深圳四叶商务有限公司:地源热泵系统

地源热泵系统工程技术规范 《地源热泵系统工程技术》 地源热泵系统工程技术》 河南城建学院建筑环境与能源工程系 刘恩海 2011年05月06日 2011年05月06日 1 地源热泵系统工程技术规范 第一篇 地源热泵的发展应用 2 地源热泵系统工程技术规范 ◆地源热泵诞生于20世纪80年代中期。 ◆据美国10年来的统计资料，地源热泵的运 行费用（采暖）比耗电空调节约22%～25%， 比燃油、燃煤锅炉运行费用节约40%～60%。 ◆系统平均寿命预计15～18年，开式循环系 统30年，闭式循环系统寿命预计50年。 3 地源热泵系统工程技术规范 随着社会的发展、科技的进步，人们对生活、 ◆ 随着社会的发展、科技的进步，人们对生活、工 作环境的质量要求也越来越高， 作环境的质量要求也越来越高，这种需求带动了中国 的空调制冷业的发展。 的空调制冷业的发展。 ◆ 但是，最近几年电力紧缺的问题一直困扰着我们， 但是，最近几年电力紧缺的问题一直困扰着我们， 在这种情况下，空调作为用电大户， 在这种情况下，空调作为用电大户，其发展又受到了 电力发展的制约， 电力发展的制约，如何协调空调行业的发展与电力供 应的不足就成了摆我们面前的一大难关 4 地源热泵系统工程技术规范 ◆ 随着这几年对新能源利用的深入研究和开发，充分利 随着这几年对新能源利用的深入研究和开发， 自然能， 用现有的自然能 如太阳能、地热能、生活垃圾等可 用现有的自然能，如太阳能、地热能、生活垃圾等可 利用的能量资源既减轻了当前电力的负担， 利用的能量资源既减轻了当前电力的负担，又增加了 空调的环保能力。 空调的环保能力。 ◆ 因此，利用自然资源，保护环境也成了当前各国空调 因此，利用自然资源，保护环境也成了当前各国空调 制冷行业的研究方向 的研究方向。 制冷行业的研究方向。 5 地源热泵系统工程技术规范 ◆ 地能中央空调，即地下水源热泵 地能中央空调， ◆ 是利用地下低温地冷或 高温地热作为冷热源的中央空调 是利用地下低温地冷或高温地热作为冷热源的中央空调 地下低温地冷 设备，它继承了电制冷冷水机组的优点，且大大提高了 设备， 它继承了电制冷冷水机组的优点， 其能效比； 其能效比； ◆ 克服了空气源热泵型机组制热不可靠， 制热能效比低、 克服了空气源热泵型机组制热不可靠，制热能效比低、 制热不可靠 能耗大、使用地区制约及溴化锂中央空调机组因燃煤、 能耗大、使用地区制约及溴化锂中央空调机组因燃煤、 油气等带来大大严重环境污染、能源浪费等缺点 油气等带来大大严重环境污染、能源浪费等缺点。 6 地源热泵系统工程技术规范 ◆地能中央空调的优点： 地能中央空调的优点： 1、环保 、 无烟，气及固体排放物，对环境无污染； 无烟，气及固体排放物，对环境无污染； 2、节能 、 每消耗1KW电能，冬季大约得到约 电能， 每消耗 电能 冬季大约得到约4.5KW的 的 热量，夏季得到约5.7KW得到冷量 运行成本低； 得到冷量， 热量，夏季得到约5.7KW得到冷量，运行成本低； 3、节地 、 省去了锅炉房和配套设备占地空间； 省去了锅炉房和配套设备占地空间； 4、节资 、 一套系统既可制热又能制冷， 一套系统既可制热又能制冷，一次性投资比 传统节省20-30％，运行费用比传统节省 ％，运行费用比传统节省 传统节省 ％，运行费用比传统节省10-30％。 ％。 7 地源热泵系统工程技术规范 ◆缺点： 缺点： 缺点 ◆ ◆ 如果利用不合理，可能对地下水造成严重的污染。 如果利用不合理，可能对地下水造成严重的污染。 还有， 还有，如果地下水被大量抽取后不能够及时回灌可 能造成地面下沉，造成地面上的建筑物损坏。 能造成地面下沉，造成地面上的建筑物损坏。 ◆ 由于目前大都采用的是闭式循环，因此， 由于目前大都采用的是闭式循环，因此，它对地下 水的污染很小。 水的污染很小。 8 地源热泵系统工程技术规范 ◆地下水源热泵系统存在的问题 地下水源热泵系统存在的问题 ◆地下水源热泵系统的热源是从水井或 地下水源热泵系统的热源是从水井或 地下水源热泵系统的热源 废弃的矿井中抽取的地下水。 废弃的矿井中抽取的地下水。 ◆经过换热的地下水可以排入地表水系 经过换热的地下水可以排入地表水系 经过换热的地下水 但对于较大的应用项目通常要求 统，但对于较大的应用项目通常要求 通过回灌井把地下水回灌到原来的地 下水层。 下水层。地下水源热泵系统的应用受到 许多限制。 许多限制。 9 地源热泵系统工程技术规范 ◆如果地下水位较低，不仅成井的费用增加，运 如果地下水位较低，不仅成井的费用增加， 行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。 行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。 ◆此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地 此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地 此外 理论上 下水层，但目前国内地下水回灌技术还不成熟， 下水层，但目前国内地下水回灌技术还不成熟， 在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的 速度，从地下抽出来的水经过换热器后很难再 速度，从地下抽出来的水经过换热器后很难再 被全部回灌到含水层内， 被全部回灌到含水层内，造成地下水资源的流 失。 10 地源热泵系统工程技术规范 一、意义和必要性 （1）南方对供热制冷的需求特点 生活热水 南方气候潮湿、冬季气温变化大（经常在 10℃ 20℃间变化） 夏季炎热，因此， 10℃-20℃间变化）、夏季炎热，因此，洗澡用的生活热水 成为南方人的生活必须 ； 南方夏季炎热， 夏季空调制冷 南方夏季炎热，制冷空调已成为城市家庭 和办公的基本设施 ； 16℃是人体对寒冷忍受程度的一个界限， 冬季采暖 16℃是人体对寒冷忍受程度的一个界限，南方 冬季绝大多数地方的气温都会降至16 以下。 16℃ 冬季绝大多数地方的气温都会降至16℃以下。 （2）农业消费需求特点 需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利 需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。 用地源热泵技术， 用地源热泵技术，可以为现代农业提供价廉质优的温控系统 11 地源热泵系统工程技术规范 我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的55％，炎夏季节多数电 我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的55％ 55 网高峰负荷约有1 用于空调制冷， 使许多地区用电高度紧张， 网高峰负荷约有 1 ／ 3 用于空调制冷 ， 使许多地区用电高度紧张 ， 拉 闸限电频繁。 2004年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的20% 年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的20 闸限电频繁。 2004年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的20%。 我国新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50% 我国新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50%。 50 55%空调、 空调、 空调 采暖 我国建筑能耗 45%其 其 他建筑 能耗 33%夏季 夏季 空调 12 地源热泵系统工程技术规范 建设部关于贯彻《 国务院关于加强节能工作的决 建设部关于贯彻 《 的实施意见（建科[2006]231号 十一五” 定》的实施意见（建科[2006]231号）“到“十一五” 期末， 期末 ， 中等城市完成既有建筑节能改造的面积要占既 有建筑总面积的15 15% 小城市要完成10 10% 太阳能、 有建筑总面积的 15% ， 小城市要完成 10% ； 太阳能 、 浅 层地能等可再生能源应用面积占新建建筑面积比例达 25%以上” 25%以上” 美国每年安装约4万套地源热泵系统,意味着降 美国每年安装约4万套地源热泵系统, 低温室气体( 排放100万吨，相当于减少50 100万吨 低温室气体(如CO2等)排放100万吨，相当于减少50 万辆汽车的污染物排放或种植404686公顷(100万英 万辆汽车的污染物排放或种植404686公顷(100万英 404686公顷 树的效果，年节约能源费用可达42亿美元。 42亿美元 亩)树的效果，年节约能源费用可达42亿美元。 13 地源热泵系统工程技术规范 地球表面吸 收了太阳能的 47％， ％，相当于 47％，相当于 人类一年所需 能量的500 500多倍 能量的500多倍 地球深处热流 或较深层的地热 能对地表浅层也 起到了加热作用 14 地源热泵系统工程技术规范 我国近百米内的土壤每年可采集的低温能 量达1.5万亿千瓦 是我国目前发电装机容量４ 万亿千瓦， 量达 万亿千瓦，是我国目前发电装机容量４ 亿千瓦的3750倍 ， 而百米内地下水每年可采集 亿千瓦的 倍 的低温能量也有２亿千瓦。因此， 的低温能量也有 ２ 亿千瓦 。 因此 ， 许多专家将 浅层地能比喻为一个巨大的“绿色聚宝盆”。 浅层地能比喻为一个巨大的“绿色聚宝盆” 巨大的 水泵的作用是把水从低处往高处送， 水泵的作用是把水从低处往高处送，热 泵就是热传导的“水泵” 泵就是热传导的“水泵”。把低温的热源提 提供生活用能。 升，提供生活用能。用１千瓦的电驱动热泵 可以“搬运” 千瓦的浅层地能。 后，可以“搬运”4千瓦的浅层地能。 15 地源热泵系统工程技术规范 地源热泵——冬天代替锅炉从土 冬天代替锅炉从土 地源热泵 壤中取热，向建筑物供暖， 壤中取热 ， 向建筑物供暖 ， 夏天代替 普通空调向土壤排热，给建筑物制冷。 普通空调向土壤排热， 给建筑物制冷。 地源热泵——是目前效率最高、 对环境最有利的热 是目前效率最高、 地源热泵 是目前效率最高 取暖和制冷系统。 水、取暖和制冷系统。 称为二十一世纪的 绿色空调技术” “绿色空调技术” 16 地源热泵系统工程技术规范 可见，地源热泵技术 可见，地源热泵技术—— 属于经济效益、 属于经济效益 、 社会效益 和生态效益显著的社会公 益技术。 益技术。 17 地源热泵系统工程技术规范 二、地源热泵系统的一般形式 18 地源热泵系统工程技术规范 地源热泵系统的特点及优势 1、可再生能源利用形式 地表浅层收集了47%的太阳能量，它利用地表浅层的可 的太阳能量， 地表浅层收集了 的太阳能量 再生能源，符合可持续发展的战略要求。 再生能源，符合可持续发展的战略要求。 2、高效节能 制热系数高达3.5～4.5，而锅炉仅为0.7～0.9， 制热系数高达3.5～4.5，而锅炉仅为0.7～0.9，可比锅 3.5 0.7 炉节省70%以上的能源和40%～60%运行费用；制冷时要比普 炉节省70%以上的能源和40%～60%运行费用； 70%以上的能源和40% 运行费用 通空调节能30%左右。 30%左右 通空调节能30%左右。 3、美观 传统空调系统的换热器置于室外，破坏建筑的外观； 传统空调系统的换热器置于室外，破坏建筑的外观；而 地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。 地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。 19 地源热泵系统工程技术规范 4、保护环境 设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水， 设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，没有 地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题， 地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题，是真正的绿 色环保能源利用方式。 色环保能源利用方式。 5、多功能、系统控制和管理方便 多功能、 —套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调 套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、 套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉 和生活热水加热的三套装置或系统。 和生活热水加热的三套装置或系统。 6、寿命长 普通空调寿命一般在15年左右， 普通空调寿命一般在15年左右，而地源热泵的地下换热 15年左右 器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年。 器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年 50 20 地源热泵系统工程技术规范 建设部启动 《可再生能源行 动计划》 动计划》。主要 是：太阳能屋顶 计划和浅层地热 能利用计划。 能利用计划。 21 地源热泵系统工程技术规范 2006年是开展示范的第一年 ， 2006 年是开展示范的第一年， 年是开展示范的第一年 第 一 批 下 达 的 25 个 项 目 资 金 共 10368万元 万元， 10368 万元 ， 占首批可再生能源建 筑应用示范项目补贴预算的50 50% 筑应用示范项目补贴预算的50%。 这是一个显著的政策信号， 这是一个显著的政策信号，政府投入带 动若干倍的社会资金， 动若干倍的社会资金，从而强力拉动新能源 在建筑领域的应用，推动国家节能、环保战 在建筑领域的应用，推动国家节能、 略目标的尽早实现。 略目标的尽早实现。 22 地源热泵系统工程技术规范 我国实施地源热泵工程主要有两大类 （1）地表(下)水源方式 地表( 利用河水、湖水、地下水为冷源或热源，换 利用河水、湖水、地下水为冷源或热源， 热效率高, 初期投资成本较低。 热效率高, 初期投资成本较低。 广西河流数量多，大多数城市（镇）临江 广西河流数量多，大多数城市（ 河流数量多 而建。地下水也相当丰富， 全区有600 600多条地下 而建 。 地下水也相当丰富 ， 全区有 600 多条地下 河。 ◆例 23 地源热泵系统工程技术规范 （2）土壤换热器的闭式系统 土壤换热器以垂直埋管居多。广西雨水充足， 土壤换热器以垂直埋管居多 。 广西雨水充足， 绝 大多数城镇地下水位较高，富水土壤比例大， 大多数城镇地下水位较高，富水土壤比例大，土壤的 水对流传热起重要作用，为土壤换热式地源热泵系统 水对流传热起重要作用， 应用提供了得天独厚的条件。 一般土壤换热井20 20应用提供了得天独厚的条件 。 一般土壤换热井 20-30 换热效果就很明显。10口土壤换热井就可获得约 米，换热效果就很明显。10口土壤换热井就可获得约 20千瓦的热量 或冷量） 千瓦的热量（ 20千瓦的热量（或冷量）。 而北方干性土壤垂直埋管深度一般要超过60米 而北方干性土壤垂直埋管深度一般要超过60米， 60 而换热量则一般小于50W/m 而换热量则一般小于50W/m 24 地源热泵系统工程技术规范 三、不同建筑类型冷热需求情况分析 对需同时供冷和供热水的酒店、 （ 1 ） 对需同时供冷和供热水的酒店 、 或 以供热水为主的学生公寓（民用住宅） 以供热水为主的学生公寓（民用住宅）和 短时供冷的食堂（餐厅） 短时供冷的食堂（餐厅） ◆夏季采用供冷的冷凝热制热水，制热水不 夏季采用供冷的冷凝热制热水， 耗电能，实现冷热联供，能效比1：7； 耗电能，实现冷热联供，能效比1 ◆ 冬季制热水时热泵的低温热源为土壤源 。 冬季制热水时热泵的低温热源为土壤源。 25 地源热泵系统工程技术规范 浅层地热能+ （ 2 ） 浅层地热能 + 太阳能耦合系 统 对一些已安装了太阳能的系统进行改造 对一些已安装了 太阳能的系统进行改造， 太阳能的系统 进行改造， 解决其冬天耗电（ 或耗油） 大的问题， 解决其冬天耗电 （ 或耗油 ） 大的问题 ， 技术关键是太阳能集热器与土壤换热器 技术关键 是太阳能集热器与土壤换热器 合理耦合的问题， 合理耦合的问题 ， 如太阳能的被动利用 与浅层地热能的主动利用的匹配和智能 控制。 控制。 26 地源热泵系统工程技术规范 已完成的广东工 业大学龙洞校区学生 公寓地源热泵公寓地源热泵 - 太阳 能 - 冷却塔耦合的热 水示范工程 （改造原有的太阳能 燃油锅炉系统） +燃油锅炉系统） 27 地源热泵系统工程技术规范 三、不同建筑类型冷热需求情况分析 对于夏热冬暖地区， （3）对于夏热冬暖地区，一般供冷负荷 大于采暖负荷50 以上。 50% 大于采暖负荷50%以上。 冬季采暖时热泵的低温热源为土壤热源， 土 冬季采暖时热泵的低温热源为土壤热源 ， 壤换热器按冬季采暖负荷匹配。 壤换热器按冬季采暖负荷匹配。 夏季制冷通过土壤换热器与冷却塔散热， 夏季制冷通过土壤换热器与冷却塔散热 ， 可 减少土壤换热器的埋管长度，减少土壤换热器的 减少土壤换热器的埋管长度， 投资和埋管所需占用的土地面积。 投资和埋管所需占用的土地面积。 需要解决建筑冷热负荷与土壤换热的平衡问 对土壤换热器与冷却塔进行合理匹配。 题，对土壤换热器与冷却塔进行合理匹配。 28 四、地源热泵系统设计 土壤换热器 设计 地源热泵系统工程技术规范 用 户 冷 热 负 荷 地 层 结 构 理论 模型 太阳能集热 蒸发器设计 实验 模型 热泵设计 设 备 制 造 系统 集成 安装 试 营 运 系 统 验 收 自动控制 设计 技术路线流程图 29 地源热泵系统工程技术规范 产品系列 地源热泵 宾馆 医院 地源热泵 热水设备 GXDKYRB15-A 空调-热水设备 空调 热水设备 GXDKYRB30-A 学校 部队 小区 家庭 用户 地源热泵-太阳能 地源热泵 太阳能 空调-热水设备 空调 热水设备 GXDKYRB3-A 地源热泵 温控设备 GXDKYRB20-A 农业 大棚 养殖 8万大卡制冷（热）为一标准台套 万大卡制冷（ 30 地源热泵系统工程技术规范 注意三个现象： 注意三个现象： 不该用的地方在用； 不该用的地方在用； 不懂技术的人在安装； 不懂技术的人在安装； 不懂运行的人在运行。 不懂运行的人在运行。 31 地源热泵系统工程技术规范 安装地源热泵空 调的学生餐厅 广西大学行健文理学院 学生公寓热水学生公寓热水-食堂空调地源热泵系统 综合能效比达1:7 1:7以上 综合能效比达1:7以上 32 地源热泵系统工程技术规范 因此， 因地制宜、 因此 ， 因地制宜 、 有序开发广西的浅 层地热能（或与太阳能耦合） 是解决建 层地热能（或与太阳能耦合），是解决建 筑制冷采暖空调、热水供应、 筑制冷采暖空调、热水供应、温控农业用 能的经济途径，对替代常规商品能源，改 能的经济途径，对替代常规商品能源， 善能源结构，保障能源安全， 善能源结构，保障能源安全，建设资源节 约型、 约型、环境友好型社会以及实现可持续发 展具有重要战略意义。 展具有重要战略意义。 33 压缩制冷装置系统简图 地源热泵系统工程技术规范 34 地源热泵系统工程技术规范 35 地源热泵系统工程技术规范 地源热泵 36 地源热泵系统工程技术规范 ◆教学目标: 使学生全面了解本课程的 教学目标: 基本内容，学科前沿研究现状， 基本内容，学科前沿研究现状，本课程 的学习方法。 的学习方法。 一、空调介绍 二、地源热泵介绍 三、地源热泵技术经济分析 四、地源热泵设计要点 五、地源热泵施工要点 六、调试与调节要点 37 地源热泵系统工程技术规范 综述：地源热泵空调是个包含水 是个包含水、 空调、 ◆ 1、综述：地源热泵空调是个包含水、暖、空调、制 冷、管道、电气控制等综合系统工程，分为设计、施工、 管道、电气控制等综合系统工程，分为设计、施工、 调试与运行调节三个阶段，三个阶段必须协调好， 调试与运行调节三个阶段，三个阶段必须协调好，设计 合理是基础，施工质量是关键，调试与运行调节是决定， 合理是基础，施工质量是关键，调试与运行调节是决定 如果三个阶段有一个阶段做的不好，工程就不可能做到 最好---也就无法做到最节能。理论上涉及到暖通空调专 理论上涉及到暖通空调专 理论上涉及到 给排水专业、制冷专业、管道专业、电气控制、 业、给排水专业、制冷专业、管道专业、电气控制、太 阳能等多个专业学科。 阳能 设计：从理论表面说很容易 ◆ 2、设计 从理论表面说很容易 只要能画原理图 设计 从理论表面说很容易—只要能画原理图 就可以；但好的设计需要一定的设计经验、 就可以；但好的设计需要一定的设计经验、现场综合施 工经验、调试经验、电气控制等，专业上需要熟悉设备、 工经验、调试经验、电气控制等，专业上需要熟悉设备、 水暖系统、空调系统、制冷系统、管道、电气、 水暖系统、空调系统、制冷系统、管道、电气、太阳能 才能把地源热泵的优势发挥好。 等，才能把地源热泵的优势发挥好。 38 地源热泵系统工程技术规范 施工：需要丰富的建筑设备经验、 ◆3、施工：需要丰富的建筑设备经验、暖通 空调系统、制冷系统、通风系统、管道、 空调系统、制冷系统、通风系统、管道、建 筑给排水系统、 筑给排水系统、电气控制与编程及建筑基本 知识等专业； 知识等专业； 调试调节：需要熟悉手动控制、 ◆ 4、调试调节：需要熟悉手动控制、自动控 制，熟悉水暖空调制冷等系统与设备、控制、 熟悉水暖空调制冷等系统与设备、控制、 管道间的协调调试配合， 管道间的协调调试配合，调试与调节是检验 此工程是否达到设计要求的关键， 此工程是否达到设计要求的关键，决定此工 程能否达到节能设计要求的关键； 程能否达到节能设计要求的关键； 39 地源热泵系统工程技术规范 一、空调介绍 （一）、 空调系统组成 1、空调系统组成 ）、能源交换系统介质如空气与水等 能源交换系统介质如空气与水等； （1）、能源交换系统介质如空气与水等； ）、冷热源主机 热泵与单冷和热源、主机房； 冷热源主机—热泵与单冷和热源 （2）、冷热源主机 热泵与单冷和热源、主机房； ）、连接管道-----水管或冷媒管 连接管道-----水管或冷媒管； （3）、连接管道-----水管或冷媒管； ）、室内部分 室内部分； （4）、室内部分； ）、辅助 蓄冷热设备、辅助冷热源； 辅助： （5）、辅助：蓄冷热设备、辅助冷热源； ）、控制系统 控制系统； （6）、控制系统； 40 地源热泵系统工程技术规范 41 地源热泵系统工程技术规范 室外能源 交换系统 水或中间 冷媒循环 冷热 机组 水或冷媒 循环 空调末端 42 地源热泵系统工程技术规范 43 地源热泵系统工程技术规范 44 地源热泵系统工程技术规范 45 地源热泵系统工程技术规范 46 地源热泵系统工程技术规范 47 地源热泵系统工程技术规范 48 地源热泵系统工程技术规范 49 地源热泵系统工程技术规范 50 地源热泵系统工程技术规范 ◆2、能源交换系统介质：空气源、水源、地热源与 、能源交换系统介质：空气源、水源、 其他； 其他； a、水源：江湖河水源、污水源、地下水源、海水源； 、水源：江湖河水源、污水源、地下水源、海水源； b、地热源（水源的特殊形式）：地下水源、地下埋 ）：地下水源 、地热源（水源的特殊形式）：地下水源、 管耦合式—地源 地源； 管耦合式 地源； c、其他能源：太阳能、风能、海洋能； 、其他能源：太阳能、风能、海洋能； ◆ 3、冷热源主机： 、冷热源主机： a、热源：地热（土壤、地下水）源热泵、水源（江 、热源：地热（土壤、地下水）源热泵、水源（ 海湖河污）热泵、太阳能、空气源热泵如VRV多联机 海湖河污）热泵、太阳能、空气源热泵如 多联机 与家用普通空调热泵、电锅炉、燃气锅炉、 与家用普通空调热泵、电锅炉、燃气锅炉、直燃式溴 化锂、燃煤锅炉等； 化锂、燃煤锅炉等； b、冷源：地下水（直接利用）、地热源热泵、水源 ）、地热源热泵 、冷源：地下水（直接利用）、地热源热泵、 热泵、风冷热泵如VRV多联机与家用普通空调热泵、 热泵、风冷热泵如 多联机与家用普通空调热泵、 多联机与家用普通空调热泵 风冷单冷机、水单冷、 风冷单冷机、水单冷、溴化锂等 51 地源热泵系统工程技术规范 ◆4、连接管道： 、连接管道： A、水管：根据介质选择合适的管材： 、水管：根据介质选择合适的管材： 地下埋管优先采用塑料管如PPR、PE、PVC、玻璃钢管，其次是铸铁管 地下埋管优先采用塑料管如 、 、 、玻璃钢管， 普通与内衬）、镀锌管、无缝钢管等； ）、镀锌管 （普通与内衬）、镀锌管、无缝钢管等； 室外架空管：无缝钢管、镀锌管、不锈钢管、钢塑复合管、塑料管； 室外架空管：无缝钢管、镀锌管、不锈钢管、钢塑复合管、塑料管； 室内管：钢塑复合管、塑料管（ ）、热镀锌 室内管：钢塑复合管、塑料管（PPR、PE、PVC）、热镀锌、无缝钢管、薄 、 、 ）、热镀锌、无缝钢管、 壁不锈钢管、覆塑紫铜管； 壁不锈钢管、覆塑紫铜管； B、氟类冷媒管：紫铜管； 、氟类冷媒管：紫铜管； ◆ 5、室内机： 、室内机： A、风机盘管式：风管式、嵌入式又称卡式、挂壁式、落地式 明装与暗装； 明装与暗装； 、风机盘管式：风管式、嵌入式又称卡式、挂壁式、落地式—明装与暗装 B、辐射式：散热器、地暖、吊顶或顶棚或地面或墙辐射； 、辐射式：散热器、地暖、吊顶或顶棚或地面或墙辐射； C、新风：显热或全热交换器、新风处理机、换气扇、自然通风等； 、新风：显热或全热交换器、新风处理机、换气扇、自然通风等； 高温热水）设备、 ◆ 6、辅助能源：蓄冷（蓄冰、蓄低温冷水）热（高温热水）设备、辅助冷热源 、辅助能源：蓄冷（蓄冰、蓄低温冷水） 如冷却塔与各种锅炉等； 如冷却塔与各种锅炉等； 手动和自动、 ◆ 7、控制：现场控制 手动和自动、远程集中控制 控制中心集中控制 、控制：现场控制--手动和自动 远程集中控制---控制中心集中控制 52 地源热泵系统工程技术规范 ◆（一）、地源热泵的特点 ）、地源热泵的特点 1、技术性：高效节能 、技术性： 全年土壤温度（5m以下一般是 全年土壤温度（ 以下一般是16-24 ℃ ）相对稳定， 相对稳定， 以下一般是 夏季土壤中的温度低于对应气候条件下空气温度， 夏季土壤中的温度低于对应气候条件下空气温度，冬 理论上讲， 季土壤温度高于空气温度 ，理论上讲，降低夏季冷凝 温度和冬季提高蒸发温度都可提高循环效率，达到节 能的效果，土壤对地面空气温度波动有衰减和延迟， 在耗电量相同的条件下，分别提高夏季供冷量或冬季 的供热量,能效比 能效比EER:3.9-6,即夏季投入 即夏季投入1KW电能可得 能效比 即夏季投入 电能可得 3.9-6KW热能 性能系数 热能, 即冬季投入1KW 热能 性能系数COP=2.65-5即冬季投入 即冬季投入 电能，可得到3.0-5KW左右的热能；并且地埋管热交 左右的热能； 电能，可得到 左右的热能 换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的能耗， 换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的能耗，没有空 气源热泵除霜时吹冷风感. 气源热泵除霜时吹冷风感 53 地源热泵系统工程技术规范 ◆2、技术性：性能稳定 、技术性： 地下温度稳定：地下的平均温度基本稳定在16度到 地下温度稳定：地下的平均温度基本稳定在 度到 22度之间，不受室外环境空气变化温度影响 度之间， 度之间 —主机制冷热稳定，不会出现空气源热泵越是在需要 主机制冷热稳定， 主机制冷热稳定 空调的情况下越不好 —如冬天温度越低越需要，这时候制热效果越差； 如冬天温度越低越需要， 如冬天温度越低越需要 这时候制热效果越差； 夏天高温时候越需要制冷，制冷效果越差; 夏天高温时候越需要制冷，制冷效果越差 夏季冷凝温度升高1℃或冬季蒸发温度下降1℃ 夏季冷凝温度升高 ℃或冬季蒸发温度下降 ℃电耗约 增加1-1.5%; 增加 54 地源热泵系统工程技术规范 ◆3、能耗低、初投资低、投资回报高 、能耗低、初投资低、 地源热泵系统作为楼宇空调系统，其运行费用可大大 地源热泵系统作为楼宇空调系统， 降低。用地源热泵系统供暖或制冷时，根据不同的地域、 降低。用地源热泵系统供暖或制冷时，根据不同的地域、 气候、资源、环境， 气候、资源、环境，运行费用可比传统中央空调系统降 低25%-50%； ； 可供暖、空调， 可供暖、空调，还可在春夏秋采用热回收免费供生活 热水做到冷暖热水三合为一 ；一套系统可以替换原来的 锅炉加空调的两套装置或系统，减少设备初投资； 锅炉加空调的两套装置或系统，减少设备初投资； 地源热泵系统初投资增量回收期约2.5-8年不等。 年不等。 地源热泵系统初投资增量回收期约 年不等 55 地源热泵系统工程技术规范 ◆4、可再生能源利用技术 、 地表土壤和水体，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每 的太阳辐射能量， 地表土壤和水体，收集了 的太阳辐射能量 年利用能量的500倍还多。 倍还多。 年利用能量的 倍还多 地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。 地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。 对太阳能二次利用，符合可持续性发展趋势不受地域、 对太阳能二次利用，符合可持续性发展趋势不受地域、资源 等限制 ◆5、环保： 、环保： 污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上，与电供暖相 以上， 污染物排放与空气源热泵相比减少 以上 比减少70%。没有燃烧、排烟，也没有废弃物，且不用远距 比减少 。没有燃烧、排烟，也没有废弃物， 离输送热量，是真正的环保型空调。 离输送热量，是真正的环保型空调。 夏季不会向建筑周围空气放热是环境空气温度升高， 夏季不会向建筑周围空气放热是环境空气温度升高，冬 季不会从建筑物周围空气吸热降低环境空气温度。 季不会从建筑物周围空气吸热降低环境空气温度。机组的埋 地换热器可以布置在花园、草坪及建筑物周围地下， 地换热器可以布置在花园、草坪及建筑物周围地下，不占建 筑面积。 筑面积。 56 地源热泵系统工程技术规范 ◆6、安全、寿命长： 、安全、寿命长： 地源热泵非常耐用，机械运动部件(主机为工厂整体组 地源热泵非常耐用，机械运动部件 主机为工厂整体组 非常少,所有的部件埋在地下或是安装在室内 装)非常少 所有的部件埋在地下或是安装在室内 从而避免 非常少 所有的部件埋在地下或是安装在室内,从而避免 了室外的恶劣气候，系统采用闭式循环减少腐蚀、 了室外的恶劣气候，系统采用闭式循环减少腐蚀、污染与 结垢，延长设备使用寿命，同时系统维护费用低； 结垢，延长设备使用寿命，同时系统维护费用低； 地下部分（ 管 可保证50年 免维护）， ），需要维护 地下部分（PE管）可保证 年（免维护），需要维护 的主要是水泵与室内管道与室内机---维护简单工作量小 维护简单工作量小， 的主要是水泵与室内管道与室内机 维护简单工作量小， 节省维护费用；地源热泵机组正常寿命是25年 节省维护费用；地源热泵机组正常寿命是 年。 ◆7、应用范围广 、 适用广：可应用于宾馆、商场、办公楼、 适用广：可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑 等需要空调的新建、改建、扩建项目， 等需要空调的新建、改建、扩建项目，更适合于别墅住宅 的采暖、空调； 的采暖、空调； 不太适用于：建筑密度很大的地方， 不太适用于：建筑密度很大的地方，地质条件比较恶 劣的地区（ 地下岩层比较厚和硬） 劣的地区（如：地下岩层比较厚和硬） 57 地源热泵系统工程技术规范 ◆地源热泵的经济性 1、投资成本组成 、 包括：钻井与埋管、地源热泵机组、 包括：钻井与埋管、地源热泵机组、辅助冷热源和末端空 调系统。根据项目调查和工程项目费用的测算， 调系统。根据项目调查和工程项目费用的测算，在整个系统 总投资中，地源部分（包括钻井、回填、埋管）的材料、 总投资中，地源部分（包括钻井、回填、埋管）的材料、安 装与施工等费用约占20%--50%； 装与施工等费用约占 ； 2、初投资成本分析 、 初投资（一般性材料）： 初投资（一般性材料）： VRV家用中央空调：300-350元/m2 家用中央空调： 家用中央空调 元 地下水地源热泵： 地下水地源热泵： 250-450元/m2 元 土壤地源热泵系统： 土壤地源热泵系统：300-650元/m2 元 58 地源热泵系统工程技术规范 地源热泵投资基本组成： 地埋管、 ◆ 地源热泵投资基本组成 ： 地埋管 、 地源热泵主 机与辅助能源和室内机组(一般性材料分析） 机与辅助能源和室内机组(一般性材料分析）： 地源热泵机组和水源热泵机组相近; a.地源热泵机组和水源热泵机组相近; 增加钻孔埋管费用; b.增加钻孔埋管费用; 和水源热泵系统相比, 初投资增加30 80元 30c.和水源热泵系统相比, 初投资增加30-80元／平 方米; 方米; d.和风冷热泵相比,初投资增加20-60元／平方米; 和风冷热泵相比,初投资增加20-60元 平方米; 20 59 地源热泵系统工程技术规范 ◆地源热泵空调系统的设计基础资料 1、岩土体地质勘察（岩土热物性、初始温度 、冻土层厚 、岩土体地质勘察（岩土热物性、 度）； 2、地下水水文勘察（地下水静动水位、水温、水质及地 、地下水水文勘察（地下水静动水位、水温、 下水径流方向、速度）； 下水径流方向、速度）； 3、地表水水文勘察（水源性质、水面用途、深度、面积； 、地表水水文勘察（水源性质、水面用途、深度、面积； 不同深度的地表水水温、水位动态变化；地表水水质）； 不同深度的地表水水温、水位动态变化；地表水水质）； 4、垂直地下热交换器系统的试验孔调查测试报告：测试 、垂直地下热交换器系统的试验孔调查测试报告： 地埋管散热、吸热的换热效率； 地埋管散热、吸热的换热效率； 5、水平地下热交换器的试验坑调查测试报告：测试水平 、水平地下热交换器的试验坑调查测试报告： 地埋管散热、吸热的换热效率； 地埋管散热、吸热的换热效率； 6、地下水系统试验井的调查测试报告：测试出水流量、 、地下水系统试验井的调查测试报告：测试出水流量、 回灌流量、水温水质等； 回灌流量、水温水质等； 60 地源热泵系统工程技术规范 ◆近年来随着资源和环境的问题日益严重，在满足人 近年来随着资源和环境的问题日益严重， 们健康、舒适要求的前提下，合理利用自然资源， 们健康、舒适要求的前提下，合理利用自然资源，保 护环境，减少常规能源消耗， 护环境，减少常规能源消耗，已成为暖通空调行业需 要面对的一个重要问题。 要面对的一个重要问题。 ◆地源热泵空调系统通过吸收大地（包括土壤、井水、 地源热泵空调系统通过吸收大地（包括土壤、井水、 湖泊等）的冷热量，冬季从大地吸收热量， 湖泊等）的冷热量，冬季从大地吸收热量，夏季从大 地吸收冷量， 地吸收冷量，再由热泵机组向建筑物供冷供热而实现 节能，是一种利用可再生能源的高效节能、 节能，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的 既可供暖又可制冷的新型空调系统。 既可供暖又可制冷的新型空调系统。 61 地源热泵系统工程技术规范 ◆在中国，煤作为主要能源, 煤炭在我国能源体系中占主导地 在中国，煤作为主要能源, 长期以来，煤炭在我国能源生产结构、 位，长期以来，煤炭在我国能源生产结构、消费结构中一直占 有绝对主导地位，尽管近年来，比例略有下降， 有绝对主导地位，尽管近年来，比例略有下降，但仍保持在 65%以上 并再次呈现出上升的迹象。2002年煤炭在我国能源 以上， 65%以上，并再次呈现出上升的迹象。2002年煤炭在我国能源 生产结构、消费结构中的比例分别由2001年的68.6% 2001年的68.6%和 生产结构、消费结构中的比例分别由2001年的68.6%和65.3% 上升为70.7% 66.1%。 70.7%和 上升为70.7%和66.1%。 特别在冬季,在国内的农村和部分城市几乎全部靠煤取暖。 ◆特别在冬季,在国内的农村和部分城市几乎全部靠煤取暖。煤 是各种能源中污染环境最严重的能源, 是各种能源中污染环境最严重的能源,只有减少城市地区煤的使 城市大气污染问题是才可能得到解决。 用,城市大气污染问题是才可能得到解决。 现在各地都在采取措施控制燃煤的数量,选用电采暖、 ◆现在各地都在采取措施控制燃煤的数量,选用电采暖、燃油或 者燃气采暖等措施,但都存在运行费用高、资源不足和排放CO2 者燃气采暖等措施,但都存在运行费用高、资源不足和排放CO2 这些问题。受能源、特别是一次性能源与环保条件的限制, 这些问题。受能源、特别是一次性能源与环保条件的限制,传统 的燃油、燃煤中央空调方式将逐步受到制约。从降低运行费用、 的燃油、燃煤中央空调方式将逐步受到制约。从降低运行费用、 节省能源、减少排放CO2排放量来看, CO2排放量来看 节省能源、减少排放CO2排放量来看,地源热泵技术是一个不错 的选择。 的选择。 62 地源热泵系统工程技术规范 ◆地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等 地源热泵不需要人工的冷热源 可以取代锅炉或市政管网等 传统的供暖方式和中央空调系统。 传统的供暖方式和中央空调系统。 冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建 冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热 向建 筑物供暖; 筑物供暖 夏季它可以代替普通空调向土壤、 夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热 给建筑物制冷。 给建筑物制冷。 同时,它还可供应生活用水 可谓一举三得， 它还可供应生活用水， 同时 它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效 地利用能源的方式。 地利用能源的方式。 ◆地源热泵（ground source heat pumps）系统包括三种不 地源热泵（ ） 同的系统： 同的系统： 1、以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵； 、以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵； 2、以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统； 、以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统； 3、以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。 、以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。 63 地源热泵系统工程技术规范 ◆1.地源热泵的工作原理 地源热泵的工作原理 系统通过地源热泵将环境中的热能提取出来对建筑物供 系统通过地源热泵将环境中的热能提取出来对建筑物供 地源热泵 或者将建筑物中的热能释放到环境中去而实现对建筑物 暖或者将建筑物中的热能释放到环境中去而实现对建筑物 的制冷，夏季可以将富余的热能存于地层中以备冬用； 的制冷，夏季可以将富余的热能存于地层中以备冬用； 同样，冬季可以将富余的冷能贮存于地层以备夏用。 同样，冬季可以将富余的冷能贮存于地层以备夏用。这 通过利用地层自身的特点实现对建筑物、 样，通过利用地层自身的特点实现对建筑物、环境的能量 交换。 交换。 64 地源热泵系统工程技术规范 ◆ 65 地源热泵系统工程技术规范 ◆在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其 在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功， 进行汽-液转化的循环 液转化的循环。 进行汽 液转化的循环。 通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量 吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝， 吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝， 由水路循环将冷媒所携带的热量吸收， 由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至 地下水或土壤里。 地下水或土壤里。 在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管， 在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以 13℃以下的冷风的形式为房间供冷。 ℃以下的冷风的形式为房间供冷。 66 地源热泵系统工程技术规范 ◆在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通 在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功， 过换向阀将冷媒流动方向换向。 过换向阀将冷媒流动方向换向。 由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量， 由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷凝 器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中， 器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒 循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝， 循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷 媒所携带的热量吸收。 媒所携带的热量吸收。 在地下的热量不断转移至室内的过程中， 在地下的热量不断转移至室内的过程中，以35℃以上热风 ℃ 的形式向室内供暖。 的形式向室内供暖。 67 地源热泵系统工程技术规范 ◆系统实际上是指通过将传统的空调器的冷凝器或 系统实际上是指通过将传统的空调器的冷凝器或 是指通过 蒸发器延伸至地下， 蒸发器延伸至地下，使其与浅层岩土或地下水进行热 通过中间介质（ 交换，或是通过中间介质 如防冻液）作为热载体， 交换，或是通过中间介质（如防冻液）作为热载体， 并使中间介质在封闭环路中通过在浅层岩土中循环流 动，从而实现利用低温位浅层地能对建筑物内供暖或 制冷的一种节能、环保型的新能源利用技术。 制冷的一种节能、环保型的新能源利用技术。 ◆该技术可以充分发挥浅层地表得储能储热作用，达 该技术可以充分发挥浅层地表得储能储热作用， 到环保、节能双重功效，而被誉为“ 世纪最有效的 到环保、节能双重功效，而被誉为“21世纪最有效的 空调技术” 空调技术”。 68 地源热泵系统工程技术规范 ◆2.地源热泵的发展历史 地源热泵的发展历史 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献 年瑞士的一份专利文献 地源热泵的概念最早出现在 中。 开放式地下水热泵系统在20世纪 年代被成功应用。 世纪30年代被成功应用 开放式地下水热泵系统在 世纪 年代被成功应用。20 世纪50年代欧洲和美国掀起了研究地源热泵的第一次高潮 年代欧洲和美国掀起了研究地源热泵的第一次高潮， 世纪 年代欧洲和美国掀起了研究地源热泵的第一次高潮，美 国爱迪生电子学院最早研究闭式环路热泵系统，印地安纳洲的 国爱迪生电子学院最早研究闭式环路热泵系统， 印地安纳波利斯是最早安装闭式环路地源热泵系统的。 印地安纳波利斯是最早安装闭式环路地源热泵系统的。 直到20世纪 年代 世界石油危机使得人们关注节能、 直到 世纪70年代，世界石油危机使得人们关注节能、 世纪 年代， 高效用能，地源热泵的研究进入了又一次高潮， 高效用能，地源热泵的研究进入了又一次高潮，这时瑞典的研 究人员开始将塑料管应用在闭式环路地源热泵系统上，地源热 究人员开始将塑料管应用在闭式环路地源热泵系统上， 泵的推广应用迅速展开。 泵的推广应用迅速展开。 69 地源热泵系统工程技术规范 ◆经过近50年的发展地源热泵技术在北美和欧洲已非常成 经过近 年的发展地源热泵技术在北美和欧洲已非常成 是一种被广泛采用的热泵空调系统。针对地源热泵机组、 熟，是一种被广泛采用的热泵空调系统。针对地源热泵机组、 地热换热器，系统设计和安装有一整套标准、规范、 地热换热器，系统设计和安装有一整套标准、规范、计算方 法和施工工艺。在美国地源热泵系统占整个空调系统的20%， 法和施工工艺。在美国地源热泵系统占整个空调系统的 ， 是美国政府极力推广的节能环保技术。 是美国政府极力推广的节能环保技术。 年底， 万台系统在家庭、 ◆ 到1997年底，美国有超过 万台系统在家庭、学校和商业 年底 美国有超过3万台系统在家庭 建筑中应用，另据地源热泵协会统计，美国有600多所学校 建筑中应用，另据地源热泵协会统计，美国有 多所学校 安装有GSHP。 安装有 。 目前美国地源热泵的销售数量以每年20%的速度递增， 的速度递增， ◆目前美国地源热泵的销售数量以每年 的速度递增 2000年全美销售数量达 万台。 年全美销售数量达40万台 年全美销售数量达 万台。 在实际工程应用中， ◆在实际工程应用中，北美对地源热泵应用偏重于全年冷热 联供，采用闭式水环热泵系统；欧洲国家偏重于冬季供暖， 联供，采用闭式水环热泵系统；欧洲国家偏重于冬季供暖， 往往采用热泵站方式集中供热供冷。 往往采用热泵站方式集中供热供冷。我国气候条件与美国比 较相似，所以北美的方式对我国更具借鉴意义。 较相似，所以北美的方式对我国更具借鉴意义。 70 地源热泵系统工程技术规范 ◆地源热泵系统形式 ◆ 土壤热交换器地源热泵 土壤热交换器地源热泵（ ）（b）） 土壤热交换器地源热泵（图（a）（ ））是利用地下岩 ）（ ））是利用地下岩 土中热量的闭路循环的地源热泵系统。通常称之为“ 土中热量的闭路循环的地源热泵系统。通常称之为“闭路地 源热泵” 以区别于地下水热泵系统，或直接称为“ 源热泵”，以区别于地下水热泵系统，或直接称为“地源热 它通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液） 泵”。它通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封 闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。 闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。 地下耦合热泵系统在结构上的特点是有一个由地下埋管 组成的地热换热器。 组成的地热换热器。地热换热器的设置形式主要有水平埋管 和垂直埋管两种。水平埋管形式是在地面开1～ 米深的沟 米深的沟， 和垂直埋管两种。水平埋管形式是在地面开 ～2米深的沟， 每个沟中埋设2、 或 根塑料管 根塑料管。 每个沟中埋设 、4或6根塑料管。 71 地源热泵系统工程技术规范 ◆ 72 地源热泵系统工程技术规范 的钻孔， ◆垂直埋管的形式是在地层中钻直径为 ～0.15 m的钻孔， 垂直埋管的形式是在地层中钻直径为0.1～ 是在地层中钻直径为 的钻孔 在钻孔中设置1组 在钻孔中设置 组（2根）或2组（4根）U型管并用灌井材料 根 组 根 型管并用灌井材料 填实。 填实。 钻孔的深度通常为40～ ◆钻孔的深度通常为 ～200m。现场可用的地表面积是选 。 择地热换热器形式的决定性因素。 择地热换热器形式的决定性因素。 竖直埋管的地热换热器可以比水平埋管节省很多土地面积， ◆竖直埋管的地热换热器可以比水平埋管节省很多土地面积， 因此更适合中国地少人多的国情。 因此更适合中国地少人多的国情。 管沟或竖井中的热交换器成并联连接， ◆管沟或竖井中的热交换器成并联连接，再通过集管进入建 筑中与建筑物内的水环路相连接。 筑中与建筑物内的水环路相连接。 在液体温度较低时，系统中需加入防冻液， ◆在液体温度较低时，系统中需加入防冻液，北方地区应用 时应特别注意。 时应特别注意。 73 地源热泵系统工程技术规范 ◆3.2 地下水地源热泵 地下水源热泵（ ））的热源是从水井或废弃的矿井中抽取 地下水源热泵（图2.（c））的热源是从水井或废弃的矿井中抽取 （ ）） 的地下水。 的地下水。 经过换热的地下水可以排入地表水系统， 经过换热的地下水可以排入地表水系统，但对于较大的应用项目 通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。 通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。 水质良好的地下水可直接进入热泵换热，之后将井水回灌地下， 水质良好的地下水可直接进入热泵换热，之后将井水回灌地下， 这样的系统称为开式系统。 这样的系统称为开式系统。 由于可能导致管路阻塞，更重要的是可能导致腐蚀发生， 由于可能导致管路阻塞，更重要的是可能导致腐蚀发生，通常不 建议在地源热泵系统中直接应用地下水。 建议在地源热泵系统中直接应用地下水。 开式系统在适当的地下水条件和建筑物参数下是一个有吸引力的 选择方式，但必须谨慎的使用。 选择方式，但必须谨慎的使用。 74 地源热泵系统工程技术规范 ◆实际工程中更多采用闭式环路的热泵循环水系统，即采 实际工程中更多采用闭式环路的热泵循环水系统， 用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开， 用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，以防 止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵的影响。 止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵的影响。 通常系统包括带潜水泵的取水井和回灌井。板式热交换器 通常系统包括带潜水泵的取水井和回灌井。 采取小温差换热的方式运行， 采取小温差换热的方式运行，根据温度和地下水深度的不 可以在很大程度上抵消开式系统在性能上的优势。 同，可以在很大程度上抵消开式系统在性能上的优势。 由于地下水温常年基本恒定，夏季比室外空气温度低， 由于地下水温常年基本恒定，夏季比室外空气温度低，冬 季比室外空气温度高，且具有较大的热容量，因此地下水 季比室外空气温度高，且具有较大的热容量， 热泵系统的效率比空气源热泵高， 值一般在3～ ， 热泵系统的效率比空气源热泵高，COP值一般在 ～4.5， 值一般在 并且不存在结霜等问题。 并且不存在结霜等问题。最近几年地下水源热泵系统在我 国得到了迅速发展。 国得到了迅速发展。 75 地源热泵系统工程技术规范 无论是深井水，还是地下热水都是热泵的良好低位热源。 ◆无论是深井水，还是地下热水都是热泵的良好低位热源。 地下水位于较深的地方，由于地层的隔热作用， 地下水位于较深的地方，由于地层的隔热作用，其温度随 季节气温的波动很小，特别是深井水的水温常年基本不变， 季节气温的波动很小，特别是深井水的水温常年基本不变， 对热泵的运行十分有利。 对热泵的运行十分有利。 76 地源热泵系统工程技术规范 ◆地表水地源热泵 地表水地源热泵系统（ ））由潜在水面以下的 地表水地源热泵系统（图2.（d））由潜在水面以下的、多重 （ ））由潜在水面以下的、 并联的塑料管组成的热交换器取代了土壤热交换器， 并联的塑料管组成的热交换器取代了土壤热交换器，与土壤热 交换地源热泵一样，它们被连接到建筑物中， 交换地源热泵一样，它们被连接到建筑物中，并且在北方地区 需要进行防冻处理。 需要进行防冻处理。 地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。 ◆地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。 在靠近江河湖海等大量自然水体的地方利用这些自然水体作为 热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。 热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。 热泵与地表水的换热可采用开式循环或闭路循环的形式。 ◆热泵与地表水的换热可采用开式循环或闭路循环的形式。开 式循环是用水泵抽取地表水在换热器中与热泵的循环液换热后 再排入水体。但水质较差时在换热器中会产生污垢，影响传热， 再排入水体。但水质较差时在换热器中会产生污垢，影响传热， 甚至影响系统的正常运行。 甚至影响系统的正常运行。 更常用的地表水热泵系统采用闭路循环， ◆更常用的地表水热泵系统采用闭路循环，即把多组塑料盘管 沉入水体中，热泵的循环液通过盘管与水体换热， 沉入水体中，热泵的循环液通过盘管与水体换热，可以避免水 质不良引起的污垢和腐蚀问题。 质不良引起的污垢和腐蚀问题。 77 地源热泵系统工程技术规范 ◆在实际工程中，有大量的应用特性可以帮助我们决定以上系 在实际工程中， 统中的哪一种形式最适宜选择。 统中的哪一种形式最适宜选择。 其中包括可用地下水含量、可用地表水面积、 其中包括可用地下水含量、可用地表水面积、现场土地面 潜在热回收能力、建筑物高度和规模、 积、潜在热回收能力、建筑物高度和规模、机房面积和当地规 划要求等。 划要求等。 ◆制约地源热泵发展的因素 影响地源热泵广泛应用的主要原因是对地源热泵发展核心技术 问题的研究和认识还很有限。 问题的研究和认识还很有限。 据国际最新研究动态表明，它的核心技术 核心技术问题是地埋式换 据国际最新研究动态表明，它的核心技术问题是地埋式换 热器的传热强化、地源热泵系统仿真及最佳匹配参数的研究。 热器的传热强化、地源热泵系统仿真及最佳匹配参数的研究。 另一个主要原因是地源热泵自身存在的缺点：地埋换热器受土 是地源热泵自身存在的缺点： 壤性质影响较大；连续运行时， 壤性质影响较大；连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温度受 土壤温度变化的影响而发生波动；土壤导热系数小， 土壤温度变化的影响而发生波动；土壤导热系数小，使地埋换 热器的面积较大等。 热器的面积较大等。 78 地源热泵系统工程技术规范 研究地源热泵还存在以下几个有待解决的问题 还存在以下几个有待解决的问题： ◆研究地源热泵还存在以下几个有待解决的问题： 1、关于埋地盘管的数学模型和土壤热场特点的理论研究还不 、 够深入，仍处于试验阶段； 够深入，仍处于试验阶段； 2、由于它涉及钻探工程，使施工困难，系统投资比较大。 、由于它涉及钻探工程，使施工困难，系统投资比较大。 3、我国有关地源热泵的现成技术资料不多，缺少这方面的设 、我国有关地源热泵的现成技术资料不多， 生产、安装和维护人员，而且生产相关设备的厂家少， 计、生产、安装和维护人员，而且生产相关设备的厂家少，也 是影响地源热泵在我国推广发展的主要因素之一 79 地源热泵系统工程技术规范 补充内容★ ★补充内容★ ◆制冷工况：冷冻水进水温度12℃，冷冻出水温度 ℃，地源 制冷工况：冷冻水进水温度 ℃ 冷冻出水温度7℃ 水温18℃ 水温 ℃ ◆制热工况：热水进水温度40℃，热水出水温度 ℃，地源水 制热工况：热水进水温度 ℃ 热水出水温度45℃ 温18℃ ℃ ◆热水工况：冷水温度15℃，热水温度 ℃，地源水温 ℃ 热水工况：冷水温度 ℃ 热水温度55℃ 地源水温18℃ 80 地源热泵系统工程技术规范 用户A 用户B 2 系统补水及定压装置 1 地能中央空调机组 2 空调冷冻水循环水泵 3 潜水泵 1 3 5 7 1 1 2 4 6 8 制冷循环： 2、4、5、7阀门开， 1、3、6、8阀门关； 制热循环： 1、3、6、8阀门开， 2、4、5、7阀门关。 水处理设备 3 取 水 井 回 灌 井 81 地源热泵系统工程技术规范 。 82 地源热泵系统工程技术规范 83 地源热泵系统工程技术规范 84 地源热泵系统工程技术规范 第二篇 地源热泵技术 85 地源热泵系统工程技术规范 地源热泵系统简介 地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。 地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。 地源热泵 是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、 是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、 地表水等天 然能源作为冬季热源和夏季冷源， 然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供 热的系统， 热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空 调系统。 调系统。 抽取地下水水源热泵，但由于技术限制，全部回灌不易做到， 抽取地下水水源热泵，但由于技术限制，全部回灌不易做到，监督 实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。 实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。 在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术， 埋管式地源热泵技术 在国外目前大面积推广使用的是 埋管式地源热泵技术， 是充分利 用浅层地热的最佳技术途径。 用浅层地热的最佳技术途径。 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用， 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明是 成熟可行的技术，在我国， 成熟可行的技术 ，在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确 提出要推广使用地源热泵。 提出要推广使用地源热泵。 欧美普遍使用的是在别墅中，在冬天取暖、夏天空调的地区） （欧美普遍使用的是在别墅中，在冬天取暖、夏天空调的地区） 86 地源热泵系统工程技术规范 87 地源热泵系统工程技术规范 88 地源热泵系统工程技术规范 1 总则 1.0.1 为使地源热泵系统工程设计、施工及验收，做到技术 为使地源热泵系统工程设计 施工及验收， 工程设计、 先进、经济合理、 安全适用，保证工程质量， 制定本规范。 先进 、 经济合理 、 安全适用 ， 保证工程质量 ， 制定本规范。 1.0.2 本规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源， 本规范适用于以岩土体 地下水、地表水为低温热源 岩土体、 为低温热源， 以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质， 以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质 ， 采用蒸气压缩热 泵技术进行供热、 空调或加热生活热水的系统工程的设计、 泵技术进行供热 、 空调或加热生活热水的系统工程的设计、 施工及验收。 施工及验收。 1.0.3 地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范 地源热泵系统工程设计、 尚应符合国家现行有关标准的规定。 外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 89 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.1 地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源， 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵 机组、地热能交换系统、 机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系 根据地热能交换系统形式的不同， 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、 地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源 热泵系统。 热泵系统。 对于制冷来说， 对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别 空调系统的冷却水冷却变为地下水 土壤冷却 冷却水冷却变为地下水或 冷却。 是：空调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 地下水或土壤冷却 又有若干种方式。 冷却， 地下水或土壤冷却，又有若干种方式。地埋管换热系统 或地下水换热系统， 或地下水换热系统，地下水换热系统又分为直接和间接换 热等等。 热等等。 90 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.2 水源热泵机组 water-source heat pump unit 以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。 以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵 。 通常 有水／水热泵、 空气热泵等形式。 有水／水热泵、水／空气热泵等形式。 2.0.3 地热能交换系统 geothermal exchange system 将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。 将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。 2.0.4 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。 蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 2.0.5 传热介质 heat-transfer fluid 地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、 地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地 表水进行热交换的一种液体。 表水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水 溶液。 溶液。 91 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.6 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。 换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。 2.0.7 地埋管换热器 ground heat exchanger 供传热介质与岩土体换热用的， 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， 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。 分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。 2.0.8 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， 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。 壤热交换器。 92 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.9 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 又称竖直土壤热交换器。 器，又称竖直土壤热交换器。 2.0.10 地下水换热系统 ground water system 与地下水进行热交换的地热能交换系统， 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。 2.0.11 直接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水，经处理后直接流 由抽水井取出的地下水， 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。 的地下水换热系统。 93 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.12 间接地下水换热系统 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。 后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 2.0.13 地表水换热系统 与地表水进行热交换的地热能交换系统， 与地表水进行热交换的地热能交换系统，分 为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。 为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统 。 2.0.14 开式地表水换热系统 地表水在循环泵的驱动下， 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。 系统。 2.0.15 闭式地表水换热系统 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， 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。 管管壁与地表水进行热交换的系统。 94 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0. 16 环路集管 circuit header 连接各并联环路的集合管， 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。 量相等。 2.0.17 含水层 aquifer 导水的饱和岩土层。 导水的饱和岩土层。 2.0.18 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、 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。 壁管、过滤管、沉淀管、管外滤料及止水封井段的位置等。 2.0.19 抽水井 production well 用于从地下含水层中取水的井。 用于从地下含水层中取水的井。 2.0.20 回灌井 injection well 用于向含水层灌注回水的井。 用于向含水层灌注回水的井。 95 地源热泵系统工程技术规范 2 术语 2.0.21 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， 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。 抽水井和回灌井的统称。 2.0.22 抽水试验 pumping test 一种在井中进行计时计量抽取地下水， 一种在井中进行计时计量抽取地下水，并测量水位变化 的过程，目的是了解含水层富水性，并获取水文地质参数。 的过程，目的是了解含水层富水性，并获取水文地质参数。 2.0.23 回灌试验 injection test 一种向井中连续注水，使井内保持一定水位， 一种向井中连续注水，使井内保持一定水位，或计量注 记录水位变化来测定含水层渗透性、 水、记录水位变化来测定含水层渗透性、注水量和水文地质 参数的试验。 参数的试验。 2.0.24 岩土体 rock-soil body 岩石和松散沉积物的集合体，如砂岩、砂砾石、土壤等。 岩石和松散沉积物的集合体，如砂岩、砂砾石、土壤等。 96 地源热泵系统工程技术规范 3.1 一般规定 3.1.1 地源热泵系统方案设计前 ， 应进行工程场 地源热泵系统方案设计前， 地状况调查 并应对浅层地热能资源进行勘察 调查， 勘察。 地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘察。 此为强制性条文，本标准共2个强制性条文 个强制性条文） （此为强制性条文，本标准共 个强制性条文） 3.1.2 对已具备水文地质资料或附近有水井的地 应通过调查获取水文地质资料。 区，应通过调查获取水文地质资料。 3.1.3 工程勘察应由具有勘察资质的专业队伍承 工程勘察完成后，应编写工程勘察报告， 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。 对资源可利用情况提出建议。 97 地源热泵系统工程技术规范 3.1 一般规定 3.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容： 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；（是否满足打井或埋管 场地规划面积、形状及坡度； 面积和位置要求） 面积和位置要求） 2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布； 场地内已有建筑物和规划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 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、 电缆的分布； 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 场地内已有的、 分布及其埋深； 分布及其埋深； 5 场地内已有水井的位置。 场地内已有水井的位置。 98 地源热泵系统工程技术规范 3.2 地埋管换热系统勘察 3.2.1 地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程场区内 地埋管地源热泵系统方案设计前， 岩土体地质条件进行勘察。 岩土体地质条件进行勘察。 3.2.2 1 2 3 4 5 6 地埋管换热系统勘察应包括下列内容： 地埋管换热系统勘察应包括下列内容： 岩土层的结构； 岩土层的结构； 岩土体热物性； 岩土体热物性； 岩土体温度； 岩土体温度； 地下水静水位、水温、水质及分布； 地下水静水位、水温、水质及分布； 地下水径流方向、速度； 地下水径流方向、速度； 冻土层厚度。 冻土层厚度。 99 地源热泵系统工程技术规范 3.3 地下水换热系统勘察 3.3.1 地下水地源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵 地下水地源热泵系统方案设计前， 系统对水量、 水温和水质的要求， 对工程场区的水文地 系统对水量 、 水温和水质的要求 ， 质条件进行勘察。 质条件进行勘察。 3.3.2 1 2 3 4 5 6 7 地下水换热系统勘察应包括下列内容： 地下水换热系统勘察应包括下列内容： 地下水类型； 地下水类型； 含水层岩性、分布、埋深及厚度； 含水层岩性、分布、埋深及厚度； 含水层的富水性和渗透性； 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； 地下水径流方向、速度和水力坡度； 地下水水温及其分布； 地下水水温及其分布； 地下水水质； 地下水水质； 地下水水位动态变化。 地下水水位动态变化。 100 地源热泵系统工程技术规范 3.3 地下水换热系统勘察 3.3.3 地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。试验应 地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。 包括下列内容： 包括下列内容： 1 抽水试验； 抽水试验； 2 回灌试验； 回灌试验； 3 测量出水水温； 测量出水水温； 4 取分层水样并化验分析分层水质； 取分层水样并化验分析分层水质； 5 水流方向试验； 水流方向试验； 6 渗透系数计算。 渗透系数计算。 3.3.4 当地下水换热系统的勘察结果符合地源热泵系统要 求时， 求时 ， 应采用成井技术将水文地质勘探孔完善成热源井 加以利用。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。 加以利用。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。 101 地源热泵系统工程技术规范 3.4 地表水换热系统勘察 3.4.1 地表水地源热泵系统方案设计前，应对工程场区地表 地表水地源热泵系统方案设计前， 水源的水文状况进行勘察。 水源的水文状况进行勘察。 3.4.2 1 2 3 4 5 6 地表水换热系统勘察应包括下列内容： 地表水换热系统勘察应包括下列内容： 地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布； 地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布； 不同深度的地表水水温、水位动态变化； 不同深度的地表水水温、水位动态变化； 地表水流速和流量动态变化； 地表水流速和流量动态变化； 地表水水质及其动态变化； 地表水水质及其动态变化； 地表水利用现状； 地表水利用现状； 地表水取水和回水的适宜地点及路线。 地表水取水和回水的适宜地点及路线。 102 地源热泵系统工程技术规范 4.1 一般规定 4.1.1 地埋管换热系统设计前 ， 应根据工程勘察结果评估 地埋管换热系统设计前， 地埋管换热系统实施的可行性及经济性 可行性及经济性。 地埋管换热系统实施的可行性及经济性。 4.1.2 地埋管换热系统施工时 ， 严禁损坏既有地下管线及 地埋管换热系统施工时， 构筑物。 构筑物。 4.1.3 地埋管换热器安装完成后 ， 应在埋管区域做出标志 地埋管换热器安装完成后， 或标明管线的定位带，并应采用2个现场的永久目标 个现场的永久目标进行 或标明管线的定位带 ， 并应采用 个现场的永久目标 进行 定位。 定位。 103 地源热泵系统工程技术规范 4.2 地埋管管材与传热介质 4.2.1 地埋管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报 地埋管及管件应符合设计要求， 告和生产厂的合格证。 告和生产厂的合格证。 4.2.2 地埋管管材及管件应符合下列规定： 地埋管管材及管件应符合下列规定： 1 地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、 地埋管应采用化学稳定性好 耐腐蚀、导热系数大、 稳定性好、 流动阻力小的塑料管材及管件， 宜采用聚乙烯管（PE80或 流动阻力小的塑料管材及管件， 宜采用聚乙烯管（ 或 的塑料管材及管件 PE100） 或聚丁烯管 （ PB） ， 不宜采用聚氯乙烯 （ PVC） ） 或聚丁烯管（ ） 不宜采用聚氯乙烯（ ） 管件与管材应为相同材料。 管。管件与管材应为相同材料。 2 地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定。管材 地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定。 的公称压力及使用温度应满足设计要求， 的公称压力及使用温度应满足设计要求 ， 且管材的公称压 力不应小于1.0MPa。 地埋管外径及壁厚可按本规范附录 力不应小于 。 地埋管外径及壁厚可按本规范附录A 的规定选用。 的规定选用。 104 地源热泵系统工程技术规范 4.2 地埋管管材与传热介质 4.2.3 传热介质应以水为首选，也可选用符合下列要求的 传热介质应以水为首选， 其他介质： 其他介质： 1 安全，腐蚀性弱，与地埋管管材无化学反应； 安全，腐蚀性弱，与地埋管管材无化学反应； 2 较低的冰点； 较低的冰点； 3 良好的传热特性，较低的摩擦阻力； 良好的传热特性，较低的摩擦阻力； 4 易于购买、运输和储藏。 易于购买、运输和储藏。 4.2.4 在有可能冻结的地区，传热介质应添加防冻剂。防 在有可能冻结的地区，传热介质应添加防冻剂。 冻剂的类型、浓度及有效期应在充注阀处注明。 冻剂的类型、浓度及有效期应在充注阀处注明。 4.2.5 添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行 水温低3~5℃。选择防冻剂时，应同时考虑防冻剂对管道 水温低 ℃ 选择防冻剂时， 与管件的腐蚀性，防冻剂的安全性、 与管件的腐蚀性 ， 防冻剂的安全性 、 经济性及其对换热 的影响。 的影响。 105 地源热泵系统工程技术规范 4.3 地埋管换热系统设计 4.3.1 地埋管换热系统设计前应明确待埋管区域内各种地下 管线的种类、 位置及深度， 管线的种类 、 位置及深度 ， 预留未来地下管线所需的埋管 空间及埋管区域进出重型设备的车道位置。 空间及埋管区域进出重型设备的车道位置。 4.3.2 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算，最小 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算， 计算周期宜为1年。计算周期内，地源热泵系统总释热量宜 计算周期宜为 年 计算周期内， 与其总吸热量相平衡。 与其总吸热量相平衡。 4.3.3 地埋管换热器换热量应满足地源热泵系统最大吸热量 或释热量的要求。 在技术经济合理时， 或释热量的要求 。 在技术经济合理时 ， 可采用辅助热源或 冷却源与地埋管换热器并用的调峰形式。 冷却源与地埋管换热器并用的调峰形式。 4.3.4 地埋管换热器应根据可使用地面面积、工程勘察结果 地埋管换热器应根据可使用地面面积、 及挖掘成本等因素确定埋管方式。 及挖掘成本等因素确定埋管方式。 106 地源热泵系统工程技术规范 4.3 地埋管换热系统设计 4.3.5 地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料热 物 性 参 数 ， 采 用 专 用 软 件 （ 瑞 典 隆 德 大 学 EED 、 美 国 Solar Energy 实验室TRNSYS等）进行。竖直地埋管换热器的设计也 实验室 等 进行。 可按本规范附录B的方法进行计算 的方法进行计算。 可按本规范附录 的方法进行计算。 4.3.6 地埋管换热器设计计算时，环路集管不应包括在地埋管换 地埋管换热器设计计算时， 热器长度内。 热器长度内。 4.3.7 水平地埋管换热器可不设坡度。最上层埋管顶部应在冻土 水平地埋管换热器可不设坡度。 层以下0.4m，且距地面不宜小于 层以下 ，且距地面不宜小于0.8m。 。 4.3.8 竖直地埋管换热器埋管深度宜大于 竖直地埋管换热器埋管深度宜大于20m，钻孔孔径不宜小 ， 于0.11m，钻孔间距应满足换热需要， 间距宜为 ～6m。水平连 ，钻孔间距应满足换热需要，间距宜为3～ 。 接管的深度应在冻土层以下0.6m，且距地面不宜小于 接管的深度应在冻土层以下 ，且距地面不宜小于1.5m。 。 4.3.9 地埋管换热器管内流体应保持紊流流态，水平环路集管坡 地埋管换热器管内流体应保持紊流流态， 度宜为0.002。 度宜为 。 107 地源热泵系统工程技术规范 4.3 地埋管换热系统设计 4.3.10 地埋管环路两端应分别与供、回水环路 地埋管环路两端应分别与供、 集管相连接， 且宜同程布置。 每对供、 集管相连接 ， 且宜同程布置 。 每对供 、 回水 环路集管连接的地埋管环路数宜相等。 环路集管连接的地埋管环路数宜相等 。 供 、 回水环路集管的间距不应小于0.6m。 回水环路集管的间距不应小于 。 4.3.11 地埋管换热器安装位置应远离水井及室 外排水设施， 外排水设施 ， 并宜靠近机房或以机房为中心 设置。 设置。 4.3.12 地埋管换热系统应设自动充液及泄漏报 警系统。 需要防冻的地区， 警系统 。 需要防冻的地区 ， 应设防冻保护装 置。 4.3.13 地埋管换热系统应根据地质特征确定回 地埋管换热系统应根据地质特征确定回 填料配方， 填料配方 ， 回填料的导热系数不应低于钻孔 外或沟槽外岩土体的导热系数。 外或沟槽外岩土体的导热系数。 108 地源热泵系统工程技术规范 4.3 地埋管换热系统设计 4.3.14 地埋管换热系统设计时应根据实际选用的传热介质的 水力特性进行水力计算。 水力特性进行水力计算。 4.3.15 地埋管换热系统宜采用变流量设计。 地埋管换热系统宜采用变流量设计。 4.3.16 地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能 若建筑物内系统压力超过地埋管换热器的承压能力时， 力，若建筑物内系统压力超过地埋管换热器的承压能力时， 应设中间换热器将地埋管换热器与建筑物内系统分开。 应设中间换热器将地埋管换热器与建筑物内系统分开。 4.3.17 地埋管换热系统宜设置反冲洗系统，冲洗流量宜为工 地埋管换热系统宜设置反冲洗系统， 作流量的2倍 作流量的 倍。 109 地源热泵系统工程技术规范 4.4 地埋管换热系统施工 4.4.1 地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察 资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 4.4.2 地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下 管线、 其他地下构筑物的功能及其准确位置， 管线 、 其他地下构筑物的功能及其准确位置 ， 并应进行 地面清理，铲除地面杂草、杂物，平整地面。 地面清理，铲除地面杂草、杂物，平整地面。 4.4.3 地埋管换热系统施工过程中，应严格检查并做好管 地埋管换热系统施工过程中， 材保护工作。 材保护工作。 110 地源热泵系统工程技术规范 4.4 地埋管换热系统施工 4.4.4 管道连接应符合下列规定： 管道连接应符合下列规定： 1 埋地管道应采用热熔或电熔连接。聚乙烯管道连接应 埋地管道应采用热熔或电熔连接。 符合国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》 符合国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》 CJJ101的有关规定； 的有关规定； 的有关规定 2 竖直地埋管换热器的 形弯管接头，宜选用定型的 竖直地埋管换热器的U形弯管接头 宜选用定型的U 形弯管接头， 形弯头成品件，不宜采用直管道煨制弯头； 形弯头成品件，不宜采用直管道煨制弯头； 3 竖直地埋管换热器 形管的组对长度应能满足插入钻 竖直地埋管换热器U形管的组对长度应能满足插入钻 孔后与环路集管连接的要求，组对好的U形管的两开口端 孔后与环路集管连接的要求 ， 组对好的 形管的两开口端 应及时密封。 部，应及时密封。 111 地源热泵系统工程技术规范 4.4 地埋管换热系统施工 4.4.5 水平地埋管换热器铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管 水平地埋管换热器铺设前， 径厚度的细砂。水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重 径厚度的细砂。 水平地埋管换热器安装时， 物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑， 物撞击管身 。 管道不应有折断、 扭结等问题， 转弯处应光滑 ， 且应采取固定措施。 且应采取固定措施。 4.4.6 水平地埋管换热器回填料应细小、松散、均匀，且不应 水平地埋管换热器回填料应细小、松散、均匀， 含石块及土块。回填压实过程应均匀， 含石块及土块 。 回填压实过程应均匀 ， 回填料应与管道接触 紧密，且不得损伤管道。 紧密，且不得损伤管道。 4.4.7 竖直地埋管换热器 形管安装应在钻孔钻好且孔壁固化 竖直地埋管换热器U形管安装应在钻孔钻好且孔壁固化 后立即进行。当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、 后立即进行。 当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞 、 洞穴等导致 成孔困难时， 应设护壁套管。 下管过程中， 形管内宜充满 成孔困难时 ， 应设护壁套管 。 下管过程中 ， U形管内宜充满 并宜采取措施使U形管两支管处于分开状态 形管两支管处于分开状态。 水，并宜采取措施使 形管两支管处于分开状态。 4.4.8 竖直地埋管换热器 形管安装完毕后，应立即灌浆回填 竖直地埋管换热器U形管安装完毕后 形管安装完毕后， 封孔。 当埋管深度超过40m时， 灌浆回填应在周围临近钻孔 封孔 。 当埋管深度超过 时 均钻凿完毕后进行。 均钻凿完毕后进行。 112 地源热泵系统工程技术规范 4.5 地埋管换热系统的检验与验收 4.5.1 地埋管换热系统安装过程中，应进行现场检验，并应提供 地埋管换热系统安装过程中，应进行现场检验， 检验报告。检验内容应符合下列规定： 检验报告。检验内容应符合下列规定： 1 管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定； 管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定； 2 钻孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直径、壁厚及长 钻孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直径、 度均应符合设计要求； 度均应符合设计要求； 3 回填料及其配比应符合设计要求； 回填料及其配比应符合设计要求； 4 水压试验应合格； 水压试验应合格 应合格； 5 各环路流量应平衡，且应满足设计要求； 各环路流量应平衡，且应满足设计要求； 6 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求； 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求； 7 循环水流量及进出水温差均应符合设计要求。 循环水流量及进出水温差均应符合设计要求。 113 地源热泵系统工程技术规范 4.5 地埋管换热系统的检验与验收 4.5.2 水压试验应符合下列规定： 水压试验应符合下列规定： 1 试验压力 ： 当工作压力小于等于 试验压力：当工作压力小于等于1.0MPa时， 应为工作压 时 力的1.5倍， 且不应小于0.6MPa；当工作压力大于1.0MPa时 ， 力的 倍 且不应小于 ； 当工作压力大于 时 应为工作压力加0.5MPa。 应为工作压力加 。 2 水压试验步骤： 水压试验步骤： 1）竖直地埋管换热器插入钻孔前 ， 应做第一次水压试验 。 在试 ） 竖直地埋管换热器插入钻孔前， 应做第一次水压试验。 验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于 验压力下 ， 稳压至少 ， 稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏 ， 现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压lh。 现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压 。 水平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。 水平地埋管换热器放入沟槽前 ， 应做第一次水压试验 。 在试验压力 稳压至少15min，稳压后压力降不应大于 下，稳压至少 ，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。 ，且无泄漏现象。 2）竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后， 回填前应 ）竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后， 进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力 进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少 ， 降不应大于3%，且无泄漏现象。 降不应大于 ，且无泄漏现象。 114 地源热泵系统工程技术规范 4.5 地埋管换热系统的检验与验收 3）环路集管与机房分集水器连接完成后 ， 回填前应 ） 环路集管与机房分集水器连接完成后， 进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少2h， 进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少 ，且无 泄漏现象。 泄漏现象。 4）地埋管换热系统全部安装完毕 ， 且冲洗 、 排气及 ） 地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、 回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下， 回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳 压至少12h，稳压后压力降不应大于 。 压至少 ，稳压后压力降不应大于3%。 3 水压试验宜采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随 水压试验宜采用手动泵缓慢升压， 时观察与检查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试 时观察与检查， 不得有渗漏； 验。 4.5.3 回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。 回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。 115 地源热泵系统工程技术规范 5.1 一般规定 5.1.1 地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行 设计。必须采取可靠回灌措施， 设计 。必须采取可靠回灌措施， 确保置换冷量或热 量后的地下水全部回灌到同一含水层， 量后的地下水全部回灌到同一含水层 ，并不得对地 下水资源造成浪费及污染。系统投入运行后， 下水资源造成浪费及污染。 系统投入运行后， 应对 抽水量、回灌量及其水质进行定期监测。 强条， 抽水量、 回灌量及其水质进行定期监测。（ 强条 ， 实际上， 实际上，由于这种系统出现越来越多的无法回灌情 造成地下水被大量抽取浪费，逐渐受到限制） 况，造成地下水被大量抽取浪费，逐渐受到限制） 5.1.2 地下水的持续出水量应满足地源热泵系统最大 吸热量或释热量的要求。 吸热量或释热量的要求。 5.1.3 地下水供水管、回灌管不得与市政管道连接。 地下水供水管、 回灌管不得与市政管道连接。 116 地源热泵系统工程技术规范 5.2 地下水换热系统设计 5.2.1 热源井的设计单位应具有水文地质勘察资质。 热源井的设计单位应具有水文地质勘察资质。 5.2.2 热源井设计应符合现行国家标准《供水管井技术 热源井设计应符合现行国家标准《 规范》 的相关规定， 规范》GB 50296的相关规定，并应包括下列内容： 的相关规定 并应包括下列内容： 1 热源井抽水量和回灌量、水温和水质； 热源井抽水量和回灌量、水温和水质； 2 热源井数量、井位分布及取水层位； 热源井数量、井位分布及取水层位； 3 井管配置及管材选用，抽灌设备选择； 井管配置及管材选用，抽灌设备选择； 4 井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料； 井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料； 5 抽水试验和回灌试验要求及措施； 抽水试验和回灌试验要求及措施； 6 井口装置及附属设施。 井口装置及附属设施。 117 地源热泵系统工程技术规范 5.2 地下水换热系统设计 5.2.3 热源井设计时应采取减少空气侵入的措施。 热源井设计时应采取减少空气侵入的措施。 5.2.4 抽水井与回灌井宜能相互转换，其间应设排气装置。抽 抽水井与回灌井宜能相互转换，其间应设排气装置。 水管和回灌管上均应设置水样采集口及监测口。 水管和回灌管上均应设置水样采集口及监测口。 5.2.5 热源井数目应满足持续出水量和完全回灌的需求。 热源井数目应满足持续出水量和完全回灌的需求。 5.2.6 热源井位的设置应避开有污染的地面或地层。热源井井 热源井位的设置应避开有污染的地面或地层。 口应严格封闭，井内装置应使用对地下水无污染的材料。 口应严格封闭，井内装置应使用对地下水无污染的材料。 5.2.7 热源井井口处应设检查井。井口之上若有构筑物，应留 热源井井口处应设检查井。井口之上若有构筑物， 有检修用的足够高度或在构筑物上留有检修口。 有检修用的足够高度或在构筑物上留有检修口。 5.2.8 地下水换热系统应根据水源水质条件采用直接或间接系 统；水系统宜采用变流量设计；地下水供水管道宜保温。 水系统宜采用变流量设计；地下水供水管道宜保温。 118 地源热泵系统工程技术规范 5.3 地下水换热系统施工 5.3.1 热源井的施工队伍应具有相应的施工资质。 热源井的施工队伍应具有相应的施工资质。 5.3.2 地下水换热系统施工前应具备热源井及其周围区域的工 程勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 程勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。 5.3.3 热源井施工过程中应同时绘制地层钻孔柱状剖面图。 热源井施工过程中应同时绘制地层钻孔柱状剖面图。 5.3.4 热源井施工应符合现行国家标准《供水管井技术规范》 热源井施工应符合现行国家标准《供水管井技术规范》 GB 50296的规定。 的规定。 的规定 5.3.5 热源井在成井后应及时洗井。洗井结束后应进行抽水试 热源井在成井后应及时洗井。 验和回灌试验。 验和回灌试验。 5.3.6 抽水试验应稳定延续 抽水试验应稳定延续12h，出水量不应小于设计出水量 ， ， 出水量不应小于设计出水量， 降深不应大于5m；回灌试验应稳定延续36h以上， 回灌量应 以上， 降深不应大于 ； 回灌试验应稳定延续 以上 大于设计回灌量。 大于设计回灌量。 119 地源热泵系统工程技术规范 5.4 地下水换热系统检验与验收 5.4.1 热 源井 应单独进行 验收 ， 且应符合 现 行国家 标 准 热源井 且应符合现 供水管井技术规范》 《供水管井技术规范》GB 50296及《供水水文地质钻探与 及 凿井操作规程》 的规定。 凿井操作规程》CJJ13的规定。 的规定 5.4.2 热源井持续出水量和回灌量应稳定 ， 并应满足设计 热源井持续出水量和回灌量应稳定， 要求。持续出水量和回灌量应符合本规范第5.3.6条的规定。 条的规定。 要求。持续出水量和回灌量应符合本规范第 条的规定 5.4.3 抽水试验结束前应采集水样 ， 进行水质测定和含砂 抽水试验结束前应采集水样， 量测定。经处理后的水质应满足系统设备的使用要求。 量测定。经处理后的水质应满足系统设备的使用要求。 5.4.4 地下水换热系统验收后 ， 施工单位应提交热源井成 地下水换热系统验收后， 井报告。报告应包括管井综合柱状图，洗井、 井报告。报告应包括管井综合柱状图，洗井、抽水和回灌 试验、水质检验及验收资料。 试验、水质检验及验收资料。 5.4.5 输 水管 网设计 、 施 工及验 收应符合 现 行国家 标 准 输水管 工及验收应符合现 室外给水设计规范》 《室外给水设计规范》GB 50013及《给水排水管道工程施 及 工及验收规范》 的规定。 工及验收规范》GB 50268的规定。 的规定 120 地源热泵系统工程技术规范 6.1 一般规定 6.1.1 地表水换热系统设计前，应对地表水地源热泵系统运 地表水换热系统设计前， 行对水环境的影响进行评估。 行对水环境的影响进行评估。 6.1.2 地表水换热系统设计方案应根据水面用途，地表水深 地表水换热系统设计方案应根据水面用途， 面积，地表水水质、水位、水温情况综合确定。 度、面积，地表水水质、水位、水温情况综合确定。 6.1.3 地表水换热盘管的换热量应满足地源热泵系统最大吸 热量或释热量的需要。 热量或释热量的需要。 121 地源热泵系统工程技术规范 6.2 地表水换热系统设计 6.2.4 地表水换热系统可采用开式或闭式两种形式， 地表水换热系统可采用开式或闭式两种形式， 水系统宜采用变流量设计。 水系统宜采用变流量设计。 6.2.5 地表水换热盘管管材与传热介质应符合本规 范第4.2节的规定 节的规定。 范第 节的规定。 6.2.6 当地表水体为海水时，与海水接触的所有设 当地表水体为海水时， 部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力； 备、部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力； 与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、 与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、 清理的功能。 清理的功能。 这种方式在香港应用较为普遍， 【这种方式在香港应用较为普遍， 我们称之为海 水冷却。 水冷却。】 122 地源热泵系统工程技术规范 6.4 地表水换热系统检验与验收 6.4.1 地表水换热系统安装过程中，应进行现场检验，并应提 地表水换热系统安装过程中，应进行现场检验， 供检验报告，检验内容应符合下列规定： 供检验报告，检验内容应符合下列规定： 1 管材、管件等材料应具有产品合格证和性能检验报告； 管材、管件等材料应具有产品合格证和性能检验报告； 2 换热盘管的长度、布置方式及管沟设置应符合设计要求； 换热盘管的长度、布置方式及管沟设置应符合设计要求； 3 水压试验应合格； 水压试验应合格； 4 各环路流量应平衡，且应满足设计要求； 各环路流量应平衡，且应满足设计要求； 5 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求； 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求； 6 循环水流量及进出水温差应符合设计要求。 循环水流量及进出水温差应符合设计要求。 123 地源热泵系统工程技术规范 6.4 地表水换热系统检验与验收 6.4.2 水压试验应符合下列规定： 水压试验应符合下列规定： 1 闭式地表水换热系统水压试验应符合以下规定： 闭式地表水换热系统水压试验应符合以下规定： 1）试验压力：当工作压力小于等于 ）试验压力：当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压 时 力的1.5倍 且不应小于0.6Mpa；当工作压力大于 力的 倍 ， 且不应小于 ； 当工作压力大于1.0MPa时， 时 应为工作压力加0.5MPa。 应为工作压力加 。 2）水压试验步骤：换热盘管组装完成后，应做第一次水压 ）水压试验步骤：换热盘管组装完成后， 试验， 在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大 试验 ， 在试验压力下 ， 稳压至少 ， 于 3％ ， 且无泄漏现象 ； 换热盘管与环路集管装配完成后 ， 应 ％ 且无泄漏现象； 换热盘管与环路集管装配完成后， 进行第二次水压试验，在试验压力下，稳压至少30min， 稳压 进行第二次水压试验 ， 在试验压力下 ， 稳压至少 ， 后压力降不应大于3％ 且无泄漏现象； 后压力降不应大于 ％ ， 且无泄漏现象 ； 环路集管与机房分集 水器连接完成后，应进行第三次水压试验，在试验压力下， 水器连接完成后，应进行第三次水压试验，在试验压力下 ，稳 压至少12h，稳压后压力降不应大于 ％。 压至少 ，稳压后压力降不应大于3％ 2 开式地表水换热系统水压试验应符合现行国家标准 《 通 开式地表水换热系统水压试验应符合现行国家标准《 风与空调工程施工质量验收规范》 的相关规定。 风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243的相关规定。 的相关规定 124 地源热泵系统工程技术规范 7.1 建筑物内系统设计 7.1.1 建筑物内系统的设计应符合现行国家标准 《 采暖通 建筑物内系统的设计应符合现行国家标准《 风与空气调节设计规范》 的规定。 风与空气调节设计规范》GB 50019的规定。其中，涉及生 的规定 其中， 活热水或其他热水供应部分，应符合现行国家标准《 活热水或其他热水供应部分，应符合现行国家标准《建筑 给水排水设计规范》 的规定。 给水排水设计规范》GB 50015的规定。 的规定 7.1.2 水源热泵机组性能应符合现行国家标准《水源热泵 水源热泵机组性能应符合现行国家标准《 机组》 ／ 的相关规定， 机组 》GB／T19409的相关规定， 且应满足地源热泵系统 的相关规定 运行参数的要求。 运行参数的要求。 7.1.3 水源热泵机组应具备能量调节功能，且其蒸发器出 水源热泵机组应具备能量调节功能， 口应设防冻保护装置。 口应设防冻保护装置。 7.1.4 水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型。 水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型。 7.1.5 建筑物内系统应根据建筑的特点及使用功能确定水 源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。 源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。 125 地源热泵系统工程技术规范 7.1 建筑物内系统设计 7.1.6 在水源热泵机组外进行冷 、 热转换的地源热泵系统 在水源热泵机组外进行冷、 应在水系统上设冬、夏季节的功能转换阀门， 应在水系统上设冬、夏季节的功能转换阀门，并在转换阀 门上作出明显标识。 门上作出明显标识。地下水或地表水直接流经水源热泵机 组的系统应在水系统上预留机组清洗用旁通管。 组的系统应在水系统上预留机组清洗用旁通管。 7.1.7 地源热泵系统在具备供热 、 供冷功能的同时 ， 宜优 地源热泵系统在具备供热、供冷功能的同时， 先采用地源热泵系统提供（或预热）生活热水， 先采用地源热泵系统提供（或预热）生活热水，不足部分 由其他方式解决。水源热泵系统提供生活热水时， 由其他方式解决。水源热泵系统提供生活热水时，应采用 换热设备间接供给。 换热设备间接供给。 7.1.8 建筑物内系统设计时 ， 应通过技术经济比较后 ， 增 建筑物内系统设计时，应通过技术经济比较后， 设辅助热源、蓄热(冷 装置或其他节能设施 装置或其他节能设施。 设辅助热源、蓄热 冷)装置或其他节能设施。 126 地源热泵系统工程技术规范 7.2 建筑物内系统施工、检验与验收 建筑物内系统施工、 7.2.1 水源热泵机组 、 附属设备 、 管道 、 管件及阀门的 水源热泵机组、 附属设备、管道、 型号、规格、性能及技术参数等应符合设计要求， 型号、规格、性能及技术参数等应符合设计要求，并具 备产品合格证书、 备产品合格证书、产品性能检验报告及产品说明书等文 件。 7.2.2 水源热泵机组及建筑物内系统安装应符合现行国 家标准《制冷设备、 家标准《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收 规范》 规范》GB 50274及《通风与空调工程施工质量验收规范》 及 通风与空调工程施工质量验收规范》 GB 50243的规定。 的规定。 的规定 127 地源热泵系统工程技术规范 8 整体运转、调试与验收 整体运转、 8.0.1 地源热泵系统交付使用前，应进行整体运转、调试 地源热泵系统交付使用前，应进行整体运转、 与验收。 与验收。 8.0.2 地源热泵系统整体运转与调试应符合下列规定： 地源热泵系统整体运转与调试应符合下列规定： 1 整体运转与调试前应制定整体运转与调试方案，并 整体运转与调试前应制定整体运转与调试方案， 报送专业监理工程师审核批准； 报送专业监理工程师审核批准； 2 水源热泵机组试运转前应进行水系统及风系统平衡 调试，确定系统循环总流量、 调试 ， 确定系统循环总流量 、 各分支流量及各末端设备 流量均达到设计要求； 流量均达到设计要求； 3 水力平衡调试完成后，应进行水源热泵机组的试运 水力平衡调试完成后， 并填写运转记录，运行数据应达到设备技术要求； 转，并填写运转记录，运行数据应达到设备技术要求； 128 地源热泵系统工程技术规范 8 整体运转、调试与验收 整体运转、 4 水源热泵机组试运转正常后 ， 应进行连续 水源热泵机组试运转正常后，应进行连续24h的系 的系 统试运转，并填写运转记录； 统试运转，并填写运转记录； 5 地源热泵系统调试应分冬、夏两季进行，且调试结 地源热泵系统调试应分冬、夏两季进行， 果应达到设计要求。 果应达到设计要求。调试完成后应编写调试报告及运行操 作规程，并提交甲方确认后存档。 作规程，并提交甲方确认后存档。 8.0.3 地源热泵系统整体验收前 ， 应进行冬 、 夏两季运行 地源热泵系统整体验收前，应进行冬、 测试，并对地源热泵系统的实测性能作出评价。 测试，并对地源热泵系统的实测性能作出评价。 8.0.4 地源热泵系统整体运转 、 调试与验收除应符合本规 地源热泵系统整体运转、 范规定外，还应符合现行国家标准《 范规定外，还应符合现行国家标准《通风与空调工程施工 质量验收规范》 质量验收规范》GB 50243和《制冷设备、空气分离设备安 和 制冷设备、 装工程施工及验收规范》 的相关规定。 装工程施工及验收规范》GB 50274的相关规定。 的相关规定 129 地源热泵系统工程技术规范 工程范例 1、广东省恩平市良西镇地表水式系统 2、北京市海淀区地埋管式系统 3、北京嘉和丽园地下水式系统 130 地源热泵系统工程技术规范 广东省恩平市良西镇地表水式系统 建筑总面积为2950m2;室外换热系统采用地表水式换热方式；室内换 热系统为地源热泵机组换热系统。 用地源热泵系统供暖时，其运行费用可比传统中央空调系统降低 30%-70%；地源热泵系统制冷时，其运行费用可比传统中央空调系统 降低40%-50%。 131 地源热泵系统工程技术规范 北京市海淀区地埋管式系统 四层综合楼，总建筑面积为2070.8m2。空调使用面积约 为1600m2。 制冷效果：室外38℃有太阳照射时，室内25℃以下； 供暖效果：室外-15℃夜间时，室内20℃以上； 舒适性： 送风均匀，室内最大温差±1℃，气流速度小 于0.3米/秒，无吹风感。空气品值大大优于风机盘管系 统。 132 地源热泵系统工程技术规范 北京市海淀区地埋管式系统 初投资大体与传统中央空调加锅炉系统的投资相同，但运行费用 比传统中央空调加锅炉系统低40-60%，即使用地源热泵系统供暖 后，其运行费用可比传统中央空调系统降低30%-70%；用地源热泵 系统制冷后，其运行费用可比传统中央空调系统降低40%-50%，实 现了真正意义上的节能，环保，舒适。 133 地源热泵系统工程技术规范 北京嘉和丽园地下水式系统 建筑类型：高档公寓 总建筑面积：88，000平方米 采暖空调面积：70，000平方米 134 地源热泵系统工程技术规范 总结 长江流域及其周边地区具有丰富的低温环境资源， 夏热冬冷，需要供热和空调。因此该地区地源热泵技 术具有广阔的应用前景。地源热泵在南方地区使用可 地源热泵在南方地区使用可 但是不如夏热冬冷地区理想， 以，但是不如夏热冬冷地区理想，所以要进行经济分 析和技术分析。 析和技术分析。 135 地源热泵系统工程技术规范 总结 ? ? 影响土壤源热泵广泛应用的主要原因： 1、地埋式换热器的传热强化、土壤源热泵系统仿真及 最佳匹配参数的研究还不够深入,无法为设计提供最简 介的方法； 2、土壤源热泵自身存在的缺点：地埋换热器受土壤性 质影响较大；连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温 度受土壤温度变化的影响而发生波动；土壤导热系数 小，使地埋换热器的面积较大等； 3、关于埋地盘管的数学模型和土壤热场特点的理论研 究还不够深入，仍处于试验阶段；由于它涉及钻探工 程，使施工困难，系统投资比较大。因此在热泵技术 开发应用中，应通过热泵的批量生产和技术改进来降 低成本，使热泵技术的优越性更加突出； 4、我国有关地源热泵的现成技术资料不多，缺少这方 面的设计、生产、安装和维护人员，而且生产相关设 备的厂家少，需加强相关技术人才的培养； 136 ? ? 地源热泵系统工程技术规范 总结 ? 5、需向世界上热泵技术比较发达的国家学习，但应注 意：由于我国气候条件不同，因此不能照搬外国的技 术成果，而应注意吸收国外正反经验，合理布局，稳 步发展，在条件相对成熟的地区多进行试验和总结； ? 6、地下情况远比地上的复杂，需要进行详细的勘察。 提供正确可靠供工程设计参考的技术数据； ? 7、使用地源热泵系统，要优化，扬长避短； ? 8、开发成熟的可供工程设计参考的设计计算方法；现 有的设计只有专业公司会做，一般设计人员基本不会， 严重制约了该技术的推广； ? 9、现有的产品规格、品种还不够齐全，影响使用； ? 10、地下换热器的安装、施工技术还没有普及，一般 的施工队伍无法保证质量。 这些问题都是制约地源热泵发展的重要因素。