為使地源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計、施工及驗收，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，保證工程質(zhì)量，制定本規(guī)范。

本規(guī)范適用于以巖土體、地下水、地表水為低溫?zé)嵩?，以水或添加防凍劑的水溶液為傳熱介質(zhì)，采用蒸氣壓縮熱泵技術(shù)進(jìn)行供熱、空調(diào)或加熱生活熱水的系統(tǒng)工程的設(shè)計、施工及驗收。1.0.3 地源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計、施工及驗收除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

術(shù)語

地源熱泵系統(tǒng)

以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。對于制冷來說，地源熱泵與常規(guī)冷水機(jī)組最大的區(qū)別是：空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水冷卻變?yōu)榈叵滤蛲寥览鋮s。地下水或土壤冷卻，又有若干種方式。地埋管換熱系統(tǒng)或地下水換熱系統(tǒng)，地下水換熱系統(tǒng)又分為直接和間接換熱等等。

水源熱泵機(jī)組

以水或添加防凍劑的水溶液為低溫?zé)嵩吹臒岜?。通常有水／水熱泵、水／空氣熱泵等形式?

地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)

將淺層地?zé)崮苜Y源加以利用的熱交換系統(tǒng)。

淺層地?zé)崮苜Y源

蘊(yùn)藏在淺層巖土體、地下水或地表水中的熱能資源。

傳熱介質(zhì)

地源熱泵系統(tǒng)中，通過換熱管與巖土體、地下水或地表水進(jìn)行熱交換的一種液體。一般為水或添加防凍劑的水溶液。

地埋管換熱系統(tǒng)

傳熱介質(zhì)通過豎直或水平地埋管換熱器與巖土體進(jìn)行熱交換的地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)，又稱土壤熱交換系統(tǒng)。

地埋管換熱器

供傳熱介質(zhì)與巖土體換熱用的，由埋于地下的密閉循環(huán)管組構(gòu)成的換熱器，又稱土壤熱交換器。根據(jù)管路埋置方式不同，分為水平地埋管換熱器和豎直地埋管換熱器。

水平地埋管換熱器

換熱管路埋置在水平管溝內(nèi)的地埋管換熱器，又稱水平土壤熱交換器。

豎直地埋管換熱器

換熱管路埋置在豎直鉆孔內(nèi)的地埋管換熱器，又稱豎直土壤熱交換器。

地下水換熱系統(tǒng)

與地下水進(jìn)行熱交換的地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)，分為直接地下水換熱系統(tǒng)和間接地下水換熱系統(tǒng)。

直接地下水換熱系統(tǒng)

由抽水井取出的地下水，經(jīng)處理后直接流經(jīng)水源熱泵機(jī)組熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統(tǒng)。

間接地下水換熱系統(tǒng)

由抽水井取出的地下水經(jīng)中間換熱器熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統(tǒng)。

地表水換熱系統(tǒng)

與地表水進(jìn)行熱交換的地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)，分為開式地表水換熱系統(tǒng)和閉式地表水換熱系統(tǒng)。

開式地表水換熱系統(tǒng)

地表水在循環(huán)泵的驅(qū)動下，經(jīng)處理直接流經(jīng)水源熱泵機(jī)組或通過中間換熱器進(jìn)行熱交換的系統(tǒng)。

閉式地表水換熱系統(tǒng)

將封閉的換熱盤管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水體中，傳熱介質(zhì)通過換熱管管壁與地表水進(jìn)行熱交換的系統(tǒng)。

環(huán)路集管

連接各并聯(lián)環(huán)路的集合管，通常用來保證各并聯(lián)環(huán)路流量相等。

含水層

導(dǎo)水的飽和巖土層。

井身結(jié)構(gòu)

構(gòu)成鉆孔柱狀剖面技術(shù)要素的總稱，包括鉆孔結(jié)構(gòu)、井壁管、過濾管、沉淀管、管外濾料及止水封井段的位置等。

抽水井

用于從地下含水層中取水的井。

回灌井

用于向含水層灌注回水的井。

熱源井

用于從地下含水層中取水或向含水層灌注回水的井，是抽水井和回灌井的統(tǒng)稱。

抽水試驗

一種在井中進(jìn)行計時計量抽取地下水，并測量水位變化的過程，目的是了解含水層富水性，并獲取水文地質(zhì)參數(shù)。

回灌試驗

一種向井中連續(xù)注水，使井內(nèi)保持一定水位，或計量注水、記錄水位變化來測定含水層滲透性、注水量和水文地質(zhì)參數(shù)的試驗。

巖土體

巖石和松散沉積物的集合體，如砂巖、砂礫石、土壤等。

工程勘察

一般規(guī)定

地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計前，應(yīng)進(jìn)行工程場地狀況調(diào)查，并應(yīng)對淺層地?zé)崮苜Y源進(jìn)行勘察。（此為強(qiáng)制性條文，本標(biāo)準(zhǔn)共2個強(qiáng)制性條文）

對已具備水文地質(zhì)資料或附近有水井的地區(qū)，應(yīng)通過調(diào)查獲取水文地質(zhì)資料。

工程勘察應(yīng)由具有勘察資質(zhì)的專業(yè)隊伍承擔(dān)。工程勘察完成后，應(yīng)編寫工程勘察報告，并對資源可利用情況提出建議。

工程場地狀況調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)容：

場地規(guī)劃面積、形狀及坡度；（是否滿足打井或埋管面積和位置要求）

場地內(nèi)已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布；

場地內(nèi)樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布；

場地內(nèi)已有的、計劃修建的地下管線和地下構(gòu)筑物的分布及其埋深；

場地內(nèi)已有水井的位置。

地埋管換熱系統(tǒng)勘察

地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計前，應(yīng)對工程場區(qū)內(nèi)巖土體地質(zhì)條件進(jìn)行勘察。

地埋管換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容：

巖土層的結(jié)構(gòu)；

巖土體熱物性；

巖土體溫度；

地下水靜水位、水溫、水質(zhì)及分布；

地下水徑流方向、速度；

凍土層厚度。

地下水換熱系統(tǒng)勘察

地下水地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計前，應(yīng)根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)對水量、水溫和水質(zhì)的要求，對工程場區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘察。

地下水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)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；

地下水徑流方向、速度和水力坡度；

地下水水溫及其分布；

地下水水質(zhì)；

地下水水位動態(tài)變化。

地下水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)試驗。試驗應(yīng)包括下列內(nèi)容：

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(zhì)；

水流方向試驗；

滲透系數(shù)計算。

當(dāng)?shù)叵滤畵Q熱系統(tǒng)的勘察結(jié)果符合地源熱泵系統(tǒng)要求時，應(yīng)采用成井技術(shù)將水文地質(zhì)勘探孔完善成熱源井加以利用。成井過程應(yīng)由水文地質(zhì)專業(yè)

人員進(jìn)行監(jiān)理。

地表水換熱系統(tǒng)勘察

地表水地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計前，應(yīng)對工程場區(qū)地表水源的水文狀況進(jìn)行勘察。

地表水換熱系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容：

地表水水源性質(zhì)、水面用途、深度、面積及其分布；

不同深度的地表水水溫、水位動態(tài)變化；

地表水流速和流量動態(tài)變化；

地表水水質(zhì)及其動態(tài)變化；

地表水利用現(xiàn)狀；

地表水取水和回水的適宜地點及路線。

地埋管換熱系統(tǒng)

一般規(guī)定

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計前，應(yīng)根據(jù)工程勘察結(jié)果評估地埋管換熱系統(tǒng)實施的可行性及經(jīng)濟(jì)性。

地埋管換熱系統(tǒng)施工時，嚴(yán)禁損壞既有地下管線及構(gòu)筑物。

地埋管換熱器安裝完成后，應(yīng)在埋管區(qū)域做出標(biāo)志或標(biāo)明管線的定位帶，并應(yīng)采用2個現(xiàn)場的永久目標(biāo)進(jìn)行定位。

地埋管管材與傳熱介質(zhì)

地埋管及管件應(yīng)符合設(shè)計要求，且應(yīng)具有質(zhì)量檢驗報告和生產(chǎn)廠的合格證。

地埋管管材及管件應(yīng)符合下列規(guī)定：

地埋管應(yīng)采用化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)大、流動阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB），不宜采用聚氯乙烯（PVC）管。管件與管材應(yīng)為相同材料。

地埋管質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的各項規(guī)定。管材的公稱壓力及使用溫度應(yīng)滿足設(shè)計要求，且管材的公稱壓力不應(yīng)小于1.0MPa。地埋管外徑及壁厚可按本規(guī)范附錄A的規(guī)定選用。

傳熱介質(zhì)應(yīng)以水為首選，也可選用符合下列要求的其他介質(zhì)：

安全，腐蝕性弱，與地埋管管材無化學(xué)反應(yīng)；

較低的冰點；

良好的傳熱特性，較低的摩擦阻力；

易于購買、運(yùn)輸和儲藏。

在有可能凍結(jié)的地區(qū)，傳熱介質(zhì)應(yīng)添加防凍劑。防凍劑的類型、濃度及有效期應(yīng)在充注閥處注明。

添加防凍劑后的傳熱介質(zhì)的冰點宜比設(shè)計最低運(yùn)行水溫低3~5℃。選擇防凍劑時，應(yīng)同時考慮防凍劑對管道與管件的腐蝕性，防凍劑的安全性、經(jīng)濟(jì)性及其對換熱的影響。

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計前應(yīng)明確待埋管區(qū)域內(nèi)各種地下管線的種類、位置及深度，預(yù)留未來地下管線所需的埋管空間及埋管區(qū)域進(jìn)出重型設(shè)備的車道位置。

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)進(jìn)行全年動態(tài)負(fù)荷計算，最小計算周期宜為1年。計算周期內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。

地埋管換熱器換熱量應(yīng)滿足地源熱泵系統(tǒng)最大吸熱量或釋熱量的要求。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(diào)峰形式。

地埋管換熱器應(yīng)根據(jù)可使用地面面積、工程勘察結(jié)果及挖掘成本等因素確定埋管方式。

地埋管換熱器設(shè)計計算宜根據(jù)現(xiàn)場實測巖土體及回填料熱物性參數(shù)，采用專用軟件（瑞典隆德大學(xué)EED、美國Solar Energy 實驗室TRNSYS等）進(jìn)行。豎直地埋管換熱器的設(shè)計也可按本規(guī)范附錄B的方法進(jìn)行計算。

地埋管換熱器設(shè)計計算時，環(huán)路集管不應(yīng)包括在地埋管換熱器長度內(nèi)。

水平地埋管換熱器可不設(shè)坡度。最上層埋管頂部應(yīng)在凍土層以下，且距地面不宜小于0.8m。

豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m，鉆孔孔徑不宜小于0.11m，鉆孔間距應(yīng)滿足換熱需要，間距宜為3～6m。水平連接管的深度應(yīng)在凍土層以下0.6m，且距地面不宜小于1.5m。

地埋管換熱器管內(nèi)流體應(yīng)保持紊流流態(tài)，水平環(huán)路集管坡度宜為0.002。

地埋管環(huán)路兩端應(yīng)分別與供、回水環(huán)路集管相連接，且宜同程布置。每對供、回水環(huán)路集管連接的地埋管環(huán)路數(shù)宜相等。供、回水環(huán)路集管的間距不應(yīng)小于0.6m。

地埋管換熱器安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離水井及室外排水設(shè)施，并宜靠近機(jī)房或以機(jī)房為中心設(shè)置。

地埋管換熱系統(tǒng)應(yīng)設(shè)自動充液及泄漏報警系統(tǒng)。需要防凍的地區(qū)，應(yīng)設(shè)防凍保護(hù)裝置。

地埋管換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特征確定回填料配方，回填料的導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)。

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際選用的傳熱介質(zhì)的水力特性進(jìn)行水力計算。

地埋管換熱系統(tǒng)宜采用變流量設(shè)計。

地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮地埋管換熱器的承壓能力，若建筑物內(nèi)系統(tǒng)壓力超過地埋管換熱器的承壓能力時，應(yīng)設(shè)中間換熱器將地埋管換熱器與建筑物內(nèi)系統(tǒng)分開。

地埋管換熱系統(tǒng)宜設(shè)置反沖洗系統(tǒng)，沖洗流量宜為工作流量的2倍。

地埋管換熱系統(tǒng)施工

地埋管換熱系統(tǒng)施工前應(yīng)具備埋管區(qū)域的工程勘察資料、設(shè)計文件和施工圖紙，并完成施工組織設(shè)計。

地埋管換熱系統(tǒng)施工前應(yīng)了解埋管場地內(nèi)已有地下管線、其他地下構(gòu)筑物的功能及其準(zhǔn)確位置，并應(yīng)進(jìn)行地面清理，鏟除地面雜草、雜物，平整地面。

地埋管換熱系統(tǒng)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查并做好管材保護(hù)工作。

管道連接應(yīng)符合下列規(guī)定：

埋地管道應(yīng)采用熱熔或電熔連接。聚乙烯管道連接應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ101的有關(guān)規(guī)定；

豎直地埋管換熱器的U形彎管接頭，宜選用定型的U形彎頭成品件，不宜采用直管道煨制彎頭；

豎直地埋管換熱器U形管的組對長度應(yīng)能滿足插入鉆孔后與環(huán)路集管連接的要求，組對好的U形管的兩開口端部，應(yīng)及時密封。

水平地埋管換熱器鋪設(shè)前，溝槽底部應(yīng)先鋪設(shè)相當(dāng)于管徑厚度的細(xì)砂。水平地埋管換熱器安裝時，應(yīng)防止石塊等重物撞擊管身。管道不應(yīng)有折斷、扭結(jié)等問題，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)光滑，且應(yīng)采取固定措施。

水平地埋管換熱器回填料應(yīng)細(xì)小、松散、均勻，且不應(yīng)含石塊及土塊。回填壓實過程應(yīng)均勻，回填料應(yīng)與管道接觸緊密，且不得損傷管道。

豎直地埋管換熱器U形管安裝應(yīng)在鉆孔鉆好且孔壁固化后立即進(jìn)行。當(dāng)鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導(dǎo)致成孔困難時，應(yīng)設(shè)護(hù)壁套管。下管過程中，U形管內(nèi)宜充滿水，并宜采取措施使U形管兩支管處于分開狀態(tài)。

豎直地埋管換熱器U形管安裝完畢后，應(yīng)立即灌漿回填封孔。當(dāng)埋管深度超過40m時，灌漿回填應(yīng)在周圍臨近鉆孔均鉆鑿?fù)戤吅筮M(jìn)行。

地埋管換熱系統(tǒng)的檢驗與驗收

地埋管換熱系統(tǒng)安裝過程中，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場檢驗，并應(yīng)提供檢驗報告。檢驗內(nèi)容應(yīng)符合下列規(guī)定：

管材、管件等材料應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；

鉆孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直徑、壁厚及長度均應(yīng)符合設(shè)計要求；

回填料及其配比應(yīng)符合設(shè)計要求；

水壓試驗應(yīng)合格；

各環(huán)路流量應(yīng)平衡，且應(yīng)滿足設(shè)計要求；

防凍劑和防腐劑的特性及濃度應(yīng)符合設(shè)計要求；

循環(huán)水流量及進(jìn)出水溫差均應(yīng)符合設(shè)計要求。

水壓試驗應(yīng)符合下列規(guī)定：

試驗壓力：當(dāng)工作壓力小于等于1.0MPa時，應(yīng)為工作壓力的1.5倍，且不應(yīng)小于0.6MPa；當(dāng)工作壓力大于1.0MPa時，應(yīng)為工作壓力。

水壓試驗步驟：

）豎直地埋管換熱器插入鉆孔前，應(yīng)做第一次水壓試驗。在試驗壓力下，穩(wěn)壓至少15min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于3%，且無泄漏現(xiàn)象；將其密封后，在有壓狀態(tài)下插入鉆孔，完成灌漿之后保壓lh。水平地埋管換熱器放入溝槽前，應(yīng)做第一次水壓試驗。在試驗壓力下，穩(wěn)壓至少15min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于3%，且無泄漏現(xiàn)象。