GB 50366-2005 地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 （完整版）
1 總則
1.0.1 為使地源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)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。
1.0.2 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(jì)、施工及驗(yàn)收。
1.0.3 地源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語
2.0.1 地源熱泵系統(tǒng) ground-source heat pump system
以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩矗伤礋岜脵C(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)。
2.0.2 水源熱泵機(jī)組 water-source heat pump unit
以水或添加防凍劑的水溶液為低溫?zé)嵩吹臒岜?。通常有?span lang="EN-US">/水熱泵、水/空氣熱泵等形式。
2.0.3 地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng) geothermal exchange system
將淺層地?zé)崮苜Y源加以利用的熱交換系統(tǒng)。
2.0.4 淺層地?zé)崮苜Y源 shallow geothermal resources
蘊(yùn)藏在淺層巖土體、地下水或地表水中的熱能資源。
2.0.5 傳熱介質(zhì) heat-transfer fluid
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。
2.0.6 地埋管換熱系統(tǒng) ground heat exchanger system
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)。
2.0.7 地埋管換熱器 ground heat exchanger
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。
2.0.8 水平地埋管換熱器 horizontal ground heat exchanger
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。
2.0.9 豎直地埋管換熱器 vertical ground heat exchanger
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。
2.0.10 地下水換熱系統(tǒng) groundwater system
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)。
2.0.11 直接地下水換熱系統(tǒng) direct closed-loop grourldwatersystem
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)。
2.0.12 間接地下水換熱系統(tǒng) indirect closed-loop grotmdwatersystem
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)。
2.0.13 地表水換熱系統(tǒng) surface water system
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)。
2.0.14 開式地表水換熱系統(tǒng) open-loop surface water system
地表水在循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)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)。
2.0.15 閉式地表水換熱系統(tǒng) closed-loop surface water system
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)。
2.0.16 環(huán)路集管 circuit header
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。
2.0.17 含水層 aquifer 導(dǎo)水的飽和巖土層。
2.0.18 井身結(jié)構(gòu) well structure
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。
2.0.19 抽水井 production well 用于從地下含水層中取水的井。
2.0.20 回灌井 injection well
用于向含水層灌注回水的井。
2.0.21 熱源井 heat source well
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。
2.0.22 抽水試驗(yàn) pumping test
一種在井中進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)量抽取地下水，并測(cè)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)。
2.0.23 回灌試驗(yàn) injection test
一種向井中連續(xù)注水，使井內(nèi)保持一定水位，或計(jì)量注水、記錄水位變化來測(cè)定含水層滲透性、注水量和水文地質(zhì)參數(shù)的試驗(yàn)。
2.0.24 巖土體 rock-soil body
巖石和松散沉積物的集合體，如砂巖、砂礫石、土壤等。
3 工程勘察
4 地埋管換熱系統(tǒng)
5 地下水換熱系統(tǒng)
6 地表水換熱系統(tǒng)
7 建筑物內(nèi)系統(tǒng)
8 整體運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試與驗(yàn)收
8.0.1 地源熱泵系統(tǒng)交付使用前，應(yīng)進(jìn)行整體運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試與驗(yàn)收。
8.0.2 地源熱泵系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 整體運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試前應(yīng)制定整體運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試方案，并報(bào)送專業(yè)監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)；
2 水源熱泵機(jī)組試運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)進(jìn)行水系統(tǒng)及風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試，確定系統(tǒng)循環(huán)總流量、各分支流量及各末端設(shè)備流量均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
3 水力平衡調(diào)試完成后，應(yīng)進(jìn)行水源熱泵機(jī)組的試運(yùn)轉(zhuǎn)，并填寫運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)達(dá)到設(shè)備技術(shù)要求；
4 水源熱泵機(jī)組試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)24h的系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，并填寫運(yùn)轉(zhuǎn)記錄；
5 地源熱泵系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)分冬、夏兩季進(jìn)行，且調(diào)試結(jié)果應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。調(diào)試完成后應(yīng)編寫調(diào)試報(bào)告及運(yùn)行操作規(guī)程，并提交甲方確認(rèn)后存檔。
8.0.3 地源熱泵系統(tǒng)整體驗(yàn)收前，應(yīng)進(jìn)行冬、夏兩季運(yùn)行測(cè)試，并對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的實(shí)測(cè)性能作出評(píng)價(jià)。
8.0.4 地源熱泵系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試與驗(yàn)收除應(yīng)符合本規(guī)范規(guī)定外，還應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50243和《制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50274的相關(guān)規(guī)定。
附錄A 地埋管外徑及壁厚
A.0.1 聚乙烯(PE)管外徑及公稱壁厚應(yīng)符合表A.0.1的規(guī)定。
表A.0.1 聚乙烯(PE)管外徑殛公稱壁厚(mm)
A.0.2 聚丁烯(PB)管外徑及公稱壁厚應(yīng)符合表A.0.2的規(guī)定。
表A.0.2 聚丁烯(PB)管外徑及公稱壁厚(mm)
附錄B 豎直地埋管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算
B.0.1 豎直地埋管換熱器的熱阻計(jì)算宜符合下列要求：
1 傳熱介質(zhì)與U形管內(nèi)壁的對(duì)流換熱熱阻可按下式計(jì)算：
式中 Rf——傳熱介質(zhì)與U形管內(nèi)壁的對(duì)流換熱熱阻(mK/W)；
di——U形管的內(nèi)徑(m)；
K——傳熱介質(zhì)與U形管內(nèi)壁的對(duì)流換熱系數(shù)[w/(m2K)]。
2 U形管的管壁熱阻可按下列公式計(jì)算：
式中 Rpe——U形管的管壁熱阻(mK/w)；
λp——U形管導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]；
do——U形管的外徑(m)；
de——U形管的當(dāng)量直徑(m)；對(duì)單U形管，n=2；對(duì)雙U形管，n=4。
3 鉆孔灌漿回填材料的熱阻可按下式計(jì)算：
式中 Rb——鉆孔灌漿回填材料的熱阻(mK/w)；
λb——灌漿材料導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]；
db——鉆孔的直徑(m)。
4 地層熱阻，即從孔壁到無窮遠(yuǎn)處的熱阻可按下列公式計(jì)算：
對(duì)于單個(gè)鉆孔：
對(duì)于多個(gè)鉆孔：
式中 Rs——地層熱阻(mK/w)；
I——指數(shù)積分公式，可按公式(B.0.1-6)計(jì)算；
λs——巖土體的平均導(dǎo)熱系數(shù)[w/(mK)]；
α——巖土體的熱擴(kuò)散率(m2/s)；
rb——鉆孔的半徑(m)；
τ——運(yùn)行時(shí)間(s)；
xi——第i個(gè)鉆孔與所計(jì)算鉆孔之間的距離(m)。
5 短期連續(xù)脈沖負(fù)荷引起的附加熱阻可按下式計(jì)算：
式中 Rsp——短期連續(xù)脈沖負(fù)荷引起的附加熱阻(mK/w)；
τp——短期脈沖負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，例如8h。
B.0.2 豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度計(jì)算宜符合下列要求：
1 制冷工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度可按下列公式計(jì)算：
式中 Lo——制冷工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長(zhǎng)度(m)；
Qc——水源熱泵機(jī)組的額定冷負(fù)荷(kw)；
EER——水源熱泵機(jī)組的制冷性能系數(shù)；
tmax——制冷工況下，地埋管換熱器中傳熱介質(zhì)的設(shè)計(jì)平均溫度，通常取37℃；
t∞——埋管區(qū)域巖土體的初始溫度(℃)；
Fc——制冷運(yùn)行份額；
Tc1——一個(gè)制冷季中水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Tcl為最熱月份水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；
Tc2——一個(gè)制冷季中的小時(shí)數(shù)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Tc2為最熱月份的小時(shí)數(shù)。
2 供熱工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度可按下列公式計(jì)算：
式中 Lh——供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長(zhǎng)度(m)；
Qh——水源熱泵機(jī)組的額定熱負(fù)荷(kw)；
COP——水源熱泵機(jī)組的供熱性能系數(shù)；
tmin——供熱工況下，地埋管換熱器中傳熱介質(zhì)的設(shè)計(jì)平均溫度，通常取-2～5℃；
Fh——供熱運(yùn)行份額；
Th1——一個(gè)供熱季中水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Th1為最冷月份水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；
Th2——一個(gè)供熱季中的小時(shí)數(shù)；當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Th2為最冷月份的小時(shí)數(shù)。
