地源热泵设计基础

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1、地源热泵施工与设计第一章方案确定前的工程勘察第二章土壤源热泵的施工与设计第三章地下水源热泵的施工与设计第四章地表水源热泵的施工与设计第一章方案确定前的工程勘察一、地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘查。1、工程场地状况调查应包括下列内容：1）场地规划面积、形状及坡度；2）场地内已有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埠深；5）场地内已有水井的位置。工程场地可利用面积应满足修建地表水抽水构筑物（地表水换热系统）或修建地下水抽水井和回

2、灌井（地下水换热系统）或埋设水平或竖直地埋管换热器（地埋管换热系统）的需要。同时应满足置放和操作施工机具及埋设室外管网的需要。2、浅层地热资源的勘察包括以下内容：1）地埋管换热系统勘察包括：岩土层的结构；岩土体热物性；岩土体温度；地下水静水位、水温、水质及分布；地下水径流方向、速度；冻土层厚度。采用水平地埋管换热器时，地埋管换热系统勘察采用槽探、坑探或研探进行。槽探是为了了解构造线和破碎带宽度、地层和岩性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技术。探槽应根据场地形状确定，探槽的深度一般超过埋管深度lm。采用竖直地埋管换热器时，地埋管换热系统勘察采用钻探进行。钻探方案应根据

3、场地大小确定，勘探孔深度应比钻孔至少深5mo岩土体热物性指岩土体的热物性参数，包括岩土体导热系数、密度及比热等。若埋管区域已具有权威部门认可的热物性参数，可直接采用已有数据，否则应进行岩土体导热系数、密度及比热等热物性测定。测定方法可采用实验室法或现场测定法。实验室法:对勘探孔不同深度的岩土体样品进行测定，并以其深度加权平均，计算该勘探孔的岩土体热物性参数;对探槽不同水平长度的岩土体样品进行测定,并以其长度加权平均，计算该探槽的岩土体热物性参数。现场测试法:现场测试岩土体应在测试埋管状况稳定后进行。根据埋管深度或长度，测试一般应在测试埋管安装完毕72h后进行。对两个勘探孔（槽

4、）及两个以上勘探孔（槽）的测试，其测试结果取算术平均值。2）地下水换热系统勘察应包扌舌下列内容：地卜•水类型；含水层岩性、分布、埋深及厚度；含水层的富水性和渗透性；地下水径流方向、速度和水力坡度；地卜•水水温及其分布；地下水水质；地下水水位动态变化。3）地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。包括：抽水试验；冋灌试验；测量出水水温；取分层水样并化验分析分层水质；水流方向试验；渗透系数计算。渗透系数指单位时间内通过单位断面的流量（m/d）,一般用来衡量地下水在含水层中径流的快慢。4）地表水换热系统勘察应包括卜•列内容：地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布；不同深度的地表水

5、水温、水位动态变化；地表水流速和流量动态变化；地表水水质及其动态变化；地表水利用现状；地表水取水和回水的适宜地点及路线。地表水水温、水位及流量勘察应包括近20年最高和最低水温、水位及最大和最小水量;地表水水质勘察应包括:引起腐蚀与结垢的主耍化学成分，地表水源中含有的水生物、细菌类、固体含量及盐碱量等。二、对已具备水文地质资料或附近有水井的地区，应通过调查获取水文地质资料。调查区域半径宜大于拟定换热区100-200m。调查以收集资料为主，除观察地形地貌外，应调查已有水井的位置、类型、结构、深度、地层剖面、出水量、水位、水温及水质情况，还应了解水井的用途，开采方式、年用水量及水位

6、变化情况等。三、工程勘察应由具有勘查资质的专业队伍承担。工程勘察完成后，应编写工程勘察报告，并对资源可利用情况提出建议。第二章土壤源热泵的施工与设计第一节基本原则第二节地埋管管材与传热介质第三节地埋管换热系统设计第四节地埋管换热系统施工第一节基本原则1•地埋管换热系统设计前，应根据岩土体地质勘察结果评估地埋管换热系统实施的可行性及经济性。岩土体的特性对地埋管换热器施工进度和初投资有很大影响。坚硬的岩土体将增加施工难度及初投资，而松软岩土体的地质变形对地埋管换热器也会产生不利影响。为此，工程勘察完成后，应对地埠管换热系统实施的可行性及经济性进行评估。2•埋管区域和建筑物之间的距

7、离，应符合地下构筑物与建筑物间距的相关规定，且埋管距离不得小于2mo3•地埋管施工时，应避让并严禁损坏其它地下管线及构筑物。管沟开挖施工中遇有管道、电缆、地卜•构筑物或文物占迹时，应予以保护，并及吋与有关部门联系协同处理。4•地埋管换热器安製完成后，应在埋管区域做岀标志或表明管线的定位带,并以现场的2个永久目标进行定位。第二节地埋管管材与传热介质地埋管管材及管件应符合以下规定：地埋管应釆用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动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