天津市地埋管地源熱泵系統(tǒng)應用技術規(guī)程
1 總 則
1.0.1 本規(guī)程旨在規(guī)范天津市地埋管地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)工程的設計、施工及驗收等各環(huán)節(jié)，切實保障工程質(zhì)量，實現(xiàn)淺層地熱資源的合理、高效利用。
1.0.2 本規(guī)程僅適用于天津地區(qū)以地下巖土體為冷/熱源，以水或添加防凍劑的水溶液為地下循環(huán)介質(zhì)，利用電驅(qū)動機械壓縮式熱泵技術進行供暖空調(diào)或提供生活熱水的地源熱泵系統(tǒng)工程的設計、施工及驗收。
1.0.3 凡在天津市范圍內(nèi)采用地埋管地源熱泵技術的單位須嚴格遵守本規(guī)程的規(guī)定,同時也應符合國家頒布的相關標準的規(guī)定。
1.0.1 本規(guī)程旨在規(guī)范天津市地埋管地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)工程的設計、施工及驗收等各環(huán)節(jié)，切實保障工程質(zhì)量，實現(xiàn)淺層地熱資源的合理、高效利用。
1.0.2 本規(guī)程僅適用于天津地區(qū)以地下巖土體為冷/熱源，以水或添加防凍劑的水溶液為地下循環(huán)介質(zhì)，利用電驅(qū)動機械壓縮式熱泵技術進行供暖空調(diào)或提供生活熱水的地源熱泵系統(tǒng)工程的設計、施工及驗收。
1.0.3 凡在天津市范圍內(nèi)采用地埋管地源熱泵技術的單位須嚴格遵守本規(guī)程的規(guī)定,同時也應符合國家頒布的相關標準的規(guī)定。
2 術 語
2.0.1 地埋管地源熱泵系統(tǒng) ground-coupled heat pump system
采用閉路循環(huán)，傳熱介質(zhì)通過豎直或水平埋設在巖土體中的換熱管與土壤進行熱交換的地源熱泵系統(tǒng)，也稱地耦合地源熱泵系統(tǒng)。
2.0.2 地埋管換熱器 ground heat exchanger
一種埋設在地下的閉式循環(huán)管路，傳熱介質(zhì)經(jīng)管壁與巖土體進行熱交換。根據(jù)管路埋置方式不同，可以分為水平式和豎直式地埋管換熱器。
2.0.3 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。
2.0.4 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。
2.0.5 地埋管換熱系統(tǒng) ground heat exchange system
傳熱介質(zhì)通過豎直或水平地埋管換熱器與巖土體進行熱交換的淺層地熱能交換系統(tǒng)，又稱土壤熱交換系統(tǒng)，也稱為閉式地埋管循環(huán)系統(tǒng)。
2.0.6 傳熱介質(zhì) heat-transfer fluid
地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，攜帶熱量或冷量，并通過地埋管與土壤進行熱交換的液體。一般為水或水與防凍液的混合物。
2.0.7 工程勘察 site survey
根據(jù)工程要求，查明、分析、評價建設場地地質(zhì)環(huán)境特征和巖土體工程條件，并編制勘察文件的活動。
2.0.8 地質(zhì)勘察 geological investigation
對一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、地下水、地貌、地質(zhì)環(huán)境等地質(zhì)情況進行調(diào)查研究工作的總稱。
2.0.9 水文地質(zhì)條件 hydrogeological condition
一個地區(qū)地下水的分布、埋藏、運動以及水質(zhì)和水量等特征的總稱。
2.0.10含水層 aquifer
地下水面以下飽水的透水層。
2.0.11滲透性 permeability
含水層多孔介質(zhì)能夠被水或其它液體透過的性質(zhì)。
2.0.12巖土體 rock-soil body
巖石和松散沉積物的集合體，如砂礫石、土體等。
2.0.13巖土體熱物性 thermal-physical properties of rock-soil body
巖土體的熱物理學性質(zhì)，包括土壤的導熱系數(shù)、密度、擴散系數(shù)、比熱容等。
2.0.14恒溫層 constant zone of subsurface temperature
地下溫度的變化幅度等于零的地帶，它的上面是變溫層，下面是增溫層。
2.0.15變溫層 variable zone of subsurface temperature
地下溫度明顯受到地表大氣溫度變化影響的地層，即自恒溫層向上至地表的地層。
2.0.16護壁套管 casing pipe
下入鉆孔中用以保護孔壁的管件。
2.0.17封孔 sealing of borehole
成孔后為了隔離含水層而進行的止水工作。
2.0.18埋管熱負荷 heat emmited into or extracted from the ground
向建筑物供冷/供熱時，通過地埋管換熱器及系統(tǒng)，單位時間內(nèi)釋放到地下或從地下吸收的熱量。
2.0.19全年動態(tài)負荷（能量負荷） cooling or heating consumption
用來預測在一年內(nèi)末端空調(diào)系統(tǒng)運行所需的能量，其計算方法與設計負荷相同，惟一不同的是以實際運行工況和典型年室外逐時氣象參數(shù)取代設計負荷中的設計工況參數(shù)，結(jié)合逐時負荷進行累計能量的計算。
2.0.20環(huán)路集管 circuit header
為使各并聯(lián)環(huán)路流量相近或相等，用來連接各并聯(lián)環(huán)路的管道。
2.0.21鉆孔回填 grouting
在豎直地埋管工程中，熱交換器管道在鉆孔內(nèi)就位后，用泥漿泵和注漿管將灌注材料從鉆孔底部充填到鉆孔孔口的施工程序。
2.0.22管溝回填 backfill
在水平地埋管工程中，熱交換器管道在管溝內(nèi)就位后，用砂石土壤材料充填管溝的施工程序。
2.0.1 地埋管地源熱泵系統(tǒng) ground-coupled heat pump system
采用閉路循環(huán)，傳熱介質(zhì)通過豎直或水平埋設在巖土體中的換熱管與土壤進行熱交換的地源熱泵系統(tǒng)，也稱地耦合地源熱泵系統(tǒng)。
2.0.2 地埋管換熱器 ground heat exchanger
一種埋設在地下的閉式循環(huán)管路，傳熱介質(zhì)經(jīng)管壁與巖土體進行熱交換。根據(jù)管路埋置方式不同，可以分為水平式和豎直式地埋管換熱器。
2.0.3 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。
2.0.4 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。
2.0.5 地埋管換熱系統(tǒng) ground heat exchange system
傳熱介質(zhì)通過豎直或水平地埋管換熱器與巖土體進行熱交換的淺層地熱能交換系統(tǒng)，又稱土壤熱交換系統(tǒng)，也稱為閉式地埋管循環(huán)系統(tǒng)。
2.0.6 傳熱介質(zhì) heat-transfer fluid
地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，攜帶熱量或冷量，并通過地埋管與土壤進行熱交換的液體。一般為水或水與防凍液的混合物。
2.0.7 工程勘察 site survey
根據(jù)工程要求，查明、分析、評價建設場地地質(zhì)環(huán)境特征和巖土體工程條件，并編制勘察文件的活動。
2.0.8 地質(zhì)勘察 geological investigation
對一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、地下水、地貌、地質(zhì)環(huán)境等地質(zhì)情況進行調(diào)查研究工作的總稱。
2.0.9 水文地質(zhì)條件 hydrogeological condition
一個地區(qū)地下水的分布、埋藏、運動以及水質(zhì)和水量等特征的總稱。
2.0.10含水層 aquifer
地下水面以下飽水的透水層。
2.0.11滲透性 permeability
含水層多孔介質(zhì)能夠被水或其它液體透過的性質(zhì)。
2.0.12巖土體 rock-soil body
巖石和松散沉積物的集合體，如砂礫石、土體等。
2.0.13巖土體熱物性 thermal-physical properties of rock-soil body
巖土體的熱物理學性質(zhì)，包括土壤的導熱系數(shù)、密度、擴散系數(shù)、比熱容等。
2.0.14恒溫層 constant zone of subsurface temperature
地下溫度的變化幅度等于零的地帶，它的上面是變溫層，下面是增溫層。
2.0.15變溫層 variable zone of subsurface temperature
地下溫度明顯受到地表大氣溫度變化影響的地層，即自恒溫層向上至地表的地層。
2.0.16護壁套管 casing pipe
下入鉆孔中用以保護孔壁的管件。
2.0.17封孔 sealing of borehole
成孔后為了隔離含水層而進行的止水工作。
2.0.18埋管熱負荷 heat emmited into or extracted from the ground
向建筑物供冷/供熱時，通過地埋管換熱器及系統(tǒng)，單位時間內(nèi)釋放到地下或從地下吸收的熱量。
2.0.19全年動態(tài)負荷（能量負荷） cooling or heating consumption
用來預測在一年內(nèi)末端空調(diào)系統(tǒng)運行所需的能量，其計算方法與設計負荷相同，惟一不同的是以實際運行工況和典型年室外逐時氣象參數(shù)取代設計負荷中的設計工況參數(shù)，結(jié)合逐時負荷進行累計能量的計算。
2.0.20環(huán)路集管 circuit header
為使各并聯(lián)環(huán)路流量相近或相等，用來連接各并聯(lián)環(huán)路的管道。
2.0.21鉆孔回填 grouting
在豎直地埋管工程中，熱交換器管道在鉆孔內(nèi)就位后，用泥漿泵和注漿管將灌注材料從鉆孔底部充填到鉆孔孔口的施工程序。
2.0.22管溝回填 backfill
在水平地埋管工程中，熱交換器管道在管溝內(nèi)就位后，用砂石土壤材料充填管溝的施工程序。
3 基本規(guī)定
3.0.1地埋管地源熱泵系統(tǒng)的建設應基于對所實施項目的資源條件及初步方案的技術經(jīng)濟綜合分析評價，確定采用該技術方式的適宜性后，再按照規(guī)范要求進行具體的合理的設計。
3.0.2地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計應達到國家現(xiàn)行《民用建筑節(jié)能設計標準》和《公共建筑節(jié)能設計標準》的要求；其建設施工過程不應破壞生態(tài)環(huán)境及文物古跡。
3.0.3對于地埋管換熱系統(tǒng)，應確保地下淡水層不受污染，巖土和換熱管之間須形成最佳的熱接觸。
4 地埋管換熱系統(tǒng)設計
4.1 工程勘察
4.1.1 基本要求
1 在進行設計之前，應由具有勘察資質(zhì)的專業(yè)技術單位對工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地下管線情況進行勘察，出具詳細的勘察報告。
2 勘察涉及區(qū)域不應小于埋管范圍，勘查深度應大于預計埋管深度。
3 應根據(jù)勘察報告和工程具體情況，進行淺層地熱資源的分析和方案的技術經(jīng)濟比較,確定采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)的可行性。
4.1.2 工程勘察應包括下列內(nèi)容：
1 場地勘察：
1）場地規(guī)劃面積、形狀及坡度；
2）場地內(nèi)既有建筑和規(guī)劃建筑的占地面積及分布；
3）場地內(nèi)樹木、池塘、水井、排水溝及已有的或計劃修建的架空輸電線、電信電纜等線路、地下管路及地下構(gòu)筑物的分布及埋深。
2 巖土地質(zhì)勘察:
1）設計大型地埋管換熱系統(tǒng)前[1]，應對工程區(qū)域進行巖土地質(zhì)勘察；
2）對已具備水文地質(zhì)資料的地區(qū)，可通過調(diào)查獲取已有的水文地質(zhì)資料；
3）對不具備水文地質(zhì)資料的地區(qū)，巖土體地質(zhì)條件勘察可參照《巖土工程勘察規(guī)范GB50021及《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50027進行；
4）應查明地層、巖性、咸水層底板埋深、地下水賦存狀況(水溫、徑流方向、速度等)、恒溫層深度、凍土層厚度及巖土導熱系數(shù)等。
對于大型項目應鉆鑿測試孔，通過現(xiàn)場熱響應測試獲得巖土體熱物性參數(shù)，確定巖土體換熱能力，并預測淺層土壤的換熱量，條件允許時，還應確定不同換熱量對地溫的影響（具體方法參見附錄D）。
4.1.3 熱響應測試應符合以下要求：
1 首先應在未加熱工況下進行測試，獲取地層初始溫度。
2 現(xiàn)場測試時，應根據(jù)試驗目的確定加熱功率變化的次數(shù)，不得少于2次；同一加熱功率下，至少應做2次不同流量的測試，且測試時間均不宜少于60h。
3 加熱工況下，每次測試完成后，應做停止加熱的地溫恢復測試。
4 對巖土體換熱效果的測定，應在測試埋管安裝完畢72h后進行。
5 原位測試的儀器設備應定期檢驗和標定，條件允許時，宜在測試孔周圍布置觀測孔。
4.2 負荷計算與機組容量
4.2.1 基本要求
1 地埋管地源熱泵系統(tǒng)的負荷計算應包括建筑物設計負荷和地埋管設計負荷。
2 建筑物設計負荷應按國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定進行計算。
4.2.2 地埋管設計負荷計算
1 應根據(jù)建筑物制冷、供熱和衛(wèi)生熱水供應的設計負荷以及全年動態(tài)負荷（能量負荷）計算，結(jié)合技術經(jīng)濟分析，合理地確定埋管冷/熱負荷。
2 地埋管設計負荷的計算應基于建筑物設計冷/熱負荷，以地源熱泵機組在制冷工況下的最大釋熱量和制熱工況下的最大取熱量為依據(jù)，并綜合考慮當?shù)爻跏嫉販?、建筑類型、機組工況以及系統(tǒng)長期運行可能引起的地溫變化對地埋管實際換熱性能的影響。
4.2.3 確定機組容量
1 選擇地源熱泵系統(tǒng)的具體形式時，應在設計負荷的基礎上，根據(jù)天津市地下恒溫層土壤溫度為13～14℃的具體溫度條件，以保證全年地下熱平衡為前提，確定采用單一的地源熱泵供冷/熱，或采用與其它冷/熱源相結(jié)合的復合式地源熱泵系統(tǒng)，使地源熱泵機組以最佳工況運行。
2 采用單一的地源熱泵供冷/熱時，地源熱泵機組容量應以冷、熱負荷中的大者為依據(jù)，并綜合考慮機組實際運行工況后確定。
3 采用與其它冷/熱源相結(jié)合的復合式地源熱泵系統(tǒng)時，輔助加熱裝置和輔助散熱裝置的選型應符合《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003的要求。采用開式冷卻塔時，宜增設板式換熱器，以防污染埋管側(cè)循環(huán)介質(zhì)。
4 地埋管地源熱泵系統(tǒng)在兼具供冷、供暖功能時，如建筑中有衛(wèi)生熱水需求，宜優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)制備（或預熱）衛(wèi)生熱水，不足部分由其它熱源提供。
4.3 地埋管換熱系統(tǒng)設計
4.3.1 基本要求
地埋管換熱器的設計應按場地規(guī)劃、埋管熱負荷、地埋管長度設計和水力平衡及承壓能力計算的步驟進行。
4.3.2 地埋管換熱器設計
1 地埋管換熱器設計時應明確埋管區(qū)域內(nèi)各種地下管線的種類、位置、深度及埋管區(qū)域進出重型設備的車道位置和荷載，并為未來可能的管線施工預留空間。
2 地埋管換熱器應避讓室外排水設施，宜靠近機房或以機房為中心進行設計。
3 地埋管換熱器的設計長度應滿足地源熱泵系統(tǒng)最大取熱量或釋熱量，當全年累積取熱量和釋熱量相差大于20%，經(jīng)技術經(jīng)濟分析確認合理后，應采用可靠的調(diào)峰措施，并保證地下巖土體溫度在全年使用周期內(nèi)得到有效恢復。
4 地埋管換熱器長度應通過計算確定。計算時應考慮管材、巖土體及回填材料熱物性的影響，宜采用專用軟件進行，豎直地埋管換熱器設計計算可按照附錄B的方法進行。
5 設計地埋管換熱器時，環(huán)路集管不應包括在地埋管換熱器總長度內(nèi)。但對于水平埋管較多的豎直埋管系統(tǒng)，水平埋管應折算成適量的地埋管換熱器總長度。
6 地埋管換熱器應根據(jù)可利用地面面積、巖土體地質(zhì)勘察結(jié)果及挖掘成本等因素確定具體埋管方式，并基于巖土的熱物性確定埋管深度與間距。
7 地埋管換熱器最上層埋管的埋深均應在凍土層以下0.4m，天津地區(qū)的埋深以不小于1.5m為宜。在賦存有地下咸水的地區(qū)，豎直地埋管底部與咸水層底板間距不宜小于10m。
8 豎直地埋管換熱器埋管深度應大于恒溫層深度，天津市平原地區(qū)宜取50～150m；水平連接管的深度宜在距地表1.5m以下；豎直地埋管間距應大于埋管的熱作用半徑，并應考慮系統(tǒng)連續(xù)運行或間歇運行的特點。天津市土質(zhì)以相鄰鉆孔中心間距4～6m為宜。環(huán)路集管的間距不應小于0.6m。
9 地埋管換熱器內(nèi)傳熱介質(zhì)的流態(tài)應為紊流，流速不應小于0.4m/s，水平干管的坡度應保證系統(tǒng)的排氣要求。
10 大型項目中，豎直地埋管換熱器應進行分組連接，每組換熱器數(shù)目宜相等，且不超過換熱器總數(shù)的10%。各組換熱器形成的地埋管環(huán)路兩端應分別與供、回水環(huán)路集管連接，應采取同程式布置，并應在各環(huán)路的總接口處設置檢查井。
11 地埋管換熱系統(tǒng)應設自動定壓及防凍保護裝置。
12 地埋管換熱系統(tǒng)應根據(jù)水文地質(zhì)特征確定回填材料，回填材料的導熱系數(shù)應不低于周圍巖土體的導熱系數(shù)。對樁埋換熱器，回填材料還應滿足地基強度的要求。
13 地埋管換熱系統(tǒng)設計時應根據(jù)所選用的傳熱介質(zhì)的水力特性進行水力計算，地埋管壓力損失可按附錄C計算。在此基礎上，合理地確定循環(huán)水泵的流量和揚程。
14 與地埋管換熱器連接的水泵、閥門、管道附件等設計與選擇應符合國家現(xiàn)行相關規(guī)范的要求。
15 地埋管換熱系統(tǒng)應具有反沖洗功能，沖洗流量宜為工作流量的2倍。
4.1 工程勘察
4.1.1 基本要求
1 在進行設計之前，應由具有勘察資質(zhì)的專業(yè)技術單位對工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地下管線情況進行勘察，出具詳細的勘察報告。
2 勘察涉及區(qū)域不應小于埋管范圍，勘查深度應大于預計埋管深度。
3 應根據(jù)勘察報告和工程具體情況，進行淺層地熱資源的分析和方案的技術經(jīng)濟比較,確定采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)的可行性。
4.1.2 工程勘察應包括下列內(nèi)容：
1 場地勘察：
1）場地規(guī)劃面積、形狀及坡度；
2）場地內(nèi)既有建筑和規(guī)劃建筑的占地面積及分布；
3）場地內(nèi)樹木、池塘、水井、排水溝及已有的或計劃修建的架空輸電線、電信電纜等線路、地下管路及地下構(gòu)筑物的分布及埋深。
2 巖土地質(zhì)勘察:
1）設計大型地埋管換熱系統(tǒng)前[1]，應對工程區(qū)域進行巖土地質(zhì)勘察；
2）對已具備水文地質(zhì)資料的地區(qū)，可通過調(diào)查獲取已有的水文地質(zhì)資料；
3）對不具備水文地質(zhì)資料的地區(qū)，巖土體地質(zhì)條件勘察可參照《巖土工程勘察規(guī)范GB50021及《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50027進行；
4）應查明地層、巖性、咸水層底板埋深、地下水賦存狀況(水溫、徑流方向、速度等)、恒溫層深度、凍土層厚度及巖土導熱系數(shù)等。
對于大型項目應鉆鑿測試孔，通過現(xiàn)場熱響應測試獲得巖土體熱物性參數(shù)，確定巖土體換熱能力，并預測淺層土壤的換熱量，條件允許時，還應確定不同換熱量對地溫的影響（具體方法參見附錄D）。
4.1.3 熱響應測試應符合以下要求：
1 首先應在未加熱工況下進行測試，獲取地層初始溫度。
2 現(xiàn)場測試時，應根據(jù)試驗目的確定加熱功率變化的次數(shù)，不得少于2次；同一加熱功率下，至少應做2次不同流量的測試，且測試時間均不宜少于60h。
3 加熱工況下，每次測試完成后，應做停止加熱的地溫恢復測試。
4 對巖土體換熱效果的測定，應在測試埋管安裝完畢72h后進行。
5 原位測試的儀器設備應定期檢驗和標定，條件允許時，宜在測試孔周圍布置觀測孔。
4.2 負荷計算與機組容量
4.2.1 基本要求
1 地埋管地源熱泵系統(tǒng)的負荷計算應包括建筑物設計負荷和地埋管設計負荷。
2 建筑物設計負荷應按國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定進行計算。
4.2.2 地埋管設計負荷計算
1 應根據(jù)建筑物制冷、供熱和衛(wèi)生熱水供應的設計負荷以及全年動態(tài)負荷（能量負荷）計算，結(jié)合技術經(jīng)濟分析，合理地確定埋管冷/熱負荷。
2 地埋管設計負荷的計算應基于建筑物設計冷/熱負荷，以地源熱泵機組在制冷工況下的最大釋熱量和制熱工況下的最大取熱量為依據(jù)，并綜合考慮當?shù)爻跏嫉販?、建筑類型、機組工況以及系統(tǒng)長期運行可能引起的地溫變化對地埋管實際換熱性能的影響。
4.2.3 確定機組容量
1 選擇地源熱泵系統(tǒng)的具體形式時，應在設計負荷的基礎上，根據(jù)天津市地下恒溫層土壤溫度為13～14℃的具體溫度條件，以保證全年地下熱平衡為前提，確定采用單一的地源熱泵供冷/熱，或采用與其它冷/熱源相結(jié)合的復合式地源熱泵系統(tǒng)，使地源熱泵機組以最佳工況運行。
2 采用單一的地源熱泵供冷/熱時，地源熱泵機組容量應以冷、熱負荷中的大者為依據(jù)，并綜合考慮機組實際運行工況后確定。
3 采用與其它冷/熱源相結(jié)合的復合式地源熱泵系統(tǒng)時，輔助加熱裝置和輔助散熱裝置的選型應符合《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003的要求。采用開式冷卻塔時，宜增設板式換熱器，以防污染埋管側(cè)循環(huán)介質(zhì)。
4 地埋管地源熱泵系統(tǒng)在兼具供冷、供暖功能時，如建筑中有衛(wèi)生熱水需求，宜優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)制備（或預熱）衛(wèi)生熱水，不足部分由其它熱源提供。
4.3 地埋管換熱系統(tǒng)設計
4.3.1 基本要求
地埋管換熱器的設計應按場地規(guī)劃、埋管熱負荷、地埋管長度設計和水力平衡及承壓能力計算的步驟進行。
4.3.2 地埋管換熱器設計
1 地埋管換熱器設計時應明確埋管區(qū)域內(nèi)各種地下管線的種類、位置、深度及埋管區(qū)域進出重型設備的車道位置和荷載，并為未來可能的管線施工預留空間。
2 地埋管換熱器應避讓室外排水設施，宜靠近機房或以機房為中心進行設計。
3 地埋管換熱器的設計長度應滿足地源熱泵系統(tǒng)最大取熱量或釋熱量，當全年累積取熱量和釋熱量相差大于20%，經(jīng)技術經(jīng)濟分析確認合理后，應采用可靠的調(diào)峰措施，并保證地下巖土體溫度在全年使用周期內(nèi)得到有效恢復。
4 地埋管換熱器長度應通過計算確定。計算時應考慮管材、巖土體及回填材料熱物性的影響，宜采用專用軟件進行，豎直地埋管換熱器設計計算可按照附錄B的方法進行。
5 設計地埋管換熱器時，環(huán)路集管不應包括在地埋管換熱器總長度內(nèi)。但對于水平埋管較多的豎直埋管系統(tǒng)，水平埋管應折算成適量的地埋管換熱器總長度。
6 地埋管換熱器應根據(jù)可利用地面面積、巖土體地質(zhì)勘察結(jié)果及挖掘成本等因素確定具體埋管方式，并基于巖土的熱物性確定埋管深度與間距。
7 地埋管換熱器最上層埋管的埋深均應在凍土層以下0.4m，天津地區(qū)的埋深以不小于1.5m為宜。在賦存有地下咸水的地區(qū)，豎直地埋管底部與咸水層底板間距不宜小于10m。
8 豎直地埋管換熱器埋管深度應大于恒溫層深度，天津市平原地區(qū)宜取50～150m；水平連接管的深度宜在距地表1.5m以下；豎直地埋管間距應大于埋管的熱作用半徑，并應考慮系統(tǒng)連續(xù)運行或間歇運行的特點。天津市土質(zhì)以相鄰鉆孔中心間距4～6m為宜。環(huán)路集管的間距不應小于0.6m。
9 地埋管換熱器內(nèi)傳熱介質(zhì)的流態(tài)應為紊流，流速不應小于0.4m/s，水平干管的坡度應保證系統(tǒng)的排氣要求。
10 大型項目中，豎直地埋管換熱器應進行分組連接，每組換熱器數(shù)目宜相等，且不超過換熱器總數(shù)的10%。各組換熱器形成的地埋管環(huán)路兩端應分別與供、回水環(huán)路集管連接，應采取同程式布置，并應在各環(huán)路的總接口處設置檢查井。
11 地埋管換熱系統(tǒng)應設自動定壓及防凍保護裝置。
12 地埋管換熱系統(tǒng)應根據(jù)水文地質(zhì)特征確定回填材料，回填材料的導熱系數(shù)應不低于周圍巖土體的導熱系數(shù)。對樁埋換熱器，回填材料還應滿足地基強度的要求。
13 地埋管換熱系統(tǒng)設計時應根據(jù)所選用的傳熱介質(zhì)的水力特性進行水力計算，地埋管壓力損失可按附錄C計算。在此基礎上，合理地確定循環(huán)水泵的流量和揚程。
14 與地埋管換熱器連接的水泵、閥門、管道附件等設計與選擇應符合國家現(xiàn)行相關規(guī)范的要求。
15 地埋管換熱系統(tǒng)應具有反沖洗功能，沖洗流量宜為工作流量的2倍。
5 地埋管換熱系統(tǒng)施工
5.1 基本要求
5.1.1 地埋管換熱系統(tǒng)施工前應具備以下資料：地埋管埋設區(qū)域的工程勘察報告、完備的設計文件和施工組織方案。
5.1.2 地埋管換熱系統(tǒng)施工時，嚴禁損壞其它地下管線，開挖溝槽遇有管道、電纜、地下構(gòu)筑物或文物古跡時，應予保護。
5.1.3 地埋管換熱系統(tǒng)安裝過程中必須進行水壓試驗，試驗合格后方可進入下一步施工工序。
5.2 管材與傳熱介質(zhì)
5.2.1 地埋管管材應符合以下規(guī)定：
1 地埋管應采用導熱系數(shù)大、流動阻力小、熱膨脹性及化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕的塑料管材及管件，宜采用高密度聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB），嚴禁采用金屬管道、金屬塑料復合管或聚氯乙烯（PVC）管及管件。
聚乙烯管應符合《給水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663的要求，聚丁烯管應符合《冷熱水用聚丁烯（PB）管道系統(tǒng)》GB/T19473.2的要求。
2 施工所用地埋管及管件應具有質(zhì)量檢驗報告和生產(chǎn)廠家的合格證；埋管內(nèi)外表面應清潔、光滑，不應有氣泡、明顯的劃傷、凹陷、雜質(zhì)、顏色不均等缺陷；管端頭應切割平整，并與管軸線垂直。
3 地埋管質(zhì)量應符合國家現(xiàn)行標準中的各項規(guī)定，管材公稱壓力不應小于1.0MPa。埋深達120m時，必須采用公稱壓力不低于1.6MPa的管材，工作溫度應在-20～40℃范圍內(nèi)。
4 地埋管應按設計長度要求成捆供應，中間不應有機械接口及金屬接頭。
5 管材規(guī)格應符合設計要求。
6 應根據(jù)壓力及預期壽命選擇管材厚度，水平管道的規(guī)格和材料均應相同。
7 接頭部位易于密封和防漏。
5.2.2 傳熱介質(zhì)應以水為首選，也可選用符合下列要求的其它工質(zhì)：
1 物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定，腐蝕性小。
2 較低的冰點。
3 良好的傳熱特性，較低的摩擦阻力損失。
4 成本低，易于購買、運輸和儲藏。
5 安全、環(huán)保，不會因泄漏對周邊環(huán)境造成污染。
5.2.3 在可能發(fā)生凍結(jié)的情況下，以水為主要成分的循環(huán)介質(zhì)中應添加防凍液。防凍劑水溶液的冰點宜比設計最低使用水溫低3～5℃；同時應綜合考慮其對管道的腐蝕性、安全性、經(jīng)濟性及換熱性能的影響。
5.3 地埋管換熱系統(tǒng)施工
5.3.1 地埋管換熱器系統(tǒng)施工前應根據(jù)工程勘察報告，明確埋置區(qū)域內(nèi)已有地下管線、地下構(gòu)筑物的功能及其準確位置，并應進行地面清理，平整地面。
5.3.2 水平支管溝應在豎直鉆孔鉆完后開挖，并應設遮蔽物防止雜物進入鉆孔。
5.3.3 在施工現(xiàn)場應對地埋管系統(tǒng)所用材料進行保護，并應符合以下規(guī)定：
1 進入現(xiàn)場的管材、管件必須逐件進行外觀檢查。
2 管材和管件存放、搬運和運輸過程中，應小心輕放，排列整齊，采用柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進行裝卸，不得隨意拋摔和沿地拖拽。
3 夏季施工應預防管道受熱發(fā)生熱變形，未安裝的管子應避光存放。
5.3.4 管道連接應符合以下規(guī)定：
1 所有埋地管道應采用熱熔或電熔連接。管道連接應符合《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》CJJ101的有關規(guī)定。
2 壁厚不大于3.5mm的PE、PB塑料管，應該使用活接頭連接或承插連接；壁厚大于3.5mm的塑料管，宜采用對接焊接或活接頭連接。
3 豎直地埋管換熱器使用的管道，應整條放入，不得拼接。
4 豎直地埋管換熱器的U型彎管接頭，應選用定型的U型彎頭成品件，不得采用兩個90°的彎管對接構(gòu)成U型彎管。
5 U型管的長度應滿足插入鉆孔后與環(huán)路集管的對接要求，組裝好的U型管的兩開口端部，應及時封堵。
6 地埋管系統(tǒng)水平集管與地埋管換熱器的連接：當管徑小于dn90時，宜采用電熔套筒連接；當管徑大于dn90時，宜采用熱熔對接方式。如需采用金屬件絲扣連接時，必須在連接件外作防腐處理，并作地下檢查井維護。
5.3.5 地埋管系統(tǒng)施工時，水平管溝和鉆孔應防止進入雜物。
5.3.6 水平地埋管換熱器安裝時，管道底部及周圍應鋪細砂。應防止重物撞擊管身。管道不應有折斷、扭結(jié)等問題，轉(zhuǎn)彎處應光滑，并采取固定措施。
5.3.7 水平溝槽所用回填土應細小、松散、均勻且不含石塊及土塊等雜物?；靥钔翍捎萌斯ぶ饘泳鶆驂簩?，每層厚度不宜大于0.3m?；靥钔翍c管道緊密接觸，且不得損傷管道。
5.3.8 在本市具有地下咸、淡水分層地質(zhì)的地區(qū)施工時，鉆孔時應采取回填封閉措施，封閉帶厚度宜大于10m，以防地下淡水受到污染。當鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導致成孔困難時，應設護壁套管或用鉆孔泥漿護壁。
5.3.9 對于管徑為dn32及dn40的埋管，鉆孔孔徑宜為150～250mm?？咨钤?20m以內(nèi)時，豎直鉆孔的垂直偏差不應大于1.0％，孔深大于120m時，垂直偏差應小于0.8%。
5.3.10 鉆孔施工時應設排水溝和泥漿池等設施，以排除鉆井時產(chǎn)生的水和儲存鉆孔漿液。
5.3.11 豎直地埋管換熱器的安裝應遵循以下要求：
1 對于U型換熱管，在每鉆一孔前，換熱管必須組裝好；應用水充滿管道，打壓合格后在有壓狀態(tài)下將換熱管放入鉆孔，以防孔內(nèi)積水使換熱管脫離孔底上浮，達不到預埋深度。
2 當鉆孔成孔后，應立即下管；下管時應將灌漿管和U型管一起插入孔中，直至孔底。下管時，必須保證下管長度符合設計要求，管道不應受鉆孔內(nèi)積水浮力影響而產(chǎn)生位移。
3 灌漿管端頭宜設防堵裝置，且灌漿時應能夠?qū)⑵錄_開。
4 下管完畢后U型管上端應高出地面，管端應作好封閉措施，防止進入雜物。
5 下管完畢后U型管兩豎直支管應保持分開狀態(tài)。
5.3.12 豎直地埋管換熱器安裝完成后應在12小時內(nèi)用灌漿材料回灌封孔。灌漿應密實，無 空腔。在灌漿之前應對埋管進行試壓，確認無泄漏現(xiàn)象后方可進行灌漿。
5.3.13 天津平原地區(qū)宜采用膨潤土、水泥、砂和水組成的混合物進行灌漿，其中膨潤土、水泥、砂的含量宜取5～10%、5～10%和15～25%。嚴禁僅采用鉆孔施工上返巖屑或原漿作為灌漿料。利用上返巖屑或原漿進行灌漿時，灌漿材料中膨潤土含量應在4%～10%，砂的含量不得低于20%。
5.3.14 在薊縣等以基巖地質(zhì)為主的地區(qū)，當換熱器埋設在非常密實或堅硬的土壤、巖石中時，應采用水泥基料灌漿。
5.3.15 灌漿材料應攪拌均勻后方可使用。灌漿回填過程中，應注意觀察豎直埋管周圍回填物的沉降情況，必要時需采用多次灌漿回填，確認穩(wěn)定后方可結(jié)束該工序。
5.3.16 安裝前后應進行管道水沖洗，充注防凍和防腐液前，應進行排氣。
5.3.17 地埋管換熱器的安裝應進行水壓試驗，要求如下：
1 豎直地埋管換熱器在下管前，及完成下管準備進行鉆孔回填前均應做水壓試驗。試驗壓力應為工作壓力的1.5倍，且不應小于0.6MPa；在試驗壓力下，穩(wěn)壓至少15min，觀察其壓力降，當壓降不大于3%， 且無泄漏現(xiàn)象，試驗合格。
2 地埋換熱器支管與環(huán)路集管連接完成后應進行水壓試驗，試驗壓力下，穩(wěn)壓至少30min，穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%，且無泄漏現(xiàn)象，試驗合格，進行裝配。
3 管溝回填前，應對所有管道進行水壓試驗，試驗壓力下,穩(wěn)壓至少1h,穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%，確認地埋管無滲漏后回填，全部完成后方可拆除壓力檢驗裝置，條件允許則可保留以備隨時檢測。
4 地埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完畢，且沖洗及回填全部完成后，應進行水壓實驗，在試驗壓力下，穩(wěn)壓至少3h，穩(wěn)壓后壓力降不應大于3%。
5.3.17 地埋管換熱器安裝竣工后，應在總平面圖上標示出其具體位置，并在水平埋管上方30cm處做標識帶。
6 地埋管換熱系統(tǒng)的檢驗、調(diào)試與驗收
6.1 基本要求
6.1.1 地源熱泵系統(tǒng)在室外系統(tǒng)及室內(nèi)系統(tǒng)分項完成施工、調(diào)試和驗收后應進行整體檢驗、調(diào)試和驗收。主要內(nèi)容有：
1 系統(tǒng)的壓力、溫度、流量等各項技術數(shù)據(jù)應符合設計要求和相關規(guī)范的規(guī)定。
2 系統(tǒng)連續(xù)運行應達到正常平穩(wěn)；水泵的壓力和水泵電機的電流波動不應超出規(guī)定值。
3 各種自動計量檢測元件和執(zhí)行機構(gòu)的工作應正常，滿足建筑設備自動化系統(tǒng)對被測定參數(shù)進行檢測和控制的要求。
4 應保證控制、檢測設備與系統(tǒng)檢測元件和執(zhí)行機構(gòu)的信號傳輸，狀態(tài)參數(shù)的正確顯示，以及設備連鎖、自動調(diào)節(jié)、自動保護機構(gòu)的正確動作。
6.1.2 地源熱泵機組及末端系統(tǒng)的整體調(diào)試和驗收應符合《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243-2002和《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB50274-98的規(guī)定。
6.1.3 對大型項目，在埋管深度范圍有咸淡水分層的地質(zhì)條件下，如果回填工藝不能確保淡水層的，應在竣工一年后對所在區(qū)域的地下淡水進行水質(zhì)檢驗，檢驗方法應符合國家標準的有關規(guī)定。
6.2 檢驗
6.2.1 地埋管換熱系統(tǒng)施工和安裝過程，應由監(jiān)理工程師進行現(xiàn)場檢驗，檢驗內(nèi)容應符合以下規(guī)定：
1 管材、管件等材料應符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定。
2 管材及管件連接應符合《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》CJJ101-2004的要求，連接部分內(nèi)部熔化的材料不能造成管徑縮小。
3 豎直埋管與水平埋管的鉆孔與溝槽位置、深度、豎直度及埋管長度與規(guī)格均應符合設計要求。
4 回填材料應符合設計要求。
5 水壓試驗和水沖洗應符合設計要求和相關規(guī)范。
6 防凍液和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求和相關規(guī)范。
6.2.2 管道試壓與檢漏應符合以下規(guī)定：
1 在地埋管管安裝、回填及水沖洗前后至少應進行5次水壓試驗。
2 水壓試驗過程中，局部管道的單獨試壓必須采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應隨時觀察與檢查，不得有滲漏；不得以氣壓試驗代替水壓試驗。
6.2.3 對回填過程的檢驗應與安裝地埋管換熱器同步進行。
6.2.4 機房內(nèi)的地源熱泵機組、配套設備及相關材料應符合以下規(guī)定：
1 所有設備的型號、數(shù)量、性能、運行工況及主要參數(shù)應滿足設計要求。
2 所有設備質(zhì)量均應符合要求，并應具有產(chǎn)品合格證書、產(chǎn)品性能檢驗報告及產(chǎn)品說明書等文件，并加蓋制造單位質(zhì)量檢驗章。
6.2.5 地源熱泵系統(tǒng)的熱泵機組、配套水泵、定壓與水處理裝置、集分水器等設備以及配電工程安裝應符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求。
6.2.6 地埋管換熱系統(tǒng)管道、管件必須確保達到水沖洗、試壓合格，且須滿足設計要求的水量、水質(zhì)、水溫等。
6.2.7 空調(diào)末端水系統(tǒng)管道、管材、閥件及儀表必須確保達到水沖洗、試壓合格，且須滿足設計要求的水量、水質(zhì)、水溫等。
6.2.8 地源熱泵機組各供、回水管道上應安裝流量及溫度檢測裝置；機房應配備熱泵機組運行功率及系統(tǒng)耗電量檢測設備。進入集、分水器的各供回水干管上宜設流量檢測裝置。
6.3 調(diào)試與驗收
6.3.1 地埋管地源熱泵系統(tǒng)運轉(zhuǎn)調(diào)試之前應會同建設單位、設計單位、監(jiān)理單位進行全面檢查，符合設計與相關規(guī)范要求后，才能進行運轉(zhuǎn)和調(diào)試。
6.3.2 地埋管地源熱泵系統(tǒng)調(diào)試前，施工單位應編制調(diào)試方案，報送監(jiān)理工程師審核批準；調(diào)試結(jié)束后，必須提供完整的調(diào)試資料和報告。
6.3.3 地埋管地源熱泵系統(tǒng)調(diào)試過程中，應進行水力平衡調(diào)試，確定系統(tǒng)循環(huán)總流量、各分支流量及各末端設備流量均達到設計要求。各環(huán)路流量、壓力應達到基本平衡,并應符合設計要求。
6.3.4 水力平衡調(diào)試完成后，應進行設備單體試運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)結(jié)果應符合相關設備技術文件的要求，并填寫系統(tǒng)設備運轉(zhuǎn)記錄。
6.3.5 測量無負荷系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的各種性能參數(shù)，調(diào)整到符合設計要求。并填寫系統(tǒng)設備運轉(zhuǎn)記錄。
6.3.6 單機試運轉(zhuǎn)和無負荷系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)正常后，整個空調(diào)系統(tǒng)應試運行24小時，觀測整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)及相關參數(shù)，并調(diào)整到符合設計要求。
6.3.7 地埋管地源熱泵系統(tǒng)整體驗收前，應分別按供冷、供暖兩種工況進行調(diào)試，并通過運行測試對地源熱泵系統(tǒng)的實際性能進行評價。循環(huán)水流量及供水、回水溫度和溫差應符合設計要求，熱泵機組性能應符合現(xiàn)行國家標準《水源熱泵機組》GB/T19409-2003的相關規(guī)定，且應滿足地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)的要求，方為合格。
6.3.8 調(diào)試完成后應編寫調(diào)試報告并提交甲方確認并存檔。
6.3.9 地源熱泵系統(tǒng)調(diào)試合格后應進行竣工驗收，竣工驗收應由建設單位負責，組織施工、設計、監(jiān)理等單位共同進行，驗收合格后應辦理竣工驗收手續(xù)。
附錄A 本規(guī)程用詞說明
A.0.1 為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待，對要求程度不同的用詞說明如下：
1 表示很嚴格，非這樣做不可的：
正面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴禁”。
2 表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：
正面詞采用“應”；
反面詞采用“不應”或“不得”。
3 表示允許稍有選擇，在條件許可時，首先應這樣做的：
正面詞采用“宜”；
反面詞采用“不宜”。
A.0.2 條文中指定按其他有關標準、規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行時寫法為“應符合……的規(guī)定（或要求）”或“應按……執(zhí)行”。
A.0.1 為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待，對要求程度不同的用詞說明如下：
1 表示很嚴格，非這樣做不可的：
正面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴禁”。
2 表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：
正面詞采用“應”；
反面詞采用“不應”或“不得”。
3 表示允許稍有選擇，在條件許可時，首先應這樣做的：
正面詞采用“宜”；
反面詞采用“不宜”。
A.0.2 條文中指定按其他有關標準、規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行時寫法為“應符合……的規(guī)定（或要求）”或“應按……執(zhí)行”。
附錄B 豎直地埋管換熱系統(tǒng)設計計算
附錄C 地埋管壓力損失計算
附錄D 淺層地熱能計算方法
附錄C 地埋管壓力損失計算
附錄D 淺層地熱能計算方法
注：根據(jù)本市地熱勘察部門資料整理。
Email: direjia@126.com（投稿），direjia@163.com（合作）,
直線電話：18515158288（同微信）
