12YN8 地源热泵系统设计与安装

v一r;:-..-;:j�I�:-卢133ifωr�斗-eLH叩J，Jty引均三j斗'丘三A三.J泛'以j三三·jζ乙rrJ)!J]丁1�-!J1-2!J1212系列建筑标准设计图集河南省工程建设标准设计管理办公室主编12YN8.，.团在U�丛生鼠叙地源热票系统设计与安装地源热泵系统设计与安装编制单位:天津市建筑设计院编制单位负责人彷编制单位技术负责人刘训队技术审定人包半字设计负责人包半事芬兰目录目录01-02间接换热地源热泵系统控制原理固(二)24编制说明03间接换热地源热泵系统原理图(三)25设计说明1-9间接换热地源热泵系统控制原理图(三)26施工说明10，...13间接换热地嚣热l系统原理困(四)27图例14间接换热地挥热泵系统控制原理图(四)28埋管地漂热泵系统原理图15间接换热地源热泵系统原理图(五)29埋管地漂热泵系统控制原理图16间接换热地漂热泵系统控制原理图(五)30直接换热地源热泵系统原理图(-)17复合式埋管地I热泵系统原理图(一)31直接换热地源热泵系统控制原理图(一)18复合式埋管地摞热泵系统控制原理图(一)32直接换热地源热泵系统原理图(二)19复合式埋管地源热泵系统原理图(二)33直接换热地源热泵系统控制原理图(二)20复合式埋管地源热泵系统控制原理图(二)34间接换热地挥热泵系统原理图(一)21间接换热地源热泵系统控制原理图(一)22间接换热地源热泵系统原理图(二)23目录|节iIfs埋管三工况地摞热泵系统原理图(一)35埋管换热器检查井大样图(二)54埋管三工况地源热泵系统控制原理图(一)36土壤I热泵系统干管、水平集管平面图55埋管三工况地摞热泵系统原理图(二)37土壤源热泵系统剖面图、节点详图56埋管三工况地摞热泵系统控制原理图(二)38地温监测井构造做法57热回收地源热泵系统原理图(一)39地温监测信号采集与传输系统示意图(一)58热回收地源热泵系统控制原理图(一)40地温监测信号采集与传输系统示意图(二)59热回收地源热泵系统原理图(二)41水源井成井工艺说明60热回收地源热泵系统控制原理图(二)42E组水源井构造做法61太阳能光热精合地源热泵系统原理图43W组水I井构造做法62太阳能光热精合地漂热泵系统控制原理图44水源井井口安装大样63地热水梯级利用地I热泵系统原理图45水源井电气控制示意图(一)64地热水梯级利用地挥热泵系统控制原理图46水摞井电气控制示意图(二)65原生污水换热器外形及性能参数(一)47地表水取水口构造大样66原生污水换热器外形及性能参数(二)48污水方涵取水口构造大样67原生污水换热器外形及性能参数(三)49原生污水防阻机结构图(一)50原生污水防阻机结构图(二)51原生污水热泵系统污水取、田水原理图52埋管换热器检查井大样图(一)53目录设计说明1总则1.1地源热泵系统可以利用的低温热漂有岩土体、地下水和地表水，当有不同水源可供选择时，应通过技术经济比较择优确定.1.2选择水嚣的原则:水量充足、水温适度，水质适宜、供水稳定，具体工程应从实际情况出发，因地制宜地选择适用水源.1.3应根据具体情况进行技术经济比较，选择适用的系统形式，克分考虑地源侧设备的初投资和运行费的增加，并注意地源侧水泵的能耗增加对冷热嚣系统综合能效的影响.1.4热泵机组正常工作的冷热摞温度范围应符合《水源热泵机组》GB/T19409-2003的规定(见下表)0如水源本温度不能满足热泵机组使用要求时，可设置中间换热器或采用三通闽、混水泵等方式进行调节，以满足机组要求.热泵机组的正常工作温度范围I�m��I制叫|时工况机组型式进入冷凝器的水温进入蒸发器的水温i地下水式机组I10-25'CI10-25'CI|地下环路式机组10-40'CI-5-25'CI1.5可直接进入水源热泵机组的水质应符合下表要求，当水源的水质不能满足要求时，应采取有效的过滤、沉淀、灭藻、阻垢、除垢和防腐等措施.经本处理后仍达不到规定时，应在地挥水与热泵机组之间加设中间换热器.若水I不允许直接或间接利用，可考虑设置封闭换热器.热泵机组对水质的一般要求|有害物|含砂量Iph值ICaOI矿化度!|允许值I1/200000I6.5-8.5I200吨/LI3g/LI|有害物ICL-Is昨IFe2+IH2SI|允许值I100吨/LI200吨/LI1mg/LI0.5鸣/LI1.6地源热泵系统在具备为建筑空调系统供热、供冷功能的同时，还可以提供(或预热)生活热水，称为组合式系统.采用地源热泵系统提供生活热水时，应采用换热设备间接供给.1.7同时存在空调冷/热负荷与生活热水供热负荷时，宜优先选用具有热回收功能的热泵机组.1.8埋管地摞热泵系统的最大释热量和最大吸热量相差较大时，宜进行技术经济比较.通过增设辅助热嚣(女口太阳能加热器，锅炉等)或冷却塔等辅助散热的措施加以解决;也可以通过热泵机组的问歇运行来调节或采用热回收机组，以降低供冷季节的释热量，增大供暖季节的吸热量.1.9热泵机组台数的选择应能适应空气调节负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷要求，一般不宜少于2台.并联运行的机组中至少宜选择一台自动化程度较高、调节性能较好、保证部分负荷下能高效运行的机组，但机组种类不宜超过2种.1.10本图集仅为地源热泵系统各种形式的原理和一般依据，设计人应在此基础上根据具体情况进行深化优化.设计说明(一)|图集号112YN8|页次1_12埋管地源热泵系统2.1一般规定2.1.1埋管地源热泵系统方案设计之前，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或调研评估。2.1.2应根据工程调查与勘查或调研结果评估实施埋管地源热泵系统的可行性与经济性。2.1.3小规模埋管地源热泵系统可参考利用邻近区域的浅层地热能资源勘查数据.2.1.4埋管换热器设计方案阶段、初步设计阶段，可采用每延米换热量法进行计算;施工图设计阶段，宜采用动态负荷模拟设计法计算。2.2设计原则2.2.1应根据工程勘察结果，结合可利用地表面积、岩土类型和热物性参数以及项目当地的钻孔费用等因素，确定埋管换热器形式(水平埋管或垂直埋管)。2.2.2施工图设计阶段，宜采用动态负荷模拟设计法计算埋管换热器，计算周期不应少于一个运行年.埋管换热器的设计长度应满足地源热泵系统最大取热量或释热量，当全年累计取热量和释热量相差大于20%，经技术经济分析确认合理后，应采取可靠的调峰措施，并保证地下岩土体温度在全年使用周期内得到有效恢复.2.2.3根据释热量与吸热量分别计算埋管换热器的总长度Ls、Lx，当两者相差较大，如Ls1.1Lx或Lx1.25Ls时，宜进行技术经济比较，确定是否采用增加冷却塔辅助散热或辅助热源措施，以提高系统的经济性。2.2.4中小规模系统应预留接入保证地下热平衡措施的接口，大规模系统宜采用设有冷却塔辅助散热与辅助热源的复合式系统形式。2.2.5地埋管换热器宜以机房为中心或靠近机房设置，其埋管敷设位置应远离水井，水渠及室外排水设置。2.2.6水源热泵机组选型用源侧额定设计工况，应根据机组性能及埋管换热器运行参数确定。机组性能应符合现行国家标准《水源热泵机组GB/T19409-2003的相关规定.2.3设计要点2.3.1埋管换热器系统应按《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009的有关规定对工程场区内岩土体地质条件进行勘查。2.3.2无实测原始地温数据时，地表10m以下土壤原始温度可按高于当地年平均温度2'C选取。表2.3.2列出了我国六省主要城市的年平均气温.表2.3.2我国六省主要城市年平均气温('C)凰凹EE」||城市名称天津石家庄唐山保定承德秦皇岛|十年平均温度12.713.411.512.99.111.0城市名称太原大同阳泉运城晋城朔州年平均温度10.07.011.314.011.83.9城市名称呼和浩特包头赤峰东胜满洲里|陆河!年平均温度6.77.27.56.2-0.78.1「l城市名称济南青岛淄博德州日照威海年平均温度14.712.713.213.213.012.5城市名称郑州开封洛阳新乡安阳三门峡年平均温度14.3I14.214.714.214.113.9设计说明(二)2.3.3地埋管换热系统工程勘察至少应包括岩土层的结构及分布、岩土体的热物性参数两项内容.岩土体的热物性参数应通过现场热响应实验获得.2.3.4埋管换热器设计计算应根据现场热响应试验获得的岩土体热物性参数、原始地温及回填材料的热物性参数，采用专用软件进行.垂直地埋管换热器的设计可按《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009附录B给出的方法进行计算.2.3.5埋管换热器系统吸热换热负荷;500kW时，可参考邻近区域相近地质构造的土壤热物性参数与原始地温数据进行埋管换热器的设计计算.2.3.6地埋管换热器计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长度内.2.3.7垂直埋管换热器埋管深度建议大于40m，钻孔孔径直大于0.11m，钻孔间距应通过计算确定，宜为4-6m.水平环路集管管币距地面不宜小于1.5血，且应在冻土层以下0.6m.2.3.8埋管换热器管内流速，额定设计流量时不宜低于0.5皿/s，最低运行流量时不直低于0.25m/s.水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度.2.3.9垂直地埋管应分为若干子环路，末级环路的埋管数量宜相等且不应大于总数量的坷，且不宜太于25，于环路水系统应为同程式，各垂直埋管宜与分、集水器直接连接(章鱼式)，也可与子环路集管连接，再由集管连接至分、集水器.2.3.10集水器回水总管应设具有流量检测功能的平衡阀.以末级分、集水器为界，上捕t管道系统宜采用金属材质管道，下游管道系统应采用塑料材质管道.2.4监测与控制的特殊要求2.4.1以末级分、集本器为单元，监测埋管换热系统的进水温度与出水温度.2.4.2根据埋管换热器场地状况设置地温监测井，监测井与工程井同深度，设置数量与位置要求应参考相关规范确定.2.4.3地源换热器水系统应采用适当的方式监测系统泄漏.3地下水地漂热泵系统3.1一般规定3.1�1地下水地源热泵系统方案设计前，应了解当地政府关于地下水开呆的政策与法规.3.1.2在政策许可的条件下应通过对工程场地进行本文地质勘察和本文地质试验进行地下水资漂评估，并向当地水资嚣行政管理部门提出申请，获得取水许可.3.1.3应依据评估报告确定地下水资嚣的利用规模与利用方式，并应同时满足取水许可的规定.3.1.4地下水利用后，应100%回灌至同一含水层并不得对地下水资源造成污染.3.1.5应根据地下水取水与回灌设计方案进行地下水地源热泵系统技术经济比较，最终确定是否采用地下水地挥热泵系统.3.2设计原则3.2.1水摞井群的井数、井深、布局、呆灌匹配、井的基本构造方式及井间距必须严格按当地主管部门认可的第三方评估咨询报告执行。3.2.2水源井的设计应符合现行国家标准《供水管井技术规范))GB50296-1999的规定.设计说明(三)i理12YN833.2.3根据地下水勘察结果结合技术经济论证，确定采用地下水地源热泵系统后，应将勘探井完善戚本源井.3.2.4地下水换热系统必须采用闭式系统，不应设置开式中间水池.3.2.5地下水换热系统不应采用软化、加药等化学方式进行水处理.3.2.6地下水的持续出水量应满足地下水地挥热泵系统最大放热量或吸热量的要求.3.2.7地下水抽水管和回灌管上应设置远传型流量计量装置.3.3设计要点3.3.1抽水井和回灌井应设计为可相互转换，其间应设排气装置.抽水井和回灌井均应具备回扬条件.3.3.2水源井井管应严格封闭，井内装置应使用对地下水无污染的材料，井口处应设检查井.3.3.3地下水系统宜采用变流量设计，无论单口井是否变流量运行，井泵均应采用变频调速泵.3.3.4宜根据供热负荷需求确定地下水需求量，当供冷需求水量》1.15-1.3倍供热需求水量时，应设辅助散热措施.3.3.5在技术经济分析合理的前提下，应通过合理的系统形式，尽量增大地下水利用温差，减少对地下水资源的需求.3.3.6地下水地漂热泵系统采用集中设置