DB22∕T 5044-2020 热泵系统工程技术标准(吉林省).pdf
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1、 吉林省工程建设地方标准 热泵系统工程技术标准 Technical standard for heat pump system engineering DB22/T 5044-2020 主编部门:吉林省建设标准化管理办公室 批准部门:吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 施行日期:2020 年 7 月 29 日 2020 长 春 吉林省住房和城乡建设厅 吉 林 省 市 场 监 督 管 理 厅 通 告 第 557 号 吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 关于发布既有住宅加装电梯工程技术标准等 4 项吉林省工程建设地方标准的通告 现批准既有住宅加装电梯工程技术标准 既有住宅加装电
2、梯结构加固技术标准 模塑墙板低层钢结构建筑技术标准 热泵系统工程技术标准为吉林省工程建设地方标准,编号依次为:DB22/T 5041-2020、DB22/T 5042-2020、DB22/T 5043-2020、DB22/T 5044-2020,自发布之日实施。吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 2020 年 7 月 29 日 前 言 依据吉林省住房和城乡建设厅关于下达 2019 年全省工程建设地方标准制定(修订)计划(一)的通知(吉建标20191号)文件要求,编制组经调查研究,总结工程经验,依据地源热泵系统工程技术规范GB 50366 等国家有关标准,结合我省的水文地质及气候等具体
3、情况,并广泛征求意见,对地源及低温余热水源热泵系统工程技术规程 DB22/T 1038-2011 进行了修订,并更名为热泵系统工程技术标准。本标准的主要内容:1 总则;2 术语和符号;3 工程勘察;4地埋管换热系统;5 地下水换热系统;6 地表水换热系统;7 低温余热水换热系统;8 空气源热泵系统;9 热泵机房;10 末端系统;11 监测与控制系统;12 整体运转、调试与验收。本标准修订的主要技术内容:1 本标准的适用范围修订为采用蒸气压缩热泵技术进行供热、供生活热水或供冷的热泵系统工程的勘察、设计、施工及验收;2 术语中增加热泵系统、空气源热泵系统、空气源热泵机组;3 增加 2.2 节符号;
4、4 增加空气源热泵系统方案设计前对室外空气参数及周边情况调查内容;5 地源热泵系统工程勘察增加 地源热泵系统工程勘察标准 CJJ/T 291 相关要求;6 工程勘察报告相关内容由附录 A 修订为正文;7 增加第 8 章空气源热泵系统。本标准由吉林省建设标准化管理办公室负责管理,由主编单位长春工程学院负责具体技术内容的解释。本标准在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,随时将意见或建议寄送吉林省建设标准化管理办公室(地址:长春市民康路 519 号,邮编:130041,Email:)。本标准主编单位:长春工程学院 吉林省土木建筑学会热能动力分会 本标准参编单位:吉林省建筑科学研究设计院 长春
5、市建筑设计研究院 吉林省水文地质调查所 长春经济开发区规划建筑设计有限公司 青岛海信日立空调系统有限公司 文和王集团吉林省文吉能源科技有限公司 本标准主要起草人员:吕耀军 金洪文 肖楚雄 范洪昌 石俊龙 朱立新 马 爽 边德军 任庆凯 赵 麒 王 浩 徐 辉 王 琛 赵雄飞 蒋祥婷 杨 蕾 仇 阳 刘旭日 白文明 蔡世坤 李景皓 刘丽莘 韩 晶 本标准主要审查人员:陶乐然 周 毅 邵子平 惠 群 丛 颖 衣建全 赵清华 目 目 次 次 1 总则.1 2 术语和符号.2 2.1 术语.2 2.2 符号.5 3 工程勘察.8 3.1 一般规定.8 3.2 资源及现状调查.8 3.3 钻探取样与试验
6、.9 3.4 勘察内容及要求.9 3.5 工程勘察报告.12 4 地埋管换热系统.14 4.1 一般规定.14 4.2 地埋管管材与传热介质.14 4.3 地埋管换热系统设计.15 4.4 地埋管换热系统施工.16 4.5 地埋管换热系统的检验与验收.18 5 地下水换热系统.20 5.1 一般规定.20 5.2 地下水换热系统设计.20 5.3 地下水换热系统施工.21 5.4 地下水换热系统检验与验收.22 6 地表水换热系统.23 6.1 一般规定.23 6.2 地表水换热系统设计.23 6.3 地表水换热系统施工.24 6.4 地表水换热系统检验与验收.24 7 低温余热水换热系统.2
7、6 7.1 一般规定.26 7.2 低温余热水换热系统设计.26 7.3 低温余热水换热系统施工.27 7.4 低温余热水换热系统检验与验收.27 8 空气源热泵系统.28 8.1 空气源热泵系统设计.28 8.2 空气源热泵系统施工.29 8.3 空气源热泵系统检验与验收.30 9 热泵机房.31 9.1 机房的布置.31 9.2 土建、采暖通风、给排水.31 9.3 热泵机组系统.32 9.4 电气.33 9.5 热泵机房系统施工、检验与验收.33 10 末端系统.35 10.1 末端系统设计.35 10.2 末端系统施工、检验与验收.35 11 监测与控制系统.36 11.1 一般规定.
8、36 11.2 换热系统参数监测与控制。.37 11.3 监测与控制系统施工.38 11.4 监测与控制系统检验与验收.39 12 整体运转、调试与验收.40 附录A 常用物质的比热、密度、热导率和热扩散率.42 附录 B 浅层地热能计算方法.44 附录 C 岩土热响应试验.46 附录 D 竖直地埋管换热器的设计计算.49 附录 E 地埋管外径及壁厚.52 附录 F 地埋管压力损失计算.54 本标准用词说明.56 引用标准名录.57 附:条文说明.59 1 1 总则 1.0.1 为规范地源、低温余热水源及空气源等热泵系统的应用技术,确保系统技术先进、经济合理、运行安全可靠,制定本标准。1.0.
9、2 本标准适用于采用蒸气压缩热泵技术进行供热、供生活热水或供冷的热泵系统工程的勘察、设计、施工及验收。1.0.3 热泵系统工程的设计、施工及验收除符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 热泵系统 heat pump system 由热泵机组、热能交换系统和末端系统组成的供热、供冷系统。2.1.2 地源热泵系统 ground-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温或高温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、末端系统组成的供热、供冷系统。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
10、水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。2.1.3 低温余热水源热泵系统 low temperature waste heat water-source heat pump system 以不能直接用于供热或生活热水的工业或生活等低温余热水(一般低于 35)为低温热源,由水源热泵机组、低温余热能交换系统、末端系统组成的供热或供生活热水系统。2.1.4 空气源热泵系统 air-source heat pump system 以空气作为低温或高温热源,由空气源热泵机组、末端系统组成的供热、供冷系统。2.1.5 水源热泵机组 water-source heat pump unit 以水或添加防冻剂的水溶
11、液为低温热源的热泵机组。2.1.6 空气源热泵机组 air-source heat pump unit 以空气作为低温热源的热泵机组。2.1.7 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。2.1.8 传热介质 heat-transfer fluid 热泵系统中,通过换热管或换热器与冷热源进行热交换的一种 3 液体,一般为水或添加防冻剂的水溶液。2.1.9 地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传热介质通过竖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。
12、2.1.10 地埋管换热器 ground heat exchanger 供传热介质与岩土体换热用的,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。2.1.11 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。2.1.12 竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger 换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器,又称竖直土壤热交换器。2.1.13 地下水换热系统 groundwater system
13、 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。2.1.14 直接地下水换热系统 direct closed-loop groundwater system 由抽水井取出的地下水,经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。2.1.15 间接地下水换热系统 indirect closed-loop groundwater system 由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。2.1.16 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
14、热系统和闭式地表水换热系统。2.1.17 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或通过中间换热器进行热交换的系统。4 2.1.18 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。2.1.19 低温余热水换热系统 low temperature waste heat water system 与低温余热水进行热交换的热能交换系统,分为直接低温余热水换热系
15、统和间接低温余热水换热系统。2.1.20 直接低温余热水换热系统 direct low temperature waste heat water system 低温余热水在循环泵的驱动下,直接流经水源热泵机组进行热交换的系统。2.1.21 间接低温余热水换热系统 indirect low temperature waste heat water system 低温余热水经中间换热器热交换后循环利用或排放的低温余热水换热系统。2.1.22 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。2.1.23 含水层 aquifer 导水的饱和岩土层。2.1
16、.24 井身结构 well structure 构成钻孔柱状剖面技术要素的总称,包括钻孔结构、井壁管、过滤管、沉淀管、管外滤料及止水封井段的位置等。2.1.25 抽水井 production well 用于从地下含水层中取水的井。2.1.26 回灌井 injection well 用于向地下含水层灌注回注水的井。2.1.27 热源井 heat source well 用于从地下含水层中取水或向含水层灌注回水的井,是抽水井和回灌井的统称。5 2.1.28 抽水试验 pumping test 一种在井中进行计时计量抽取地下水,并测量出水量、水位、水质、水温变化的过程,目的是了解含水层富水性,获取水
17、文地质参数及地下水特征的试验。2.1.29 回灌试验 injection test 一种向井中连续注水,使井内保持一定水位,或计量注水量、记录水位、水温变化来测定含水层渗透性、注水量和水文地质参数的试验。2.1.30 岩土体 rock-soil body 岩石和松散沉积物的集合体,如砂岩、砂砾石、亚黏土壤等。2.1.31 岩土热响应试验 rock-soil thermal response test 通过测试仪器,对项目所在场区的测试孔进行一定时间的连续加热或取热,获得岩土综合热物性参数及岩土初始平均温度的试验。2.1.32 岩土综合热物性参数 parameter of the rock-so
18、il thermal porperties 是指不含回填材料在内的,地埋管换热器深度范围内,岩土的综合导热系数、综合比热容。2.1.33 岩土初始平均温度 initial average temperature of the rock-soil 从自然地表下 10m20m 至竖直地埋管换热器埋设深度范围内,岩土常年恒定的平均温度。2.1.34 测试孔 vertical testing exchanger 按照测试要求和拟采用的成孔方案,将用于岩土热响应试验的竖直地埋管换热器称为测试孔。2.1.35 监测与控制系统 detection and control system 是指通过安装数据计量和
19、采集装置,对热泵系统进行控制与监测。2.2 符号 D地埋管换热器单孔地热能;6 T温度;T温差;R导热热阻;导热系数;K传热系数;L长度;r 半径;do管外径;di管内径;de当量直径;db钻孔的直径;岩土体的热扩散率;运行时间;Qc额定冷负荷;Qh额定热负荷;EER热泵机组的制冷性能系数;COP热泵机组的供热性能系数;T运行小时数;dn公称外径;流量;公称直径;管子的断面面积;流速;G dj A V 7 Re管内流体的雷诺数;管内流体的密度;管内流体的动力黏度;管段的沿程阻力损失;单位管长摩擦阻力损失;管段的局部阻力损失;管段的总阻力损失。P PY Pd Pd Pz 8 3 工程勘察 3.1
20、 一般规定 3.1.1 地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查及浅层地热能的资源勘察。3.1.2 低温余热水源热泵系统方案设计前,应进行低温余热水资源情况勘察。3.1.3 空气源热泵系统方案设计前,应进行室外空气参数及周边情况勘察。3.1.4 工程勘察应由水文地质和暖通专业技术人员共同承担,工程勘察完成后,应编写工程勘察报告,对地源、低温余热水源、空气源热泵系统资源可利用情况以及系统设计、施工、运行中的监测和维护提出建议。3.1.5 地源热泵系统工程勘察应符合 地源热泵系统工程勘察标准CJJ/T 291 和浅层地热能勘查评价规范 DZ/T 0225 的相关规定。3.2 资源及现状调查
21、3.2.1 工程勘察前,应收集拟建工程所在地区的水文、气象、地形、地貌、区域地质、地热地质资料以及地热能开发利用现状和成果资料,可利用低温余热水资源情况等。3.2.2 水文地质调查应包括下列内容:岩土层岩性、结构;含水层分布、厚度及埋藏条件;地下水水位、水温、水质及动态变化;岩土体的热物理性质参数(导热系数和比热容)及岩土体的物理性质参数(孔隙率、含水率、密度);地温场自然分布特征及热响应规律。3.2.3 低温余热水资源调查应包括下列内容:低温余热水水温、水 9 质、水量等。3.2.4 室外空气参数调查应包括:供暖、通风、空调室外计算温度,冬季和夏季最多风向及频率,极端最低气温,极端最高气温等
22、。3.2.5 工程场地现状调查应包括下列内容:场地已有建筑物和规划建筑物的性质、占地面积、高度及分布等;场地内已有的、计划修建的地下管线和地下建筑物的分布和埋深;场地内已有的水井情况等。3.3 钻探取样与试验 3.3.1 通过钻探取样:查明岩土体岩性结构,测试其物理性质及热物理性质参数,分析含水层的分布、厚度及埋藏条件。钻探取样应符合岩土工程勘察规范GB 50021 的有关规定。3.3.2 通过钻探孔测定地下水水位、水温、水质和动态变化。3.3.3 钻探孔数量不宜少于 2 个,孔深应根据换热系统要求及地质条件确定。钻探孔的施工应符合供水水文地质钻探与管井施工操作规程CJJ/T 13 的规定。3
23、.3.4 地埋管热泵系统的应用面积在(30005000)时,宜进行岩土热响应试验,大于等于 5000 时,应进行岩土热响应试验,并应符合附录 C 的规定。3.3.5 地下水源热泵系统应进行抽水及回灌试验,并应符合供水水文地质勘察规范GB 50027 的有关规定。3.4 勘察内容及要求 3.4.1 地埋管换热系统勘察应符合下列规定:1 勘察内容:1)场地岩土层的岩性、结构、地温场分布特征;2)场地岩土体的天然含水率、孔隙率、粒度成分、密度、导 10 热系数和比热容等;3)场地地下水静水位、水温、水质及其动态变化;4)按规定进行的现场热响应试验,应取得换热孔岩土比热容、岩土体平均导热系数、岩土初始
24、温度等参数,确定地埋管的合理长度;5)表土冻融期及标准冻土深度;2 勘察要求:1)水平地埋管换热系统勘探方法可采用坑、槽探进行,其数量不宜少于 2 个,深度宜比预计埋藏深度深 1.0m;2)竖直地埋管换热系统,勘探方法应进行钻探取样,钻孔数量不宜少于 2 个,深度宜比预计埋管深度深 5.0m。3.4.2 地下水换热系统勘察应符合下列规定:1 勘察内容:1)场地岩土层岩性、结构、含水层类型及埋藏条件;2)含水层的富水性、渗透性;3)地下水的水温、水质、水位及其动态变化;4)地下水补给、径流、排泄条件;5)勘察钻孔应是抽水和回灌试验孔,获取单井出水量和相应的降深值以及单井回灌量和相应的水位上升值;
25、6)确定合理的地下水循环利用量和抽水井、回灌井布置方案;2 勘察要求:1)勘察钻孔的深度,应根据含水层或含水构造带埋藏条件确定;2)在勘察深度内有多个含水层组时,应进行分层勘察,取得各层的水质分析资料。水质分析项目应根据地区或场地具体条件和要求确定;3)勘察试验井的施工应符合管井技术规范GB 50296 的相关规定。勘察结果符合地源热泵系统要求时,勘察试验井应完善成热源井,成井施工过程应由水文地质专业人员 11 进行监理。3.4.3 地表水换热系统勘察应符合下列规定:1 勘察内容:1)地表水水源性质、深度、面积、水量及利用现状;2)地表水不同深度的水温、水质及动态变化,水面冻融期及冰层厚度;3
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