小于關規定，且埋管距離不得小于2m2m。3. 3. 地埋管施工時，應避讓并嚴禁損壞其它地下管線及構筑物。地埋管施工時，應避讓并嚴禁損壞其它地下管線及構筑物。 管溝開挖施工中遇有管道、電纜、地下構筑物或文物古跡時，應予以保護，并及時與有關部門聯系協同處理。4. 4. 地埋管換熱器安裝完成后，應在埋管區域做出標志或表明管線的定位地埋管換熱器安裝完成后，應在埋管區域做出標志或表明管線的定位帶，并以現場的帶，并以現場的2 2個永久目標進

10、行定位。個永久目標進行定位。 第二節第二節 地埋管管材與傳熱介質地埋管管材與傳熱介質地埋管管材及管件應符合以下規定： 地埋管應采用化學穩定性好、耐腐蝕、導熱系數大、流動阻力小的地埋管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材及管件，宜采用聚乙烯管（塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（PE80PE80或或PE100PE100）或聚丁烯管）或聚丁烯管（PBPB）, ,不宜采用聚氯乙烯（不宜采用聚氯乙烯（PVCPVC）管。管件與管材應為相同材料）管。管件與管材應為相同材料。 地埋管質量應符合國家現行標準中的各項規定，管材的承壓能力應地埋管質量應符合國家現行標準中的各項規定，管材的承壓能

11、力應不小于設計工作壓力的不小于設計工作壓力的1.51.5倍，且不應小于倍，且不應小于1.0MPa1.0MPa。工作溫度應滿足。工作溫度應滿足設計供回水溫度要求。地埋管壁厚宜按附錄設計供回水溫度要求。地埋管壁厚宜按附錄A A選擇。選擇。埋入土壤中的地埋管應能按設計要求長度定長供應，除埋入土壤中的地埋管應能按設計要求長度定長供應，除U U型管底部外，型管底部外，中間不應有機械接口及金屬接頭。中間不應有機械接口及金屬接頭。傳熱介質應以水為首選，也可選用符合下列要求的其它介質： 安全，腐蝕性弱，易于購買、運輸和儲藏；安全，腐蝕性弱，易于購買、運輸和儲藏；較低的冰點；較低的冰點；良好的傳熱特性，較低的摩

12、擦阻力損失；良好的傳熱特性，較低的摩擦阻力損失；與地埋管管材無化學反應。與地埋管管材無化學反應。 傳熱介質的安全性包括毒性、易燃性及腐蝕性;良好的傳熱特性和較低的摩擦阻力是指傳熱介質具有較大的導熱系數和較低的鉆度。 3. 在有可能凍結的地區，傳熱介質應添加防凍劑。防凍劑的類型、濃度及有效期應在充注閥處注明。 可選擇防凍劑包括可選擇防凍劑包括: 鹽類 :氯化鈣和氯化鈉; 乙二醇:乙烯基乙二醇和丙烯基乙二醇; 酒精 :甲醇，異丙基，乙醛; 鉀鹽溶液:醋酸鉀和碳酸鉀。 使用溫使用溫度度（t) 名稱名稱質量質量濃度濃度（）（） 密度密度 （kg/ m3 ）比熱比熱KJ/(kg* )導熱系導熱系數數W/

13、(m*K)黏度黏度*103 Pa*s凝固點凝固點 0 氯化鈣溶氯化鈣溶液液 1211113.4620.5282.5-7.2甲醇溶液甲醇溶液 15979 4.18680.4936.9-10.5乙二醇溶乙二醇溶液液 2510303.8310.5113.84. 選擇防凍劑時，添加防凍劑后的介質的冰點宜比設計最低使用水溫低35；同時應考慮防凍劑對管道、管件的腐蝕性以及防凍劑的安全性、經濟性及其對換熱的影響。添加防凍劑后的傳熱介質的冰點宜比設計最低使用水溫低3-5，是為了防止出現結冰現象。a)地埋管換熱系統的金屬部件應與防凍劑兼容。這些金屬部件包括循環泵及其法蘭、金屬管道、傳感部件等與防凍劑接觸的所有金

14、屬部件。 第三節第三節 地埋管換熱系統設計地埋管換熱系統設計地埋管換熱系統設計前應明確待埋管區域內各種地下管線的種類、地埋管換熱系統設計前應明確待埋管區域內各種地下管線的種類、位置及深度，預留未來地下管線所需的埋管空間及埋管區域進出重位置及深度，預留未來地下管線所需的埋管空間及埋管區域進出重型設備的車道位置。型設備的車道位置。地埋管換熱系統設計應進行周期動態負荷計算，計算最小計算周期地埋管換熱系統設計應進行周期動態負荷計算，計算最小計算周期宜為宜為1 1年。計算周期內，地源熱泵系統總釋熱量應與其總吸熱量相平年。計算周期內，地源熱泵系統總釋熱量應與其總吸熱量相平衡。衡。 全年冷、熱負荷平衡失調，

15、將導致地埋管區域巖土體溫度持續升高或降低，從而影響地埋管換熱器的換熱性能，降低地埋管換熱系統的運行效率。因此，地埋管換熱系統設計應考慮全年冷熱負荷的影響。地埋管換熱器換熱量應滿足計算周期內地源熱泵系統實際最大吸熱地埋管換熱器換熱量應滿足計算周期內地源熱泵系統實際最大吸熱量或釋熱量的要求。在技術經濟合理時，可采用輔助熱源或冷卻源量或釋熱量的要求。在技術經濟合理時，可采用輔助熱源或冷卻源與地埋管換熱器并用的調峰形式。與地埋管換熱器并用的調峰形式。 地源熱泵系統最大釋熱量與建筑設計冷負荷相對應。包括:空調負荷和機組壓縮機耗功、循環水在輸送過程中得到的熱量、水泵釋放到循環水中的熱量。將上述三項熱量相加

16、就可得到供冷工況下釋放到循環水的總熱量。即: 最大釋熱量最大釋熱量 = 空調負荷空調負荷（1+1/cop)+ 循環水輸送中的得熱量循環水輸送中的得熱量+水泵水泵釋放到循環水中的熱量。釋放到循環水中的熱量。 地源熱泵系統最大吸熱量與建筑設計熱負荷相對應。包括:空調熱負荷、循環水在輸送過程中失去的熱量、扣除因機組壓縮機耗功、水泵耗功釋放到循環水中的熱量。將上述四項熱量代數求和就可得到供熱工況下從循環水的所要吸的總熱量。即: 最大吸熱量最大吸熱量 = 空調負荷空調負荷（1-1/cop)+ 循環水輸送中的散熱量循環水輸送中的散熱量+水水泵釋放到循環水中的熱量。泵釋放到循環水中的熱量。 對于最大釋熱量與

17、最大吸熱量相差不大的工程，可以根據換熱量最大者來確定換熱器的長度。如果兩者的換熱量差距很大時，應該通過技術比 教，采用輔助散熱(冷卻塔、板換）或輔助供熱（鍋爐加板換)的方式來解決，這樣一方面解決了初期投資高的經濟問題，另一面也解決了土壤源熱泵的冷熱不平衡問題。地埋管換熱器應根據可使用地面面積、巖土體地質勘察結果及挖掘成地埋管換熱器應根據可使用地面面積、巖土體地質勘察結果及挖掘成本等因素確定埋管方式。本等因素確定埋管方式。 地埋管換熱器有水平和豎直兩種埋管方式。當可利用地表面積較大，淺層巖土體的溫度及熱物性受氣候、雨水、埋設深度影響較小時，宜采用水平地埋管換熱器。否則，宜采用豎直地埋管換熱器。圖

18、1為常見的水平地埋管換熱器形式，圖2為新近開發的水平地埋管換熱器形式，圖3為豎直地埋管換熱器形式。在沒有合適的室外用地時，豎直地埋管換熱器還可以利用建筑物的混凝土基樁埋設，即將U形管捆扎在基樁的鋼筋網架上，然后澆灌混凝土，使U形管固定在基樁內。地埋管換熱器設計應通過計算確定。計算宜根據現場測試數據采用專用軟件進行。計算時應考慮巖土體及回填材料熱物性的影響。在缺乏測試條件時，垂直地埋管換熱器可按附錄B的方法進行計算。地埋管換熱器設計計算時，環路集管不應包括在地埋管換熱器長度內。地埋管換熱器設計計算時，環路集管不應包括在地埋管換熱器長度內。水平地埋管換熱器可不設坡度。最上層埋管頂部應在凍土層以下水

19、平地埋管換熱器可不設坡度。最上層埋管頂部應在凍土層以下0.4m0.4m，且距地面不宜小于且距地面不宜小于0.8m,0.8m, 豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m20m，鉆孔孔徑不宜小于，鉆孔孔徑不宜小于0.llm0.llm，鉆，鉆孔間距應滿足換熱需要，間距宜為孔間距應滿足換熱需要，間距宜為3-6m3-6m。水平連接管的深度應在凍土。水平連接管的深度應在凍土層以下層以下0.6m0.6m，且距地面不宜小于，且距地面不宜小于1.5m1.5m。 為避免換熱短路，鉆孔間距應通過計算確定。巖土體吸、釋熱量平衡時，宜取小值;反之，宜取大值。地埋管換熱器管內流體應保持紊流流態，

20、水平環路集管坡度宜為地埋管換熱器管內流體應保持紊流流態，水平環路集管坡度宜為0.0020.002。 目的為確保系統及時排氣和加強換熱。地埋管換熱器內管道推薦流速:雙U形埋管不宜小于0.4m/s，單U形埋管不宜小于0. 6m/s。地埋管環路兩端應分別于供、回水環路集管相連接，且宜同程布置。地埋管環路兩端應分別于供、回水環路集管相連接，且宜同程布置。每對供、回水環路集管連接的地埋管環路數宜相等。供、回水環路每對供、回水環路集管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集管的間距不應小于0.6m0.6m。 利于水力平衡及降低壓力損失。供、回水環路集管的間距不小于0.6m ，是為了減少供

21、回水管間的熱傳遞。地埋管換熱器安裝位置應遠離水井及室外排水設施，并宜靠近機房地埋管換熱器安裝位置應遠離水井及室外排水設施，并宜靠近機房或以機房為中心設置。或以機房為中心設置。 地埋管換熱器遠離水井及室外排水設施，是為了減少水井及室外排水設施的影響。靠近機房或以機房為中心設置是為了縮短供、回水集管的長度。地埋管換熱系統應設自動充液及泄漏報警系統。需要防凍的地區，地埋管換熱系統應設自動充液及泄漏報警系統。需要防凍的地區，應設防凍保護裝置。應設防凍保護裝置。 目的在于增加系統的安全性、可靠性。便于系統充液，一般在分水器或集水器上預留充液管。連接地埋管換熱器系統的室內送、回液聯管上要安裝閉式膨脹箱、充

22、放液設施、壓力表、溫度計等基本儀器與部件。地埋管換熱系統應根據地質特征確定回填料配方，回填料的導熱系地埋管換熱系統應根據地質特征確定回填料配方，回填料的導熱系數不應低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導熱系數。數不應低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導熱系數。 保證地下埋管的導熱效果，但對于地質情況多為巖石的區域，回填料導熱系數可低于巖土體導熱系數。地埋管換熱系統設計時應根據實際選用的傳熱介質的水力特性進行地埋管換熱系統設計時應根據實際選用的傳熱介質的水力特性進行水力計算。水力計算。 參照附錄參照附錄C C地埋管換熱系統宜采用變流量設計。地埋管換熱系統宜采用變流量設計。 地埋管換熱系統根據建筑負荷變化進行流量調

23、節，可以節省運行電耗。地埋管換熱系統設計時應考慮地埋管換熱器的承壓能力，若建筑物地埋管換熱系統設計時應考慮地埋管換熱器的承壓能力，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。埋管換熱器與建筑物內系統分開。 地埋管換熱器承受的壓力計算式地埋管換熱器承受的壓力計算式: : P=P P=P0 0+gh+0.5P+gh+0.5Ph h式中，P管路最大壓力，Pa; P0當地的大氣壓，Pa; 埋管中液體的密度，kg/m3; g-當地重力加速度,m2/s； h地埋管最低點與閉式循環最高點的高度差，m

24、; Ph水泵的揚程。地埋管換熱系統宜設置反沖洗系統，沖洗流量宜為工作流量的地埋管換熱系統宜設置反沖洗系統，沖洗流量宜為工作流量的2 2倍。倍。 目的在于防止地埋管換熱系統堵塞。 第四節第四節 地埋管換熱系統施工地埋管換熱系統施工 地埋管換熱系統施工前應具備埋管區域的工程勘察資料、設計文件和施工圖紙，并完成施工組織設計。地埋管換熱系統施工前應了解埋管場地內已有地下管線、其它地下構筑物的功能及其準確位置，并應進行地面清理，鏟除地面雜草、雜物和浮土，平整地面。地埋管及管件應符合設計要求，且應具有質量檢驗報告和生產廠的合格證。施工過程中，應嚴格檢查并做好管材保護工作。 地埋管運抵工地后，應用空氣試壓進

25、行檢漏試驗。地埋管及管件存放時，不得在陽光下曝曬。搬運和運輸時，應小心輕放，采用柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進行裝卸，不應拋摔和沿地拖曳。4. 管道連接應符合以下規定；1. 所有埋地管道應采用熱熔或電熔連接。管道連接應符合埋地聚乙烯給水管道工程技術規程CJJ101的有關規定。對于所有埋入 地下的管道均應采用熱熔連接或電容連接。管道環路集管與各環路連接時，若管徑小于DN110,采用電容套筒鏈接；若管徑大于DN110,宜采用熱熔對接方式。如需金屬件絲扣連接時，必須對連接件作防腐處理，并做地下檢查井維護。垂直地埋管換熱器的U型彎管接頭，宜選用定型的U型彎頭成品 件，不宜采用直管道煨制彎管接頭，也不宜采

26、用兩個900的彎管對接的方式構成U型彎管接頭。c） U型管的組對長度應能滿足插入鉆孔后與環路集管連接的要求，組對好的U型管的兩開口端部，應及時密封。地埋管換熱系統施工時，應避免雨水和施工用水浸入管溝或鉆孔。水平地埋管換熱器安裝時，應防止塊石等重物撞擊管身。管道不應有折斷、扭結等問題，轉彎處應光滑，且應采取固定措施。b)水平地埋管換熱器回填土應細小、松散、均勻且不含石塊及土塊。回填壓實過程應均勻，回填土應與管道接觸緊密，且不得損傷管道。 回填料應采用網孔不大于15mmX15mm的篩進行過篩，保證回填料不含有尖利的巖石塊和其他碎石。為保證回填均勻且回填料與管道緊密接觸，回填應在管道兩側同步進行，同

27、一溝槽中有雙排或多排管道時，管道之間的回填壓實應與管道和槽壁之間的回填壓實對稱進行。各壓實面的高差不宜超過30cm。管腋部采用人工回填，確保塞嚴、搗實。分層管道回填時，應重點做好每一管道層上方15cm范圍內的回填。管道兩側和管頂以上50cm范圍內，應采用輕夯實，嚴禁壓實機具直接作用在管道上，使管道受損。8. 豎直地埋管換熱器安裝應在鉆孔鉆好且孔壁固化后立即進行。當鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導致成孔困難時，應設護壁套管。下管過程中，U型管內宜充滿水，并宜采取措施使U型管兩支管處于分開狀態。 護壁套管為下人鉆孔中用以保護鉆孔孔壁的套管。鉆孔前，護壁套管應預先組裝好，施鉆完畢應盡快將套管放人

28、鉆孔中，并立即將水充滿套管，以防孔內積水使套管脫離孔底上浮，達不到預定埋設深度。 下管時，可采用每隔2-4m設一彈簧卡(或固定支卡)的方式將U形管兩支管分開，以提高換熱效果。U型管安裝完畢后，應立即用灌漿材料回灌封孔。當埋管深度超過40m時，回灌應在周圍臨近鉆孔均鉆鑿完畢后進行。 立即灌漿回填封孔以隔離含水層。灌漿即使用泥漿泵通過灌漿管將混合漿灌人鉆孔中的過程。泥漿泵的泵壓足以使孔底的泥漿上返至地表，當上返泥漿密度與灌注材料的密度相等時，認為灌漿過程結束。灌漿時，應保證灌漿的連續性，應根據機械灌漿的速度將灌漿管逐漸抽出，使灌漿液自下而上灌注封孔，確保鉆孔灌漿密實，無空腔，否則會降低傳熱效果，影

29、響工程質量。 當埋管深度超過40m時，灌漿回填宜在周圍鄰近鉆孔均鉆鑿完畢后進行，目的在于一旦孔斜將相鄰的U形管鉆傷，便于更換。10.10.灌漿材料宜采用膨潤土和細沙（或水泥）的混合漿或專用灌漿材料。當地埋管換熱器設在密實或堅硬的巖土體中時，宜采用水泥基料灌漿。 灌漿回填料一般為膨潤土和細砂(或水泥)的混合漿或其他專用灌漿材料。膨潤土的比例宜占4寫-6%。鉆孔時取出的泥砂漿凝固后如收縮很小時，也可用作灌漿材料。如果地埋管換熱器設在非常密實或堅硬的巖土體或巖石情況下，宜采用水泥基料灌漿，以防止孔隙水因凍結膨脹損壞膨潤土灌漿材料而導致管道被擠壓節流。 地埋管換熱器安裝過程中應進行水壓試驗。安裝前后應

30、對管道進行沖洗，充注防凍和防腐液前，應進行排氣。 系統沖洗是保證地埋管換熱系統可靠運行的必須步驟，在地埋管換熱器安裝前、地埋管換熱器與環路集管裝配完成后及地埋管換熱系統全部安裝完成后均應對管道系統進行沖洗。 室外環境溫度低于0時，不宜進行地埋管的施工。 室外環境溫度低于0時，塑料地埋管物理力學性能將有所降低，容易造成地埋管的損害，故當室外環境溫度低于0時，盡量避免地埋管換熱器的施工。 第五節第五節 地埋管換熱系統的檢測與驗收地埋管換熱系統的檢測與驗收 地埋管換熱系統安裝過程，應由相關國家授權檢測機構進行現場檢驗，并提供檢驗報告。檢驗內容應符合以下規定：管材、管件等材料應符合國家現行標準的規定；

31、管材、管件等材料應符合國家現行標準的規定；鉆孔、水平埋管的位置、深度以及地埋管的直徑、壁厚及長度鉆孔、水平埋管的位置、深度以及地埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求；均應符合設計要求；回填材料及其配比應符合設計要求；回填材料及其配比應符合設計要求；水壓試驗應合格；水壓試驗應合格；各環路流量達到平衡要求；各環路流量達到平衡要求；防凍劑和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求；防凍劑和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求；1.循環水流量及進出水溫差及流態均應符合設計要求。循環水流量及進出水溫差及流態均應符合設計要求。2.水壓試驗應符合以下規定： 試驗壓力試驗壓力:當工作壓力小于等于當工作壓力小于等于1.O

32、MPa時，應為工作壓力的時，應為工作壓力的1.5倍，且不應小于倍，且不應小于0.6MPa;當工作壓力大于當工作壓力大于1.OMPa時，應為時，應為工作壓力加工作壓力加0.5MPa。 水壓試驗步驟水壓試驗步驟: 1) 1) 豎直地埋管換熱器插入鉆孔前，應做第一次水壓試驗。在試豎直地埋管換熱器插入鉆孔前，應做第一次水壓試驗。在試驗壓力下驗壓力下，穩壓至少，穩壓至少15min15min，穩壓后壓力降不應大于，穩壓后壓力降不應大于3%3%，且無泄，且無泄漏現象；將其密漏現象；將其密封后，在有壓狀態下插入鉆孔，完成灌漿之后封后，在有壓狀態下插入鉆孔，完成灌漿之后保壓保壓1h1h。水平地埋管換熱器放入溝槽

33、前，應做第一次水壓試驗。水平地埋管換熱器放入溝槽前，應做第一次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少在試驗壓力下，穩壓至少15min15min，穩壓后壓力降不應大于，穩壓后壓力降不應大于3%3%，且，且無泄漏現象。無泄漏現象。 2) 2) 豎直或水平地埋管換熱器與環路集管裝配完成后，回填前應豎直或水平地埋管換熱器與環路集管裝配完成后，回填前應進行第二進行第二次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少30min, 30min, 穩壓后穩壓后壓力降不應大于壓力降不應大于3%3%，且無泄漏現象。，且無泄漏現象。 3) 3) 環路集管與機房分集水器連接完成后，回填前應進行第三次環路

34、集管與機房分集水器連接完成后，回填前應進行第三次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少2h,2h,且無泄漏現象。且無泄漏現象。4) 4) 地埋管換熱系統全部安裝完畢，且沖洗、排氣及回填完成后，應地埋管換熱系統全部安裝完畢，且沖洗、排氣及回填完成后，應進行第四次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少進行第四次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少12h12h，穩壓后壓，穩壓后壓力降不應大于力降不應大于3%3%。 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。3 .對回填過程的檢驗應與安裝地埋管換熱器同步進行。 回填過程的檢驗內容包

35、括回填料配比、混合程序、灌漿及封孔的檢回填過程的檢驗內容包括回填料配比、混合程序、灌漿及封孔的檢驗。驗。 第一節第一節 基本原則基本原則 第二節第二節 地下水源換熱系統設計地下水源換熱系統設計 第三節第三節 地下水源換熱系統施工地下水源換熱系統施工 第四節第四節 地下水源換熱系統的檢測與驗收地下水源換熱系統的檢測與驗收 第一節第一節 基本原則基本原則地下水換熱系統設計前，應根據地下水水文地質勘察結果，采取可靠措施使置換冷量或熱量后的抽取水全部回灌到同一含水層，且回灌水的水質應好于抽取水的水質，不得對地下水資源造成浪費及污染。系統投入運行后，應按照當地水資源管理部門的要求，對抽水量、回灌量及回灌

36、水水質進行監測，并評估同層回灌水的比例及對地下水資源的影響。 可靠回灌措施是指將地下水通過回灌井全部送回原來的取水層的措可靠回灌措施是指將地下水通過回灌井全部送回原來的取水層的措施，要求從哪層取水必須再灌回哪層，且回灌井要具有持續回灌能施，要求從哪層取水必須再灌回哪層，且回灌井要具有持續回灌能力。同層回灌可避免污染含水層和維持同一含水層儲量，保護地熱力。同層回灌可避免污染含水層和維持同一含水層儲量，保護地熱能資源。熱源井只能用于置換地下冷量或熱量，不得用于取水等其能資源。熱源井只能用于置換地下冷量或熱量，不得用于取水等其他用途。抽水、回灌過程中應采取密閉等措施，不得對地下水造成他用途。抽水、回

37、灌過程中應采取密閉等措施，不得對地下水造成污染。污染。2. 地下水的持續出水量應滿足地源熱泵系統設計最大吸熱量或釋熱量的要求。直接進入水源熱泵機組的地下水，其水量、水溫及水質應滿足機組的使用要求。 地下水源熱泵系統最大吸熱量或釋熱量按土壤源熱泵設計中說明的公式計算。3. 地下水供水管不得與市政供水管連接；回灌管不得與市政排水管連接。 地下水供水管不得與市政管道連接是為了避免污染市政供水和使用自來水取熱;地下水回灌管不得與市政管道連接，是為了避免回灌水排人下水，保護水資源不被浪費。 第二節第二節 地下水源換熱系統的設計地下水源換熱系統的設計熱源井的設計單位應具有水文地質勘察資質。熱源井設計應符合

38、現行國家標準供水管井技術規范GB 50296的相關規定，并應包括下列內容: 熱源井抽水量和回灌量、水溫和水質;熱源井數量、井位分布及取水層位;井管配置及管材選用，抽灌設備選擇;井身結構、填礫位置、濾料規格及止水材料;抽水試驗和回灌試驗要求及措施;井口裝置及附屬設施。熱源井設計時應采取減少空氣侵人的措施。 氧氣會與水井內存在的低價鐵離子反應形成鐵的氧化物，也能產生氣體勃合物，引起回灌井阻塞，為此，熱源井設計時應采取有效措施消除空氣侵人現象。 4. 抽水井與回灌井宜能相互轉換，其間應設排氣裝置。抽水管和回灌管上均應設置水樣采集口。 抽水井與回灌井相互轉換以利于開采、洗井、巖土體和含水層的熱平衡。抽

39、水井具有長時間抽水和回灌的雙重功能，要求不出砂又保持通暢。抽水井與回灌井間設排氣裝置，可避免將空氣帶入含水層。熱源井數目應滿足持續出水量和完全回灌的需求。 一般為了保證回灌效果，抽水井與回灌井比例不小于1：2。 含水層情況含水層情況抽灌比抽灌比井的流量（井的流量（t/h）礫石礫石1:11:1200中粗砂中粗砂1:21:2100細砂細砂1:31:350熱源井位的設置應避開有污染的地面或地層。熱源井井口應嚴格封閉，井內裝置應使用對地下水無污染的材料。 為了避免污染地下水。 熱源井井口處應設檢查井。井口之上若有構筑物，應留有檢修用的足夠高度或在構筑物上留有檢修口。地下水換熱系統應根據水源水質條件采用

40、直接或間接系 統;水系統宜采用變流量設計;地下水供水管道宜保溫。地下水可直接進入水源熱泵機組需要滿足以下要求：含砂量小于1/200000,PH值為6.5-8.5，CaO小于200mg/L,礦化度小于3g/L,CI-小于100mg/L,SO42-小于200mg/L,Fe2+小于1mg/L,S2H小于0.5mg/L.當水質達不到要求時，應進行水處理。經過處理后仍達不到規定時，應在地下水與水源熱泵機組之間加設中間換熱器。對于腐蝕性及硬度高的水源，應設置抗腐蝕的不銹鋼換熱器或欽板換熱器。在使用海水時，建議在進人換熱器前增加氯氣處理裝置以防止藻類在換熱器內部滋生。 當水溫不能滿足水源熱泵機組使用要求時，

41、可通過混水或設置中間換熱器進行調節，以滿足機組對溫度的要求。變 流 量 系統設計可降低地下水換熱系統的運行費用，且進人地源熱泵系統的地下水水量越少，對地下水環境的影響也越小。 第三節第三節 地下水源換熱系統施工地下水源換熱系統施工1 . 熱源井的施工隊伍應具有相應的施工資質。2 . 地下水換熱系統施工前應具備熱源井及其周圍區域的工程勘察資料、設計文件和施工圖紙，并完成施工組織設計。3 . 熱源井施工過程中應同時繪制地層鉆孔柱狀剖面圖。4 . 熱源井施工應符合現行國家標準供水管井技術規范GB 50296的規定。5 . 熱源井在成井后應及時洗并。洗井結束后應進行抽水試驗 和回灌試驗。6 . 抽水試

42、驗應穩定延續12h，出水量不應小于設計出水量，降深不應大于5m;回灌試驗應穩定延續36h以上，回灌量應大于設計回灌量。 第四節第四節 地下水源換熱系統的檢測與驗收地下水源換熱系統的檢測與驗收1 . 熱源井應單獨進行驗收，且應符合現行國家標準供水管井技術規范GB 50296及供水水文地質鉆探與鑿井操作規程CJJ 13的規定。2 . 熱源井持續出水量和回灌量應穩定，并應滿足設計要求。3 . 抽水試驗結束前應采集水樣，進行水質測定和含砂量測定。經處理后的水質應滿足系統設備的使用要求。4 . 地下水換熱系統驗收后，施工單位應提交熱源井成井報告。報告應包括管井綜合柱狀圖，洗井、抽水和回灌試驗、水質檢驗及

43、驗收資料。5 . 輸水管網設計、施工及驗收應符合現行國家標準 室外給水設計規范GB 50013及給水排水管道工程施工及驗收規范GB 50268的規定。 第一節第一節 基本原則基本原則 第二節第二節 地表水源換熱系統設計地表水源換熱系統設計 第三節第三節 地表水源換熱系統施工地表水源換熱系統施工 第四節第四節 地表水源換熱系統的檢測與驗收地表水源換熱系統的檢測與驗收 第一節第一節 基本原則基本原則1 、地表水換熱系統設計前，應對地表水地源熱泵系統運行對水環境的影響進行評估。 目的是減小對地表水體及其水生態環境和行船等的影響。2 、地表水換熱系統設計方案應根據水面用途，地表水深度、面積，地表水水質

44、、水位、水溫情況綜合確定。 地表水體應具有一定的深度和面積，具體大小應根據當地氣象條件、水體流速、建筑負荷等因素綜合確定。3 、地表水換熱盤管的換熱量應滿足地源熱泵系統最大吸熱量或釋熱量要。 參照土壤源熱泵設計中說明的公式確定 第二節第二節地表水源系統的設計地表水源系統的設計1、 開式地表水換熱系統取水口應遠離回水口，并宜位于回水口上游。取水口應設置污物過濾裝置。 取水口應遠離回水口，目的是避免熱交換短路。2 、閉式地表水換熱系統宜為同程系統。每個環路集管內的換熱環路數宜相同，且宜并聯連接;環路集管布置應與水體形狀相適應，供、回水管應分開布置。 有利于水力平衡。 3 、地表水換熱盤管應牢固安裝

45、在水體底部，地表水的最低水位與換熱盤管距離不應小于1.5m。換熱盤管設置處水體的靜壓應在換熱盤管的承壓范圍內。 為了防止風浪、結冰及船舶可能對其造成的損害，要求地表水的最低水位與換熱盤管距離不應小于l.5m 。最低水位指近20年每年最低水位的平均值。4 、地表水換熱系統可采用開式或閉式兩種形式，水系統宜采用變流量設地表水換熱系統采用開式系統時，從保障水源熱泵機組正常運行的角度，地表水盡可能不直接進人水源熱泵機組。直接進入水源熱泵機組的地表水水質應滿足地下水源熱泵說明的規定。水系統采用變流量設計有利于降低輸送能耗。5、 地表水換熱盤管管材與傳熱介質與地埋管要求相同。6 、當地表水體為海水時，與海

46、水接觸的所有設備、部件及管道應具有防腐、防生物附著的能力;與海水連通的所有設備、部件及管道應具有過濾、清理的功能。 第三節第三節 地表水換熱系統施工地表水換熱系統施工地表水換熱系統施工前應具備地表水換熱系統勘察資料、設計文件和施工圖紙，并完成施工組織設計。地表水換熱盤管管材及管件應符合設計要求，且具有質量檢驗報告和生產廠的合格證。換熱盤管宜按照標準長度由廠家做成所需的預制件，且不應有扭曲。 換熱盤管任何扭曲部分均應切除，未受損部分熔接后須經壓力測試合格后才可使用。換熱盤管存放時，不得在陽光下曝曬。3. 地表水換熱盤管固定在水體底部時，換熱盤管下應安裝襯墊物。 換熱盤管一般固定在排架上，并在下部

47、安裝襯墊物，襯墊物可采用輪胎等。4. 供、回水管進入地表水源處應設明顯標志。5. 地表水換熱系統安裝過程中應進行水壓試驗。地表水換熱系統安裝前后應對管道進行沖洗。 第四節地表水換熱系統檢驗與驗收第四節地表水換熱系統檢驗與驗收 1、地表水換熱系統安裝過程中，應進行現場檢驗，并應提供檢驗報告，檢驗內容應符合下列規定: 管材、管件等材料應具有產品合格證和性能檢驗報告;換熱盤管的長度、布置方式及管溝設置應符合設計要求;水壓試驗應合格;各環路流量應平衡，且應滿足設計要求;防凍劑和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求;循環水流量及進出水溫差應符合設計要求。2、水壓試驗應符合下列規定: 試驗壓力: 當工作壓力小

48、于等于1.OMPa時，應為工作壓力的15倍，且不應小于0.6MPa;當工作壓力大于l.OMPa時，應為工作壓力加0.5MPa。 水壓試驗步驟:換熱盤管組裝完成后，應做第一次水壓試驗，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;換熱盤管與環路集管裝配完成后，應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;環路集管與機房分集水器連接完成后，應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%。公稱外徑公稱外徑dn平均外徑平均外徑公稱壁厚公稱壁厚/材料等級材料等級最小最小最大最大公稱壓力，公稱壓

49、力，MPa1.01.251.62020.0 20.32.3+0.5/PE632525.0 25.32.3+0.5/PE632.3+0.5/PE803232.0 32.32.9+0.5/PE633.0+0.5/PE803.0+0.5/PE100 4040.0 40.43.7+0.6/PE633.7+0.6/PE803.7+0.6/PE100 5049.9 50.54.6+0.7/PE634.6+0.7/PE804.6+0.7/PE100 6363.0 63.64.7+0.8/ PE804.7+0.8/ PE1005.8+0.9/PE100 7575.0 75.74.5+0.7/ PE1005.6

50、+0.9/PE1006.8+1.1/PE100 9090.0 90.95.4+0.9/ PE1006.7+1.1/PE1008.2+1.3/PE100110110.0 111.06.6+1.1/ PE1008.1+1.3/PE10010.0+1.5/PE100125125.0126.27.4+1.2/ PE1009.2+1.4/PE10011.4+1.8/PE100140140.0141.38.3+1.3/ PE10010.3+1.6/PE10012.7+2.0/PE100160160.0161.59.5+1.5/ PE10011.8+1.8/PE10014.6+2.2/PE100附錄附錄A

51、A 地埋管外徑及壁厚地埋管外徑及壁厚 A.0.1 高密度聚乙烯（PE）管外徑及壁厚應符合表A.0.1的規定。表A.0.1高密度聚乙烯（PE）管外徑及公稱壁厚 （mm）A.0.2 聚丁烯（PB）管外徑及壁厚應符合表A.0.的規定。 表A.0.2聚丁烯（PB）管材規格尺寸 （mm）公稱外徑公稱外徑dn平均外徑平均外徑公稱壁厚公稱壁厚最小最小最大最大2020.020.31.9+0.32525.025.32.3+0.43232.032.32.9+0.44040.040.43.7+0.55049.950.54.6+0.66363.063.65.8+0.77575.075.76.8+0.89090.090

52、.98.2+1.0110110.0111.010.0+1.1125125.0126.211.4+1.3140140.0141.312.71.4160160.0161.514.6+1.6注：表中數值引自冷熱水用聚丁烯（PB）管道系統GB/T19473.2，管材使用條件級別為4級，設計壓力為1.0MPa。hdRif1)(ln21ioeeppeddddkR 3、鉆孔封井材料的熱阻、鉆孔封井材料的熱阻 4、地層熱阻，即從孔壁到無窮遠處的熱阻、地層熱阻，即從孔壁到無窮遠處的熱阻由由N個平行鉆孔（個平行鉆孔（U型管）組成集群的地熱換熱器的地層熱阻型管）組成集群的地熱換熱器的地層熱阻ebbbddkRln21

53、arkRbss2I21NiibssaxarkR22I2I21短期連續脈沖負荷引起的附加熱阻短期連續脈沖負荷引起的附加熱阻對于時間很長的情況，考慮深度方向的傳熱為穩定狀態下的地層熱阻對于時間很長的情況，考慮深度方向的傳熱為穩定狀態下的地層熱阻 可用于確定垂直地埋管換熱器長度的工程設計計算公式為可用于確定垂直地埋管換熱器長度的工程設計計算公式為制冷工況制冷工況供熱工況供熱工況 pbssparkR2I21HrrHkRbbs2ln21*cccspcsbpefccCOPCOPttFRFRRRRQL111000maxhhhsphsbpefhhCOPCOPttFRFRRRRQL111000min運行份額是考

54、慮熱泵間歇運行的影響，運行份額是考慮熱泵間歇運行的影響，供熱運行份額供熱運行份額Fh一個供熱季中熱泵的運行小時數一個供熱季中熱泵的運行小時數/（一個供熱季天數（一個供熱季天數24）制冷運行份額制冷運行份額Fc一個制冷季中熱泵的運行小時數一個制冷季中熱泵的運行小時數/（一個制冷季天數（一個制冷季天數24）或當運行時間或當運行時間取作一個月時取作一個月時供熱運行份額供熱運行份額Fh最冷月份運行小時數最冷月份運行小時數/（最冷月份天數（最冷月份天數24）制冷運行份額制冷運行份額Fc最熱月份運行小時數最熱月份運行小時數/（最熱月份天數（最熱月份天數24）式中：式中： 下標下標c,h 分別表示制冷工況和

55、供熱工況。分別表示制冷工況和供熱工況。L：地熱換熱器所需的鉆井總長度（：地熱換熱器所需的鉆井總長度（m）；）；Qc, Qh ：分別是熱泵的額定冷熱負荷（：分別是熱泵的額定冷熱負荷（kW）；）； COP：熱泵的性能系數，由熱泵生產廠家提供；：熱泵的性能系數，由熱泵生產廠家提供；h：流體至管道內壁的對流換熱系數（流體至管道內壁的對流換熱系數（W/m2 ）；）；rb：鉆孔的半徑，（鉆孔的半徑，（m）；）；ks 和和a：地層的平均導熱系數（：地層的平均導熱系數（W/m.k）和熱擴散率）和熱擴散率m2/s；：運行時間，：運行時間，s；xI：第：第i個鉆孔與所考慮的鉆孔之間的距離，（個鉆孔與所考慮的鉆孔之

56、間的距離，（m）；）；p（s）：）： 短期脈沖負荷連續運行的時間，例如短期脈沖負荷連續運行的時間，例如8小時；小時；di：U形埋管的內徑，（形埋管的內徑，（m）；）；do：U形埋管的外徑，（形埋管的外徑，（m）；）；db：鉆孔的直徑，（：鉆孔的直徑，（m）；）；de：U形埋管的當量直徑形埋管的當量直徑 ；kp：U型管導熱系數，（型管導熱系數，（W/m.k）；）；kb：灌漿材料導熱系數，（：灌漿材料導熱系數，（W/m.k）；）；H：鉆孔深度，（：鉆孔深度，（m）；）；I： 指數積分：指數積分： t：地熱換熱器中循環液的設計平均溫度通常可選為地熱換熱器中循環液的設計平均溫度通常可選為tmax=37

57、，tmin= -25 。這兩個溫度的選取將影響地熱換熱器的設計長度，。這兩個溫度的選取將影響地熱換熱器的設計長度，同時影響地源熱泵系統的在運行時的性能系數。同時影響地源熱泵系統的在運行時的性能系數。 k導熱系數W/（mK）a擴散率106 m2/s密度kg/m3c熱容量 kJ/（kgK）花崗巖3.51.333330.84大理石2.41.0329170.84致密濕土1.30.6521830.88致密干土0.90.5220830.84輕質濕土0.90.5216671.05輕質干土0.350.2815000.84C.0.1地埋管壓力損失宜按以下方法進行計算。地埋管壓力損失宜按以下方法進行計算。確定流量

58、確定流量G（m3/h），公稱直徑和流體特性。），公稱直徑和流體特性。根據公稱直徑，確定管子的內徑根據公稱直徑，確定管子的內徑dj（m）。）。計算管子的斷面面積計算管子的斷面面積A（m2）：）： A=4. 計算流速計算流速v（m/s）：）：24jdAGv36005. 計算管內流體的雷諾數（計算管內流體的雷諾數（Re），），Re應該大于應該大于2300以確保紊流：以確保紊流：6. 計算單位管長的摩擦阻力計算單位管長的摩擦阻力Pd（Pa/m） Pd=0.1580.750.25dj1.25v1.75 PY= PdL 式中：式中：PY：計算管段的沿程阻力損失，：計算管段的沿程阻力損失，Pa； L：計算管

59、段的長度，：計算管段的長度，m。7. 計算管段的局部阻力計算管段的局部阻力Pj（Pa）Pj= PdLj式中式中Lj：計算管段中局部阻力的當量長度，：計算管段中局部阻力的當量長度，m。8. 計算管段的總阻力計算管段的總阻力PZ（Pa）PZ= PY+ PjC.0.聚乙烯管單位管長摩擦阻力可按表聚乙烯管單位管長摩擦阻力可按表C.0.2計算。（傳熱介質計算。（傳熱介質（水溶液）：溫度為（水溶液）：溫度為10；粘度為；粘度為8.67103 kg/m.s；密度；密度為為1050kg/m3）jVdRe流量流量dn20（dj=14.4mm）dn25（dj=20.4mm）dn32（dj=26.0mm）dn40（

60、dj=32.6mm）dn50（dj=40.3mm）dn63（dj=51.4mm）dn75（dj=61.2mm）m3/h流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m流速流速m/s壓降壓降Pa/m0.10 0.17 52.8 0.15 0.26 107.3 0.20 0.34 177.5 0.25 0.43 262.3 0.21 50.2 0.30 0.51 361.0 0.25 69.0 0.35 0.60 472.7 0.30 90.4 0.25 0.34 1