(高清版)DB11_T 1253-2022地埋管地源热泵系统工程技术规范.pdf
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1、 DB11 ICS 27.080 CCS J 75 北京市地方标准 DB11/T 12532022 替代 DB11/T 12532015 地埋管地源热泵系统工程技术规范 Technical code for ground-coupled heat pump system 2022-12-27 发布 2023-04-01 实施 北京市市场监督管理局 发 布 DB11/T 12532022 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.2 4 基本规定.3 5 勘查与评估.3 6 系统设计.5 7 施工安装.7 8 调试与验收.10 9 智能监控.11 附录 A(规
2、范性)岩土热响应试验.14 附录 B(资料性)地埋管外径及壁厚.15 附录 C(资料性)岩土体热物性参数.16 DB11/T 12532022 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。本文件代替DB 11/T 12532015地源热泵工程技术规范,与DB 11/T 12532015相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:a)基本规定中增加了与各项规划相协调,且符合高效、绿色的要求(见 4.1、4.3),删除了资质要求和不必要的表述(见 2015 版 4.2、4.3);b)勘查与评估删除了有关勘查资质的管理规定(见
3、 2015 版 5.1.2),增加了热泵和配套设施建筑空间调查内容(见 5.2.3);c)系统设计删除了有关设计资质的管理规定(见 2015 版 6.1.1),增加了辅助热源调峰、蓄能、监测和智能化节能控制系统、输配管线、消防安全设计等内容(见 6.1、6.3、6.4、6.5、6.7);d)系统施工删除了有关施工资质的管理规定(见 2015 版 7.1.1),增加了输配管线施工、施工安全等内容(见 7.3、7.5);e)调试与验收删除了关于监理单位的管理规定(见 2015 版 9.4.1),系统水压试验内容由调试与验收(见 2015 版 9.2.4)移至施工安装(见 7.2.11);f)增加了
4、智能化控制和运行管理内容(见 9.6、9.7)。本文件由北京市发展和改革委员会提出并归口。本文件由北京市发展和改革委员会组织实施。本文件起草单位:北京市地质矿产勘查院、北京市地热调查研究所、北京节能环保中心、自然资源部浅层地热能重点实验室、北京市华清地热开发集团有限公司、北京市勘察设计研究院有限公司、北京市标准化研究院、北京市燃气集团有限责任公司、北京北投生态环境有限公司、建科环能科技有限公司、北京华清荣益地能科技开发有限公司、北京华业阳光新能源有限公司、北京市标准化研究院、北京能源学会、华清安泰能源股份有限公司、中国航空规划设计研究总院有限公司、北京市工程咨询有限公司、北京华誉能源技术股份有
5、限公司、华北电力大学、北京市热力集团有限责任公司、北京华清荣昊新能源开发有限责任公司。本文件主要起草人:李宁波、王刚、孙干、杨俊伟、郑佳、于湲、郭艳春、杜林芳、刘宁、李翔、李娟、李文峰、陈向春、韩东梅、魏本平、张文秀、刘少敏、张进平、刘伟、韩敏霞、冯铮、王立志、李海东、李忠武、张志尧、刘启明、吴媛媛、魏国、杨灵艳、张建立、李凯、毕文明、孙亚峰、许哲、张军、张宇宁、张伟、刘雅斌、史福山。本文件及其所代替的文件的历次版本发布情况为:2015年首次发布为DB11/T 12532015;本次为第一次修订。DB11/T 12532022 1 地埋管地源热泵系统工程技术规范 1 范围 本文件规定了地埋管地
6、源热泵系统工程(简称地源热泵工程)的基本规定、勘查与评估、系统设计、施工安装、调试与验收、智能监控等技术要求。本文件适用于以岩土体为低温热源的地源热泵工程的建设和运行。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 50015 建筑给水排水设计标准 GB 50194 建设工程施工现场供用电安全规范 GB 50202 建筑地基基础工程施工质量验收标准 GB 50203 砌体结构工程施工质量验收规范
7、GB 50243 通风与空调工程施工质量验收规范 GB 50261 自动喷水灭火系统施工及验收规范 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 50411 建筑节能工程施工质量验收标准 GB 50736 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50738 通风与空调工程施工规范 GB 50974 消防给水及消火栓系统技术规范 GB 55015 建筑节能与可再生能源利用通用规范 CJJ 101 埋地塑料给水管道工程技术规程 DZ/T 0225 浅层地热能勘查评价规范 JGJ 33 建筑机械使用安全技术规程 JGJ 46 施工
8、现场临时用电安全技术规范 JGJ 59 建筑施工安全检查标准 JGJ/T 132 居住建筑节能检测标准 NB/T 10274 浅层地热能开发地质环境影响监测评价规范 DB11/687 公共建筑节能设计标准 DB11/T 852 有限空间作业安全技术规范 DB11/891 居住建筑节能设计标准 DB11/1066 供热计量设计技术规程 DB11/T 1419 通用用能设备碳排放评价技术规范 DB11/T 1639 地源热泵系统节能监测 DB11/T 12532022 2 DB11/T 1771 地源热泵系统运行技术规范 DB11/T 1956 地热动态监测规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用
9、于本文件。3.1 地埋管地源热泵系统 ground-coupled heat pump system 以岩土体为低温热源,以地埋管为换热方式,以水为传热介质,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供冷、供热系统。3.2 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、岩土体综合热物性及岩土体换热能力等参数。3.3 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
10、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。3.4 无负荷循环法 reactive circulation 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。3.5 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。3.6 稳定热流测试 steady heat flow test 向地埋管换热器循环介质提供稳定的热量,记
11、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的测试方法。3.7 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,计算岩土体在设定工况下的换热能力的测试方法。3.8 换热监测孔 heat exchange monitoring hole DB11/T 12532022 3 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。3.9 影响监测孔 heat exchange effect monitoring hole 通过在钻孔内下入温度
12、传感器,用于监测换热孔温度变化影响范围的钻孔,一般布设于换热孔间或布孔区域周边5m距离内。3.10 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。4 基本规定 4.1 地源热泵工程前期策划应与供热规划、节能规划、能源规划、市政规划、地铁规划等相协调。4.2 地源热泵工程承担单位在勘查、设计、施工安装、运维等方面应具有相应的技术能力。4.3 地源热泵工程设计方案应符合安全可靠、绿色低碳、高效节能、经济合理、精细智能的要求。4.4 地源热泵工程应选用高效节
13、能设备和绿色环保材料。4.5 地源热泵工程施工前应进行工程场地状况调查和浅层地热能勘查。5 勘查与评估 5.1 一般规定 5.1.1 地源热泵工程方案设计前应收集建设场地及其周边一定范围内地质、水文地质等方面的基本资料。5.1.2 应根据建设场地和地质条件确定相应的勘查方法。5.1.3 应进行浅层地热能地质条件评估,并编制评估报告。5.2 场地调查 5.2.1 工程场地状况调查应包括热源系统场地状况调查、热泵机组和配套设施的建筑空间调查。5.2.2 热源系统场地状况调查包括下列内容: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
14、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。5.2.3 热泵机组和配套设施的建筑空间调查包括下列内容:a)建筑空间与热源系统之间的管线长度和构筑物及路由情况;b)建筑空间面积、层高、承重能力、隔音水平、防水性能;c)配电变压器容量、配电室、配电系统、给水排水等情况。5.3 浅层地热能勘查 DB11/T 12532022 4 5.3.1 应根据工程场地范围内区域的地质条件差异和换热孔分布情况,勘查孔分散布设于换热孔区域。5
15、.3.2 浅层地热能勘查应按下列要求进行:a)采用竖直地埋管换热方式,浅层地热能勘查采用钻探进行,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)采用水平地埋管换热方式,浅层地热能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;c)工程场地地层岩性差异较小时,勘查工作量的布置按表 1 确定,工程场地地层岩性差异较大时,根据场地内地质条件增加探槽或勘查孔数量。表1 探槽和勘查孔工作量 埋管方式 系统应用建筑面积 A(m2)探槽、勘查孔数量(个)水平 A500 1(探槽)A500
16、2(探槽)竖直 A10000 12(孔)10000A25000 23(孔)25000A50000 34(孔)A50000 4(孔)5.3.3 浅层地热能勘查包括下列内容: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 浅层地热能地质条件评估报告包括下列内容:a)建设项目的规模、功能及冷热需求;b)勘查区以往地质工作程度及浅层地热能开发利用现状;c)勘查工作的进程及完成的工作量;d)勘查区的自然地理条件;气象和水
17、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;e)勘查工作的主要内容及其布置;工作的主要成果;f)岩土热响应试验结果;g)浅层地热能利用量计算的依据,计算浅层地热能;h)根据保护资源、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;i)评价浅层地热能的资源条件,绘制地层剖面图;j)提出拟建换热系统的方式;k)建议换热系统的初步方案;l)拟建工程的经济性和风险性分析;m)施工中和运行后应注意的事项;n)地温场监测点的设置及要求。DB11/T 12532022 5 5.3.5 取得勘查成果资料后,采用数值模拟的方
18、法,对项目运行状况以及对地温场的影响进行预测分析,最小周期不应小于 1 年,应用于建筑供热面积 1 万平方米以上的地源热泵工程,宜进行 10 年以上的预测分析。6 系统设计 6.1 一般规定 6.1.1 地源热泵工程设计宜以浅层地热能地质条件评估报告为依据,且符合 GB 50366、GB 55015、DB11/891、DB11/1066 的规定,宜采用冷水机组、市政热力、蓄能等辅助冷(热)源优化系统设计。6.1.2 地源热泵工程应同步设计智能监控监测系统,运用人工智能、云计算、大数据、仿真系统及物联网等技术,满足智能化供热运行管理要求。6.2 地埋管管材与传热介质 6.2.1 地埋管及管件应具
19、有质量检验报告和生产厂的合格证。6.2.2 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。6.2.3 地埋管管材及管件宜符合下列规定:a)地埋管宜采用聚乙烯管(PE80 或 PE100),不应使用再生塑料管材,管件与管材应为相同材料;b)地埋管管材的公称压力及使用温度应满足设计要求,地埋管外径及壁厚可参照附录 B 选用。6.2.4 为预防管道受热发生热变形,未安装的管材应避光存放。6.2.5 竖直地埋管换热器的 U 型弯管接头,应选用定型的 U 型弯头成品件,不应采用揻制弯头或焊接弯头。6.2.6 地埋管换热系统的传热介质应使用不低于 GB
20、/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埋管区域内地下管线的种类、位置及深度,预留未来地下管线所需的埋管空间,埋管区域预留园林绿化空间和进出重型设备的车道位置。6.3.2 在建筑的基础下埋设换热器时,应与结构专业设计人员共同确定地埋管设计方案,满足建筑基础的设计要求。6.3.3 在水系下埋设换热器时,在条件允许时可适当增加孔深。6.3.4 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 33;b)冬季工况,地埋管换热器侧进水温度宜高
21、于 4。6.3.5 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GB50366、DZ/T 0225 进行计算,环路集管不包括在地埋管换热器换热长度内。6.3.6 地埋管换热系统宜结合系统末端需求和冷热源机组的设计方案进行分区设计,且采用条带状分散布设换热孔,当整场地布设时宜加大中心区域换热孔间距,保证地埋管运行的间歇性和地温的恢复。6.3.7 地埋管换热器内传热介质流态应保持紊流,单 U 型流速不宜小于 0.4 m/s,双 U 型流速不宜小于 0.2m/s。6.3.8 竖直地埋管换热器埋管深度和间距应根据浅层地热能地质条件评估报告确定,同一环路内钻孔孔深应相同
22、,孔径不宜小于 0.11m,间距不应小于 4m。DB11/T 12532022 6 6.3.9 应根据地质特征确定地埋管换热孔回填料配方,回填料的导热系数不宜低于钻孔外岩土体的导热系数,回填料应符合环保标准且具有密封低渗透性能。6.3.10 当地源热泵工程可利用地表面积较大,浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小时,经技术、经济分析后可以采用水平埋管。a)水平地埋管换热器宜进行分组连接,每组换热器管长不大于 5000m,各组换热器形成的地埋管环路两端应分别与供、回水环路集管连接,并应在各环路的总接口处设置检查井,井内设置相应的阀门。b)水平埋管换热器可不设坡度,最上层埋管顶部应
23、在冻土层以下不小于 0.6m,且距地面不宜小于 1.5m,可分层埋设,分层间距不应小于 1m,也可水平管沟埋设,水平管沟间距不应小于 1.2m。6.3.11 环路集管和环路支管宜采用同程布置,每对供、回水环路支管连接的地埋管换热器数量宜相等且宜少于 8 眼,集管与分、集水器之间应设置关断阀。6.3.12 环路集管和支管供、回水管的间距应不小于 0.6m,深度应在冻土层以下不小于 0.6m,且距地面不宜小于 1.5m,建筑物基础下埋管时,距建筑底板下表面不宜小于 0.5m。6.3.13 地埋管换热器安装位置宜靠近机房或以机房为中心设置。6.3.14 地埋管换热系统应设泄漏报警及自动充水系统。需要
24、防冻的地区,应设防冻保护装置。6.3.15 地埋管换热系统设计时应进行水力计算,并提出水力平衡措施的建议。6.3.16 地埋管换热系统宜采用变流量设计,但地埋管内传热介质流速不应低于最低流速限值。6.3.17 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。6.4 多能耦合热源部分设计 6.4.1 合理匹配浅层地热能资源与负荷需求,分析建筑设计负荷和累计负荷,获得全年逐时冷、热负荷曲线,可采用多种热源协同耦合的方式优化热源系统设计。6.4.2 地源热泵耦合其它热源时,应充分利用浅层地热能资源,优先运行地源热泵供冷供热。6.4.3 综合考虑场地条件、资源条件以及经济性、系统能效、
25、碳排放和供能稳定性等因素,选择高效低碳辅助冷热源和设置蓄能系统,设备碳排放计算宜按照 DB11/T 1419 的规定。6.5 输配管线设计 6.5.1 输配管线应采用水作为循环介质,水中不应加注乙二醇等对环境产生危害的添加剂。6.5.2 输配管线宜采用闭式双管制,当技术经济合理时,可采用开式、单管制,当不同分区、不同时段负荷需求差异较大时,可采用多管制。6.5.3 输配管线的位置宜符合下列规定:a)输配管线选线时避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段;b)通过非建筑区的输配管线沿道路敷设时,道路上的输配管线应平行于道路中心线,并宜敷设在车行道以外的地方,同一条管道
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