DB33∕T 1194-2020 地源热泵系统工程技术规程.pdf
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1、备案号:正在报建设部备案中 DBDB 浙江省工程建设标准 DB33/T1194-2020 地源热泵系统工程技术规程 (发布稿) Technical code for ground-source heat pump system 2020-03-30 发布 2020-09-01 实施 浙江省住房和城乡建设厅 发布 1 前前 言言 根据浙江省住房和城乡建设厅关于印发的通知 (建设发2009306 号)的要求,本规程由浙江省建筑科学设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。 本规程是在认真总结浙江省地源热泵系统的工程实践经验及研究成果、浙江省的气候地域等地方特色的基础上,开展广泛和深入的调查研究,
2、吸收了国内相关标准规程的先进技术经验,在广泛征求意见的基础上通过反复讨论、修改与完善,经有关部门审定后完成。 本规程共分 12 章。主要技术内容是:总则,术语,基本规定,地源热泵系统设计,地埋管换热系统,地下水换热系统,地表淡水换热系统,海水换热系统,污水换热系统,系统整体运转和调试,工程验收,运行管理。本规程由浙江省住房和城乡建设厅负责管理,浙江省建筑科学设计研究院有限公司负责对具体技术内容的解释。 本规程在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给浙江省建筑科学设计研究院有限公司(地址:浙江省杭州市文二路 28 号,邮编:310012) ,以供今后修订时参考。
3、主编单位: 浙江省建筑科学设计研究院有限公司 浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江地源能源环境有限公司 参编单位: 中国建筑第八工程局有限公司 台州市城市建设投资发展有限公司 台州市建设通信管道开发有限公司 华汇工程设计集团股份有限公司台州分公司 玉环市建筑设计院有限公司 湖南凌天科技有限公司 台州市致庭景观设计咨询有限公司 杭州源牌科技股份有限公司 杭州龙华环境集成系统有限公司 2 浙江万合能源环境科技有限公司 杭州市滨江区建筑工程质量安全监督站 中节能实业发展有限公司 浙江建科节能环保科技有限公司 国网浙江综合能源服务有限公司 主要起草人: 林奕 王建奎 王建民 杨毅 薛建华 王其坤 陆麟
4、 顾勇军 姚欧强 李蓉樱 林宣军 方道青 郑能 陈波 冯芳 李峁清 冯华 陆正刚 叶水泉 焦金龙 周家志 闫成文 陆锦法 刘月琴 余俊祥 金剑波 邵颂 杨敏 李井会 梁利霞 邢艳艳 苏翠霞 宋静 胡前亮 茅建华 陈永攀 马雳 朱善文 蒋临涌 郑孝舟 吴珍珍 邱建华 姚滨锋 刘峰 主要审查人: 姚国梁 蒋波 李光华 胡亚才 王志毅 黄奕沄 吴丽胜 3 目目 次次 1 总 则 1 2 术 语 2 3 基本规定 4 4 地源热泵系统设计 6 4.1 系统类型适宜性 6 4.2 热泵机房和末端系统设计 6 5 地埋管换热系统 8 5.1 一般规定 8 5.2 地埋管换热系统勘察 8 5.3 地埋管换热
5、系统设计 8 5.4 地埋管换热系统施工 10 5.5 地埋管换热系统检验 11 6 地下水换热系统 13 6.1 一般规定 13 6.2 地下水换热系统勘察 13 6.3 地下水换热系统设计 13 6.4 地下水换热系统施工 14 6.5 地下水换热系统检验 14 7 地表淡水换热系统 16 7.1 一般规定 16 7.2 地表淡水换热系统勘察 16 7.3 地表淡水换热系统设计 16 7.4 地表淡水换热系统施工 17 7.5 地表淡水换热系统检验 18 8 海水换热系统 20 8.1 一般规定 20 8.2 海水换热系统勘察 20 4 8.3 海水换热系统设计 20 8.4 海水换热系统
6、施工 21 8.5 海水换热系统检验 21 9 污水换热系统 22 9.1 一般规定 22 9.2 污水换热系统设计 22 9.3 污水换热系统施工 23 9.4 污水换热系统检验 23 10 系统整体运转和调试 24 10.1 一般规定 24 10.2 系统整体运转调试 24 11 工程验收 25 11.1 一般规定 25 11.2 地埋管换热系统安装 27 11.3 地下水换热系统安装 29 11.4 地表淡水换热系统安装 30 11.5 海水换热系统安装 31 11.6 污水换热系统安装 33 12 运行管理 35 12.1 一般规定 35 12.2 管理要求 35 12.3 技术要求
7、35 12.4 运行监测系统 36 12.5 系统性能测试与评价 37 本规程用词说明 40 标准规范引用目录 41 附:条文说明 42 1 1 总总 则则 1.0.1 为规范浙江省地源热泵系统的工程应用, 保证工程质量, 符合技术先进、资源节约和保护环境的要求,制定本规程。 1.0.2 本规程适用于新建、改建、扩建工程的地源热泵系统的勘察、设计、施工、验收和运行管理。 1.0.3 地源热泵系统工程的勘察、设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外,尚应符合国家、行业和地方现行有关标准的规定。 2 2 术术 语语 2.0.1 地源热泵系统 ground-source heat pump sys
8、tem 以岩土体、地下水或地表水为低温热源,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、空调和供生活热水系统。根据地热能交换系统形式不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水源热泵系统和地表水源热泵系统。地表水源热泵系统包括地表淡水源热泵系统和海水源热泵系统。 2.0.2 污水源热泵系统 sewage heat pump system 以城镇综合生活污水为低温热源,由水源热泵机组、换热系统、建筑物内系统组成的供热、空调和供生活热水系统。 2.0.3 浅层地热能资源 shallow geothermal resources 蕴藏在浅层岩土体、地下水、地表淡水、海水中的热能资源。
9、 2.0.4 桩埋管换热器 Pipe-pile heat exchanger 供传热介质与桩基础和岩土体换热用的,由预埋于地下桩基础内的密闭循环管组构成的换热器,又称能量桩。 2.0.5 单井循环换热系统 single well circulation heat exchanger system 由热源井取出的地下水经热交换后再通过该井回灌至地下同一含水层的换热系统。 2.0.6 海水换热系统 sea water heat exchanger system 与海水(含感潮河段江水)进行热交换的地热能交换系统。 2.0.7 污水换热系统 sewage heat exchanger system
10、与城镇综合生活污水进行热交换的换热系统,分为开式换热系统和闭式换热系统。 2.0.8 直接换热系统 direct closed-loop system 水源水经处理后直接流经水源热泵机组进行热交换的换热系统。 2.0.9 间接换热系统 indirect closed-loop system 水源水经中间换热器后间接与水源热泵机组进行热交换的换热系统。 2.0.10 开式换热系统 open-loop water system 水源水在循环泵的驱动下,经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统; 3 2.0.11 闭式换热系统 closed-loop water system 将封
11、闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的水源水体中,传热介质通过换热管壁与水源水进行热交换的系统。 2.0.12 测试孔 vertical testing exchanger 按照测试要求和拟采用的埋管方案,将用于岩土热响应试验的竖直地埋管换热器称为测试孔。 2.0.13 测试槽 horizontal testing exchanger 按照测试要求和拟采用的埋管方案,将用于岩土热响应试验的水平地埋管换热器称为测试槽。 2.0.14 地源热泵系统制冷能效比/制热性能系数 energy efficiency ratio/ coefficiency of performance of sy
12、stem of ground-source heat pump 地源热泵系统总制冷量(制热量)与热泵系统总耗电量的比值,热泵系统总耗电量包括热泵机组、各级循环水泵的耗电量。 4 3 基本规定基本规定 3.0.1 地源热泵系统方案设计前,应对工程场地状况进行调查,并对浅层地热能资源进行勘察。 3.0.2 工程场地状况调查应全面、详实,调查应包括以下内容。 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 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布; 4 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; 5 场地内已有水井的位置;
13、6 场地内或附近水源的水温、水质、水量; 7 水源地与建筑物之间的距离、高差; 8 场地内的地质勘察报告及水文地质资料。 3.0.3 工程勘察应由具有勘察资质的专业队伍完成。工程勘察完成后,应编制相关工程勘察报告,并对浅层地热能资源可利用情况提出建议。 3.0.4 地源热泵系统设计前应结合工程场地状况调查和工程勘察结果,综合考虑工程场地状况、浅层地热能资源条件、建筑用能特性和系统经济性等因素,对工程应用进行可行性评估,评估应包括以下内容: 1 工程概况; 2 项目所在地浅层地热能资源条件分析; 3 项目地源热泵系统建设初步方案; 4 技术经济性分析; 5 环境影响分析; 6 项目风险分析; 7
14、 结论与建议。 3.0.5 地源热泵系统方案设计时,应对项目全年冷、热负荷特性进行分析,对地源热泵系统全年总释热量、总吸热量、最大释热量和最大吸热量进行计算。地源热泵系统宜与其它冷热源组成复合冷热源。 3.0.6 地热能交换系统施工前应具备工程勘察资料、设计文件和施工图纸,并完成施工组织设计。 5 3.0.7 地源热泵系统应与建设工程项目同步设计、同步建设、同步验收。 6 4 地源热泵系统设计地源热泵系统设计 4.1 系统类型适宜性系统类型适宜性 4.1.1 在供热、 空调系统设计时, 宜将地源热泵系统作为冷热源比选方案之一。 4.1.2 地源热泵系统方案应根据调查及勘察结果,合理选择地源热泵
15、换热系统形式。 4.1.3 当工程项目符合以下条件之一, 且经济技术合理时, 宜采用土壤源热泵: 1 场地内有适宜的埋管区域的; 2 项目有季节性供冷和供热需求,有利于岩土体温度恢复的; 3 系统间歇性使用,有利于岩土体温度恢复的; 4 项目规模较小,地埋管受热堆积影响较小的; 5 项目供热需求较大,综合节能效益较好的。 4.1.4 当工程项目符合以下条件之一,且地下水资源的开采和使用通过当地水资源管理部门的批准后,可考虑采用地下水源热泵: 1 地下水补给充沛的; 2 地质条件适宜采用单井循环换热系统的。 4.1.5 当工程项目符合以下条件, 且经济技术合理时, 宜采用地表淡水源热泵: 1 场
16、地附近地表淡水资源丰富的; 2 地表淡水水温、水质满足水源热泵系统要求的; 3 地表淡水输送系统能耗合理的。 4.1.6 当工程项目符合以下条件,且经济技术合理时,宜采用海水源热泵: 1 允许建设取水构筑物的; 2 海水输送系统能耗合理的。 4.1.7 当工程项目符合以下条件,且经济技术合理时,宜采用污水源热泵: 1 场地附近污水资源丰富的; 2 污水水温、水质、水量满足污水源热泵系统要求的; 3 污水输送系统能耗合理的。 4.2 热泵机房和末端系统设计热泵机房和末端系统设计 7 4.2.1 地源热泵机房和末端系统的设计应符合现行国家标准民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 50736 的规
17、定。其中,涉及生活热水或其他热水供应部分,应符合现行国家标准建筑给水排水设计规程GB 50015 的规定。 4.2.2 水源热泵机组性能应符合现行国家标准 水源热泵机组 GB/T 19409、水(地)源热泵机组能效限定值及能效等级GB30721 等的相关规定,且应满足地源热泵系统运行参数的要求。 4.2.3 水源热泵机组应具备能量调节功能,且其蒸发器出口应设防冻保护装置。 4.2.4 水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型。 4.2.5 应根据建筑的特点及使用功能确定水源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。 4.2.6 当建筑物内部有稳定余热可以回收时,宜采用水环热泵系统。水环热泵系统宜
18、与地源换热系统相结合,形成地源水环热泵系统。 4.2.7 在水源热泵机组外进行冷、热转换的地源热泵系统应在水系统上设冬、夏季节的功能转换阀门,并在转换阀门上作出明显标识。水源水直接流经水源热泵机组的系统应在水系统上预留机组清洗用旁通管。 4.2.8 地源热泵系统在具备供热、供冷功能的同时,宜优先采用地源热泵系统提供(或预热)生活热水,不足部分由其他方式解决。水源热泵系统提供生活热水时,应采用换热设备间接供给。 4.2.9 建筑物内系统设计时,应通过技术经济比较后,增设辅助冷(热)源、蓄冷(热)装置或其他节能设施。对以冷负荷为主的大型公共建筑宜采用冷却塔辅助散热。 8 5 地埋管换热系统地埋管换
19、热系统 5.1 一般规定一般规定 5.1.1 地埋管换热系统施工时,严禁损坏既有地下管线及构筑物。 5.1.2 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 2 个现场的永久目标进行定位;地埋管范围内场地不应堆放重物。 5.2 地埋管换热系统勘察地埋管换热系统勘察 5.2.1 地埋管换热系统勘察应包括下列内容: 1 岩土层的结构; 2 岩土体热物性参数; 3 岩土体温度分布及岩土初始平均温度; 4 地下水静水位、水温、水质及分布; 5 地下水径流方向、速度。 5.2.2 当岩土体热物性参数由热响应试验确定时,测试孔数量应符合以下规定: 1 应用建筑面积小于 5000
20、m2时,测试孔数量不应少于 1 个; 2 应用建筑面积大于等于 5000m2,小于 20000m2时,岩土热响应测试孔数目不应少于 2 个; 3 应用建筑面积大于等于 20000m2时, 岩土热响应测试孔数目不应少于 3个;每增加 20000m2,岩土热响应测试孔数目应增加 1 个。 5.2.3 岩土热响应测试孔数为 1 个时,宜布置在埋管区的中部或代表主要换热地层的点位上;大于等于 2 个时,应根据埋管区域平面形状和场地状况合理布置。 5.2.4 岩土热响应试验应符合 地源热泵系统工程技术规范 GB50366 的相关规定。 5.3 地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计 5.3.1 地埋管换热
21、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9 置。 5.3.2 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算, 最小计算周期宜为1年。计算周期内,地埋管换热系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。 5.3.3 地埋管换热系统的容量应考虑系统冷、热负荷与地埋管有效埋设空间的合理匹配。地埋管换热器换热量应满足地源热泵系统最大吸热量或释热量的要求。 5.3.4 地埋管换热器应根据可使用地面面积、工程勘察结果及挖掘成本等因素确定埋管方式。 5.3.5 地埋管换热器设计计算宜采用专用软件进行。竖直地埋管换热器的设计也可按地源热泵系统工程
22、技术规范GB50366 提供的方法进行计算。 5.3.6 当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在 5000m2以上,或实施了岩土热响应试验的项目,应利用岩土热响应试验结果进行地埋管换热器的设计,且宜符合下列要求: 1 夏季运行期间,地埋管换热器出口最高温度宜低于 33; 2 冬季运行期间,不添加防冻剂的地埋管换热器进口最低温度宜高于 4。 5.3.7 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。 5.3.8 水平地埋管换热器可不设坡度。最上层埋管顶部距地面不宜小于 0.8m;基坑埋管时,距底板下表面不宜小于 0.5m。 5.3.9 竖直地埋管换热器埋管深度宜大于 35m, 钻孔
23、间距应满足换热需要, 宜为36m。水平连接管的深度距地面不宜小于 1.5m。 5.3.10 地埋管换热器管内流体应保持紊流流态, 水平环路集管坡度宜为 0.002。 5.3.11 地埋管环路两端应分别与供、回水环路集管相连接。供、回水环路宜采用同程布置。每对供、回水环路连接的地埋管环路数宜相等。供、回水环路中集管的间距不应小于 0.6m。 5.3.12 地埋管换热器安装位置应远离水井及室外排水设施,并宜靠近机房或以机房为中心设置。 5.3.13 地埋管换热系统应具备定压、自动补液、泄漏报警功能。高出地面部分管路应设防冻保护措施。 5.3.14 地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方,回填料
24、的导热系数不10 宜低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。 5.3.15 地埋管换热系统宜采用变流量设计。 5.3.16 地埋管换热系统的管网设计应符合以下规定: 1 应根据实际选用的传热介质的水力特性进行水力计算; 2 宜采用同程设计; 3 采用异程设计时各支路之间压力损失的相对差额应不大于 15%; 4 同一管群不宜采用两种井深或换热管长度设计。 5.3.17 系统规模较大时应有多个供、回水集管环路,各供、回水集管环路应集中设置集分水器及阀门,并宜设置在检查井内。 5.3.18 规模较大的系统,竖直地埋换热器宜采用分换热区域设计,各换热区域间距不小于 8m。 5.3.19 地埋管换热系统设计
25、时应考虑地埋管换热器的承压能力,若建筑物内系统水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。 5.3.20 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。 5.3.21 地埋管换热器水平管在穿外墙接入室内机房处,应采取沉降补偿措施,并宜设置检修井。 5.3.22 地埋管换热器水平管在穿越消防通道和消防登高面时应设置套管,并应在道路两侧设置检修井。 5.3.23 当采用在建筑筏板基础下埋管时,不应引起地基承载力的变化,地埋管换热器管路穿越筏板时应采取严格的防水措施。 5.4 地埋管换热系统施工地埋管换热系统施工 5.4.1 换热管及管件应符
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