《地源热泵设计规范》PPT课件.ppt
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1、地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范广广东省建筑科学研究院省建筑科学研究院 马扬 20062006年年5 5月月1地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范 地源热泵诞生于20世纪80年代中期。据美国10年来的统计资料,地源热泵的运行费用(采暖)比耗电空调节约22%25%,比燃油、燃煤锅炉运行费用节约40%60%。系统平均寿命预计1518年,开式循环系统30年,闭式循环系统寿命预计50年。2地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范 3地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范4地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工
2、程技术规范 地地源源热热泵泵技技术术是是一一项项值值得得大大面面积积推推广广的的建建筑筑供供能能技技术术。地地源源热热泵泵是是一一种种利利用用浅浅层层和和深深层层的的大大地地能能量量,包包括括土土壤壤、地地下下水水、地地表表水水等等天天然然能能源源作作为为冬冬季季热热源源和和夏夏季季冷冷源源,然然后后再再由由热热泵泵机机组组向向建建筑筑物物供供冷冷供供热热的的系系统统,是是一一种种利利用用可可再再生生能能源源的的既既可可供供暖暖又又可可制制冷冷的的新新型型中中央央空空调系统。调系统。抽抽取取地地下下水水水水源源热热泵泵,但但由由于于技技术术限限制制,全全部部回回灌灌不不易易做做到到,监监督督实
3、施也比较困难,而且容易造成地下水污染。实施也比较困难,而且容易造成地下水污染。在在国国外外目目前前大大面面积积推推广广使使用用的的是是埋埋管管式式地地源源热热泵泵技技术术,是是充充分分利利用浅层地热的最佳技术途径。用浅层地热的最佳技术途径。目目前前埋埋管管式式地地源源热热泵泵在在欧欧美美国国家家已已得得到到普普遍遍应应用用,已已被被充充分分证证明明是是成成熟熟可可行行的的技技术术,在在我我国国,建建设设部部和和一一些些省省市市的的建建筑筑节节能能政政策策中中明明确确提出要推广使用地源热泵提出要推广使用地源热泵。(欧美普遍使用的是在别墅中,在冬天取暖、夏天空调的地区)(欧美普遍使用的是在别墅中,
4、在冬天取暖、夏天空调的地区)地源热泵系统简介地源热泵系统简介5地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范6地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范7主要内容主要内容1 总则总则2 术语术语3 工程勘察工程勘察 4 地埋管换热系统地埋管换热系统 5 地下水换热系统地下水换热系统 6 地表水换热系统地表水换热系统 7 建筑物内系统建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收整体运转、调试与验收 9 附录附录8地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范1.0.1 为为使使地地源源热热泵泵系系统统工工程程设设计计、施施工工及及验验收收,做做到到技技术术先进、经济合理、安全适用,保证工程质
5、量,制定本规范。先进、经济合理、安全适用,保证工程质量,制定本规范。1.0.2 本本规规范范适适用用于于以以岩岩土土体体、地地下下水水、地地表表水水为为低低温温热热源源,以以水水或或添添加加防防冻冻剂剂的的水水溶溶液液为为传传热热介介质质,采采用用蒸蒸气气压压缩缩热热泵泵技技术术进进行行供供热热、空空调调或或加加热热生生活活热热水水的的系系统统工工程程的的设设计计、施工及验收。施工及验收。1.0.3 地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。外,尚应符合国家现行有关标准的规定。1 总则总则9主要内容主要内容1
6、 总则总则2 术语术语3 工程勘察工程勘察 4 地埋管换热系统地埋管换热系统 5 地下水换热系统地下水换热系统 6 地表水换热系统地表水换热系统 7 建筑物内系统建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收整体运转、调试与验收 9 附录附录10地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.1 地源热泵系统地源热泵系统 groud-source heat pump system 以以岩岩土土体体、地地下下水水或或地地表表水水为为低低温温热热源源,由由水水源源热热泵泵机机组组、地地热热能能交交换换系系统统、建建筑筑物物内内系系统统组组成成的的供供热热空空调调系系统统。根根据据地地热热能能交交换
7、换系系统统形形式式的的不不同同,地地源源热热泵泵系系统统分分为为地地埋埋管管地地源源热热泵泵系系统统、地地下下水水地地源源热热泵泵系系统统和和地地表表水水地地源源热泵系统。热泵系统。对对于于制制冷冷来来说说,地地源源热热泵泵与与常常规规冷冷水水机机组组最最大大的的区区别别是:是:空调系统的空调系统的冷却水冷却冷却水冷却变为变为地下水地下水或或土壤土壤冷却。冷却。地地下下水水或或土土壤壤冷冷却却,又又有有若若干干种种方方式式。地地埋埋管管换换热热系系统统或或地地下下水水换换热热系系统统,地地下下水水换换热热系系统统又又分分为为直直接接和和间间接接换换热等等。热等等。2 术语术语11地源热泵系统工
8、程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.2 水源热泵机组水源热泵机组 water-source heat pump unit 以以水水或或添添加加防防冻冻剂剂的的水水溶溶液液为为低低温温热热源源的的热热泵泵。通通常常有水水热泵、水空气热泵等形式。有水水热泵、水空气热泵等形式。2.0.3 地热能交换系统地热能交换系统 geothermal exchange system 将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。2.0.4 浅层地热能资源浅层地热能资源 shallow geothermal resources 蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。蕴藏
9、在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。2.0.5 传热介质传热介质 heat-transfer fluid 地地源源热热泵泵系系统统中中,通通过过换换热热管管与与岩岩土土体体、地地下下水水或或地地表表水水进进行行热热交交换换的的一一种种液液体体。一一般般为为水水或或添添加加防防冻冻剂剂的的水水溶液。溶液。2 术语术语12地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.6 地埋管换热系统地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传传热热介介质质通通过过竖竖直直或或水水平平地地埋埋管管换换热热器器与与岩岩土土体体进进行行热热交交换的地热能交换系统,又称土
10、壤热交换系统。换的地热能交换系统,又称土壤热交换系统。2.0.7 地埋管换热器地埋管换热器 ground heat exchanger 供供传传热热介介质质与与岩岩土土体体换换热热用用的的,由由埋埋于于地地下下的的密密闭闭循循环环管管组组构构成成的的换换热热器器,又又称称土土壤壤热热交交换换器器。根根据据管管路路埋埋置置方方式式不不同同,分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。2.0.8 水平地埋管换热器水平地埋管换热器 horizontal ground heat exchanger 换换热热管管路路埋埋置置在在水水平平管管沟沟内内的的地地埋埋管管换换
11、热热器器,又又称称水水平平土土壤热交换器。壤热交换器。2 术语术语13地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.9 竖竖直直地地埋埋管管换换热热器器 vertical ground heat exchanger 换换热热管管路路埋埋置置在在竖竖直直钻钻孔孔内内的的地地埋埋管管换换热热器,又称竖直土壤热交换器。器,又称竖直土壤热交换器。2.0.10 地下水换热系统地下水换热系统 ground water system 与与地地下下水水进进行行热热交交换换的的地地热热能能交交换换系系统统,分分为为直直接接地地下下水水换换热热系系统统和和间间接接地地下下水水换换热热系系统。统。2.0.
12、11 直接地下水换热系统直接地下水换热系统 由由抽抽水水井井取取出出的的地地下下水水,经经处处理理后后直直接接流流经经水水源源热热泵泵机机组组热热交交换换后后返返回回地地下下同同一一含含水水层层的地下水换热系统。的地下水换热系统。2 术语术语14地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.12 间接地下水换热系统间接地下水换热系统 由由抽抽水水井井取取出出的的地地下下水水经经中中间间换换热热器器热热交交换换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。后返回地下同一含水层的地下水换热系统。2.0.13 地表水换热系统地表水换热系统 与与地地表表水水进进行行热热交交换换的的地地热热能能交交换
13、换系系统统,分分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。2.0.14 开式地表水换热系统开式地表水换热系统 地地表表水水在在循循环环泵泵的的驱驱动动下下,经经处处理理直直接接流流经经水水源源热热泵泵机机组组或或通通过过中中间间换换热热器器进进行行热热交交换换的的系统。系统。2.0.15 闭式地表水换热系统闭式地表水换热系统 将将封封闭闭的的换换热热盘盘管管按按照照特特定定的的排排列列方方法法放放入入具具有有一一定定深深度度的的地地表表水水体体中中,传传热热介介质质通通过过换换热热管管壁与地表水进行热交换的系统。管管壁与地表水进行热交换的系统。2 术语
14、术语15地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.16 环路集管环路集管 circuit header 连连接接各各并并联联环环路路的的集集合合管管,通通常常用用来来保保证证各各并并联联环环路路流流量相等。量相等。2.0.17 含水层含水层 aquifer 导水的饱和岩土层。导水的饱和岩土层。2.0.18 井身结构井身结构 well structure 构构成成钻钻孔孔柱柱状状剖剖面面技技术术要要素素的的总总称称,包包括括钻钻孔孔结结构构、井井壁管、过滤管、沉淀管、管外滤料及止水封井段的位置等。壁管、过滤管、沉淀管、管外滤料及止水封井段的位置等。2.0.19 抽水井抽水井 pro
15、duction well 用于从地下含水层中取水的井。用于从地下含水层中取水的井。2.0.20 回灌井回灌井 injection well 用于向含水层灌注回水的井。用于向含水层灌注回水的井。2 术语术语16地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范2.0.21 热源井热源井 heat source well 用用于于从从地地下下含含水水层层中中取取水水或或向向含含水水层层灌灌注注回回水水的的井井,是是抽水井和回灌井的统称。抽水井和回灌井的统称。2.0.22 抽水试验抽水试验 pumping test 一一种种在在井井中中进进行行计计时时计计量量抽抽取取地地下下水水,并并测测量量水水位位
16、变变化化的过程,目的是了解含水层富水性,并获取水文地质参数。的过程,目的是了解含水层富水性,并获取水文地质参数。2.0.23 回灌试验回灌试验 injection test 一一种种向向井井中中连连续续注注水水,使使井井内内保保持持一一定定水水位位,或或计计量量注注水水、记记录录水水位位变变化化来来测测定定含含水水层层渗渗透透性性、注注水水量量和和水水文文地地质质参数的试验。参数的试验。2.0.24 岩土体岩土体 rock-soil body 岩石和松散沉积物的集合体,如砂岩、砂砾石、土壤等。岩石和松散沉积物的集合体,如砂岩、砂砾石、土壤等。2 术语术语17主要内容主要内容1 总则总则2 术语
17、术语3 工程勘察工程勘察 4 地埋管换热系统地埋管换热系统 5 地下水换热系统地下水换热系统 6 地表水换热系统地表水换热系统 7 建筑物内系统建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收整体运转、调试与验收 9 附录附录18地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范3.1.1 地地源源热热泵泵系系统统方方案案设设计计前前,应应进进行行工工程程场场地状况地状况调查调查,并应对浅层地热能资源进行,并应对浅层地热能资源进行勘察勘察。(此为强制性条文,(此为强制性条文,本标准共本标准共2个强制性条文个强制性条文)3.1.2 对对已已具具备备水水文文地地质质资资料料或或附附近近有有水水井井的的地地区,
18、应通过调查获取水文地质资料。区,应通过调查获取水文地质资料。3.1.3 工工程程勘勘察察应应由由具具有有勘勘察察资资质质的的专专业业队队伍伍承承担担。工工程程勘勘察察完完成成后后,应应编编写写工工程程勘勘察察报报告告,并并对资源可利用情况提出建议。对资源可利用情况提出建议。3.1 一般规定一般规定 19地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范3.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容:工程场地状况调查应包括下列内容:1 场场地地规规划划面面积积、形形状状及及坡坡度度;(是是否否满满足足打打井井或或埋埋管管面积和位置要求面积和位置要求)2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布;
19、场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布;3 场场地地内内树树木木植植被被、池池塘塘、排排水水沟沟及及架架空空输输电电线线、电电信信电电缆的分布;缆的分布;4 场场地地内内已已有有的的、计计划划修修建建的的地地下下管管线线和和地地下下构构筑筑物物的的分分布及其埋深;布及其埋深;5 场地内已有水井的位置。场地内已有水井的位置。3.1 一般规定一般规定20地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范3.2.1 地地埋埋管管地地源源热热泵泵系系统统方方案案设设计计前前,应应对对工工程程场场区区内内岩土体地质条件进行勘察。岩土体地质条件进行勘察。3.2.2 地埋管换热系统勘察应包括下列内容:
20、地埋管换热系统勘察应包括下列内容:1 岩土层的结构;岩土层的结构;2 岩土体热物性;岩土体热物性;3 岩土体温度;岩土体温度;4 地下水静水位、水温、水质及分布;地下水静水位、水温、水质及分布;5 地下水径流方向、速度;地下水径流方向、速度;6 冻土层厚度。冻土层厚度。3.2 地埋管换热系统勘察地埋管换热系统勘察 21地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范3.3.1 地地下下水水地地源源热热泵泵系系统统方方案案设设计计前前,应应根根据据地地源源热热泵泵系系统统对对水水量量、水水温温和和水水质质的的要要求求,对对工工程程场场区区的的水水文文地地质质条件进行勘察。条件进行勘察。3.3.2
21、 地下水换热系统勘察应包括下列内容:地下水换热系统勘察应包括下列内容:1 地下水类型;地下水类型;2 含水层岩性、分布、埋深及厚度;含水层岩性、分布、埋深及厚度;3 含水层的富水性和渗透性;含水层的富水性和渗透性;4 地下水径流方向、速度和水力坡度;地下水径流方向、速度和水力坡度;5 地下水水温及其分布;地下水水温及其分布;6 地下水水质;地下水水质;7 地下水水位动态变化。地下水水位动态变化。3.3 地下水换热系统勘察地下水换热系统勘察 22地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范3.3.3 地地下下水水换换热热系系统统勘勘察察应应进进行行水水文文地地质质试试验验。试试验验应应包括下
22、列内容:包括下列内容:1 抽水试验;抽水试验;2 回灌试验;回灌试验;3 测量出水水温;测量出水水温;4 取分层水样并化验分析分层水质;取分层水样并化验分析分层水质;5 水流方向试验;水流方向试验;6 渗透系数计算。渗透系数计算。3.3.4 当当地地下下水水换换热热系系统统的的勘勘察察结结果果符符合合地地源源热热泵泵系系统统要要求求时时,应应采采用用成成井井技技术术将将水水文文地地质质勘勘探探孔孔完完善善成成热热源源井井加加以利用。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。以利用。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。3.3 地下水换热系统勘察地下水换热系统勘察 23地源热泵系统工程技术规范地源热
23、泵系统工程技术规范3.4.1 地地表表水水地地源源热热泵泵系系统统方方案案设设计计前前,应应对对工工程程场场区区地地表表水源的水文状况进行勘察。水源的水文状况进行勘察。3.4.2 地表水换热系统勘察应包括下列内容:地表水换热系统勘察应包括下列内容:1 地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布;地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布;2 不同深度的地表水水温、水位动态变化;不同深度的地表水水温、水位动态变化;3 地表水流速和流量动态变化;地表水流速和流量动态变化;4 地表水水质及其动态变化;地表水水质及其动态变化;5 地表水利用现状;地表水利用现状;6 地表水取水和回水的适宜地点及路线
24、。地表水取水和回水的适宜地点及路线。3.4 地表水换热系统勘察地表水换热系统勘察 24主要内容主要内容1 总则总则2 术语术语3 工程勘察工程勘察 4 地埋管换热系统地埋管换热系统 5 地下水换热系统地下水换热系统 6 地表水换热系统地表水换热系统 7 建筑物内系统建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收整体运转、调试与验收 9 附录附录25地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范4.1.1 地地埋埋管管换换热热系系统统设设计计前前,应应根根据据工工程程勘勘察察结结果果评评估估地地埋管换热系统实施的埋管换热系统实施的可行性及经济性可行性及经济性。4.1.2 地地埋埋管管换换热热系系统统施
25、施工工时时,严严禁禁损损坏坏既既有有地地下下管管线线及及构构筑物。筑物。4.1.3 地地埋埋管管换换热热器器安安装装完完成成后后,应应在在埋埋管管区区域域做做出出标标志志或或标标明明管管线线的的定定位位带带,并并应应采采用用2个个现现场场的的永永久久目目标标进进行行定定位。位。4.1 一般规定一般规定 26地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范4.2.1 地地埋埋管管及及管管件件应应符符合合设设计计要要求求,且且应应具具有有质质量量检检验验报报告和生产厂的合格证。告和生产厂的合格证。4.2.2 地埋管管材及管件应符合下列规定:地埋管管材及管件应符合下列规定:1 地地埋埋管管应应采采用
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