高清带书签 津12N8 地源热泵系统设计与安装图集(无水印).pdf

高清无水印带书签 津12N8 图集，pdf格式，实施日期：2013年10月1日，统一编号：DBJT29-18-2013，主编单位：天津市建设工程技术研究所，批准单位：天津市城乡建设和交通委员会，批准文号：津建设[2013]587号

编制说明：
1编制依据
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009
《供水管并技术规范》GB50296-1999
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》DB/T29-178-2010
《天津市污水源热泵系统应用技术规程》DB/T29-206-2010
《水源热泵机组》GB/T19409-2003
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
《建筑给水排水及采暖工程龙工质量验收规范》GB50242-2002
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010
《工业设备及管道绝热工程施工规范》GB50126-2008
《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004
《供水水文地质钻探与雷井操作规程》CJJ13-87
2.适用范围
本图集适用于新建、改建和扩建的工业和民用建筑中地源热泵系统的设计与安装。可供从事地源热泵系统设计、施工、运行、管理及其它有关专业人员使用与参考、
3,主要内容与特点
3.1本图集主要内容包括：地源热系系统设计选用说明、各类地源热泵系统原理图、各类地源热泵系统控制原理图、埋管换热器节点安装大样图、埋管换热器检查并大样图、水源井构造做法等，
3.2本图集提供了各类地源热泵系统的设计要点，总结了地源热泵系统各种复合（衍生）形式并通过原理图推荐了其成熟优化的系统工艺流程。

3.3尽管严格意义上地热尾水与空调冷凝热回收型热泵系统不归类干地源热泵系统，但因它们的系统构成和工作特点与地源热系系统几乎完全相同，所以将其列入本图集。
3.4自动控制系统是保证地源热泵系统稳定高效运行的重要条件，本图集提供了各类地源热泵系统控制原理图作为自动控制系统设计的基础。
3.5地源热泵系统“源侧”关键环节，如埋管换热器节点安装、水源井构造、地温监测等往往是容易出问题的环节，为此本图集提供了地源热泵系统“源侧”关键环节的多个大样图，供设计选用参考
5.选用注意事项
本图集提供的技术资料和设计示例是根据一定的具体条件和要求编制的，必然存在有一定的局限性，参考使用中应注意下列事项：
5.1本图集仅列举了一些比较常用的有代表性的地源热泵系统形式，使用本图集时，应根据地源侧的具体条件和用户侧实际需求情况，对系统形式进行必要的调整。
5.2使用者可根据使用地区水源的水质特点，用户末端设备对水质的要求以及设计经验，对图集各原理图的水处理系统及水过滤器设置进行合理的修改或增补
5.3使用本图集时，应使具体设计同时满足国家、行业以及地方现行相关标准、规范、规程与管理规定的要求。
5.4本图集所有尺寸除已注明外，均以毫米计。
5.5本图集所选用的技术参数以相应产品制造商提供的技术资料参考，选用者在使用时应同时索取产品最新资料。

设计说明：

1总则
1.1地源热泵系统可以利用的低温热源有岩土体、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选择水源的原则：水量充足、水温造度，水质造宜、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，充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源系统综合能效的影响
1.4热泵机组正常工作的冷热源温度范围应符合《水源热泵机组》GB/T19409-2003的规定（见下表）。如水源水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阀、混水泵等方式进行调节，以满足机组要求，

1.5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。经水处理后仍达不到规定时，应在地源水与热泵机组之间加设中间换热器。若水源不允许直接或间接利用，可考虑设置封闭换热器。

1.6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埋管地源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。通过增设辅助热源（如太阳能加热器，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间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。

2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Ls>1.1Lx或Lx>1.25Ls时，宜近行技术经济比较，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℃选取。表2.3.2列出了我国六省主要城市的年平均气温。

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,钻孔孔径宜大于0.11m,钻孔问距应通过计算确定，宜为4-6m。水平环路集管管顶距地面不宜小于1.5m,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0.5m/s,最低运行流量时不宜低于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5%，且不宜大于25，子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，“上游”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。

3地下水地源热泵系统
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采的政策与法规。
3.1.2在政策许可的条件下应通过对工程场地进行水文地质勘察和水文地质试验进行地下水资源评估，并向当地水资源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源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源热泵系统。
3.2设计原则
3.2.1水源井群的井数、井深、布局、采灌匹配、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抗行。
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。

4地表水地源热泵系统（河、湖、工业余热水）
4.1一般规定
4.1.1地表水地源热泵空调系统的应用，应符合国家和当地政府的现行规范、规定与规划要求以及水利、航道等政府管理部门的规定。
4.1.2方案设计前应做必要的环境分析评估，综合考虑取水设施、回水设施、退水设施、水处理措施和经换热后对水体温度的影响等因素，
4.1.3地表水（河、湖水）地源热泵系统方案，应根据工程的具体条件、地表水资源的勘察与环境评估等资料，经技术经济比较确定，
4.1.4地表水换热系统引起的地表水体温度波动范围应符合：周平均最大温升不超过1℃，周平均最大温降不超过2℃。

4.2设计原则
4.2.1地表水换热系统的换热量应根据设计工况系统的取热量和释热量计算确定，并同时满足两者的需求量要求。
4.2.2建筑同时存在空调冷负荷与空调热负荷或生活热水供热负荷时，宜选用有热回收功能的水源热泵机组。
4.2.3应根据地表水换热系统对地表水体的温度影响限值，对地表水换热系统的最大换热能力进行校核计算。
4.2.4地表水换热系统不应采用软化、投药等化学方式进行水处理，
4.2.5确定地表水换热系统的源侧取水口与回水（退水）口位置前，必须获得地表水水位的年变化规律与历史极端情况的一手资料
4.2.6地表水换热系统的源侧取水口与回水（退水）口位置和距离应根据避免“热短路”的原则确定。取水口应选择水质较好的位置，且为千回水口的上游。取水口（或取水口附近一定范围）应设置污物初步阻拦过滤装置。取水口水流速度不宜大于lm/s。

5地表水水源热泵系统（海水）
5.1一般规定
5.1.1采用海水源热泵系统时，应通过现场勘查、调研或测试获得工程所在地至少近10年海水温度的变化规律与海水水质数据。
5.1.2海水的取水与回水、退水方式应根据海岸场地与地质条件确定，并应符合航道、海事、环保等管理部门的要求。
5.1.3海水的利用方式应根据海水温度变化规律、水质条件以及热泵机组产品性能结合投资、系统预期寿命等因素确定。
5.1.4由于初投资较高，海水源热泵系统经济性分析必须综合考虑资金成本、投资回收年限、运行费用等因素。
5.1.5海水源热泵系统的热泵机组站房宜靠近海水源侧设置。
5.1.6海水源热泵机组的选择应满足：在设计最低进水温度下能正常运行，对应设计最低进水温度的热泵机组供热工况C0P应大于等于3.0。
5.2设计原则
5.2.1海水设计温度应根据近30年取水点区域的统计资料选取。
5.2.2海水温度适宜的地区，应过渡季利用海水直接供冷；过渡季和冬季对建筑内区，利用海水直接供冷
5.2.3热泵系统运行状态下，海水的进水温度不宜低于5℃，不应低于3℃.
5.2.4海水换热系统不应采用软化、投药等化学方式进行水处理。

6地表水水源热泵系统（污水，含城市污水处理厂二级水、中水与原生污水)
6.1一般规定
6.1.1采用污水源热泵系统时，必须通过调研获得较准确的污水温度与流量的变化规律、采用原生污水时，对应系统最大原生污水需求量时段的实测流量应至少大于需求量的25%，
6.1.2采用污水源热泵系统时，应结合污水温度、流量、水质数据以及热泵机组产品性能等进行详细的技术经济分析。
6.1.3引入水源热泵机组或中间热交换器的“污水”除原生污水外应满足《城市污水再生利用-工业用水水质》GB/T19923或《城市污水再生利用-城市杂用水水质》GB/T18920等标准的要求。
6.1.4应根据项目所在地环境安全与卫生防疫部门要求，进行污水应用的环境安全与卫生防疫安全评估，并应取得其批准。
6.1.5原生污水源热泵系统供热工况的污水退水温度应根据项目所在地的相关管理要求确定，并不应对污水处理工艺造成不良影响。

7.地热尾水水源热泵
7.1一般规定
7.1.1应通过水源热泵装置实现地热尾水的热利用且地热尾水回灌温度不应高于10℃，以提高地热水热利用强度，节约地热资源。
7.1.2确定采用地热尾水水源热泵系统前，应通过现场勘查、调研或测试获得地热尾水或地热水的温度与水质数据。
7.1.3地热尾水地源热泵系统应与地热直接换热供热系统统一设计，其设计参数应根据全系统热效率较高的原则通过技术经济分析确定，
7.1.4应依据评估报告确定地热资源的利用规模与利用方式并应按不低于地热利用许可规定的回灌率将回水回灌至同一含水层。
7.2设计原则
7.2.1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热尾水利用温差，减少对地热资源的需求，
7.2.2地热尾水换热系统应采用闭式系统。
7.2.3地热尾水换热系统不应采用软化、投药等化学方式进行水处理。
7.2.4地热水采、回灌管上应设置远传型流量计量装置。

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编制说明 12
设计说明(一) - (九) 13
施工说明(一) - (四) 22
图例 26
埋管地源热泵系统原理图 27
埋管地源热泵系统控制原理图 28
直接换热地源热泵系统原理图(一) 29
直接换热地源热泵系统控制原理图(一) 30
直接换热地源热泵系统原理图(二) 31
直接换热地源热泵系统控制原理图(二) 32
间接换热地源热泵系统原理图(一) 33
间接换热地源热泵系统控制原理图(一) 34
间接换热地源热泵系统原理图(二) 35
间接换热地源热泵系统控制原理图(二) 36
间接换热地源热泵系统原理图(三) 37
间接换热地源热泵系统控制原理图(三) 38
间接换热地源热泵系统原理图(四) 39
间接换热地源热泵系统控制原理图(四） 40
间接换热地源热泵系统原理图(五) 41
间接换热地源热泵系统控制原理图(五） 42
复合式埋管地源热泵系统原理图(一) 43
复合式埋管地源热泵系统控制原理图(一) 44
复合式埋管地源热泵系统原理图(二) 45
复合式埋管地源热泵系统控制原理图(二) 46
埋管三工况地源热泵系统原理图(一) 47
埋管三工况地源热泵系统控制原理图(一) 48
埋管三工况地源热泵系统原理图(二) 49
埋管三工况地源热泵系统控制原理图(二) 50
热回收地源热泵系统原理图(一) 51
热回收地源热泵系统控制原理图(一) 52
热回收地源热泵系统原理图(二) 53
热回收地源热泵系统控制原理图(二) 54
太阳能光热耦合地源热泵系统原理图 55
太阳能光热耦合地源热泵系统控制原理图 56
地热水梯级利用地源热泵系统原理图 57
地热水梯级利用地源热泵系统控制原理图 58
原生污水换热器外形及性能参数(一) 59
原生污水换热器外形及性能参数(二) 60
原生污水换热器外形及性能参数(三) 61
原生污水防阻机结构图(一) 62
原生污水防阻机结构图(二) 63
原生污水热泵系统污水取、回水原理图 64
埋管换热器检查井大样图(一) 65
埋管换热器检查井大样图(二) 66
土壤源热泵系统干管、水平集管平面图 67
土壤源热泵系统剖面图、节点详图 68
地温监测井构造做法 69
地温监测信号采集与传输系统示意图(一) 70
地温监测信号采集与传输系统示意图(二) 71
水源井成井工艺说明 72
Ⅱ组水源井构造做法 73
Ⅳ组水源井构造做法 74
水源井井口安装大样 75
水源井电气控制示意图(一) 76
水源井电气控制示意图(二) 77
地表水取水口构造大样 78
污水方涵取水口构造大样 79

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