DG/TJ 08-2119-2021 地源热泵系统工程技术标准

上海市工程建设规范
地源热泵系统工程技术标准
Technical standard for ground source heat pump system
DG/TJ08—2119—2021
J12325—2021
主编单位：上海市地矿工程期察（集团）有限公司
华东建筑集团股份有限公司
批准单位：上海市住房和城乡建设管理委员会
施行日期：2021年12月1日
同济大学出版社
2021上海

1总则
1.0.1为规范本市地源热泵系统应用，保证地源热泵系统工程质量，使地源热泵系统符合技术先进、资源节约和环境保护的要求，制定本标准。
1.0.2本标准适用于新建、改建、扩建建筑和设施的地埋管、地表水、地下水地源热泵系统工程的勘察、设计、施工、验收、系统运行监测与管理、性能测试评价。
1.0.3地源热泵系统工程应综合考虑地质条件、冷热用能特性、地下换热器设置空间和系统经济性要求，合理设计，规范施工。
1.0.4地源热泵系统工程的勘察、设计、施工、验收、运行监测与管理、性能测试评价除应符合本标准外，尚应符合国家、行业和本市现行有关标准的规定。

2术语
2.0.1浅层地热能shallow geothermal energy
蕴藏在地表以下200m以内深度范围的岩土体、地下水和地表水中，温度低于25℃，具有开发利用价值的热量。
2.0.2地源热泵系统ground-source heat pump system
以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、地热能交换系统、热泵机房辅助设备组成的冷热源系统。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、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
2.0.3岩土体rock-soil body
指岩体、土体及其组合。岩体是工程作用范围内具有一定的岩石成分、结构特征的岩石集合体；土体是分布于地壳表层浅部尚未固结成岩的松散堆积物。
2.0.4换热介质heat-transfer fluid
地源热泵系统中，通过换热器与岩土体、地下水或地表水进行换热的一种液体，一般为水或添加防冻剂的水溶液。
2.0.5地埋管换热系统ground heat exchanger system
换热介质通过地埋管换热器与岩土体进行热能交换的系统，也称土壤热交换系统。
2.0.6地埋管换热器ground heat exchanger
供换热介质与岩土体换热用，由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器。根据管路埋置方式的不同，分为竖直地埋管换热器和水平地埋管换热器。
2.0.7竖直地埋管换热器vertical ground heat exchanger
竖直埋置在岩土体内的地埋管换热器。

2.O.8地表水换热系统surface water heat exchanger system
与地表水进行换热的能量交换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。
2.0.9开式地表水换热系统pen-loop surface water heat exchanger system
经处理的地表水在循环泵的驱动下，直接流经热泵机组或通过中间换热器进行换热的系统。
2.0.10闭式地表水换热系统closed-loop surface water heat exchanger system
将封闭的换热管按照特定的排列方法放人具有一定深度的地表水体中，换热介质通过换热管管壁与地表水进行换热的系统。
2.0.11地下水换热系统groundwater heat exchanger system
与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接式地下水换热系统和间接式地下水换热系统。
2.0.12直接式地下水换热系统dired groundwater heat exchanger system
从抽水井取出的地下水，经处理后直接流经热泵机组，热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
2.0.13间接式地下水换热系统indirect groundwater system
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。
2.0.14含水层aquifer
能透过水并给出相当数量水的岩层。
2.0.15热系机房系统heat pump engine room system
由水/热系机组、水泵及辅助换热设备等组成的机房系统。
2.0.16环路集管loop collection tube
连接各并联环路的集合管。

2.0.17复合式冷热源系统combined heating&.cooling source system
指地源热泵系统需要辅助散热或补热设备时，采用冷却塔、水冷冷水机组或空气源热泵机组及其他冷热源设备组成的系统。
2.0.18岩土原始温度initial temperature of the rock-soil
自然条件下岩土体的温度。
2.0.19岩土综合热物性参数parameter of the rock-soil thermal properties
表征试验深度内岩土层的综合热物性参数，如综合导热系数、综合比热容等，
2.0.20勘探f孔prospecting holes
用于查明地层及其热物性、地温场特征、含水层及其水文地质参数的钻孔，包括取芯鉴别地层的钻孔、岩土温度测试孔、热响应试验孔、水文地质试验孔、地下水位观测孔等。
2.0.21水源井water source well
用于从地下含水层中取水或向含水层中灌注水的井，是抽水井和回灌井的统称。
2.0.22岩土热响应试验rock-soil thermal response test
通过测试仪器，对项目所在场区的测试孔进行一定时间的连续加热（或散热），获得岩土综合热物性参数及岩土初始平均温度的试验。
2.0.23抽水试验pumping test
利用揭露目标含水层的水文地质试验孔或水源井，抽取目标含水层中地下水并观测抽水量及水位变化过程，根据抽水量与水位关系，确定含水层富水程度和水文地质参数的试验。
2.0.24回灌试验injection test
利用揭露目标含水层的水文地质试验孔或水源井，向目标含水层中注水，观测注水量及水位变化过程，确定含水层渗透性、注水量和水文地质参数的试验，

3工程勘察
3.1一般规定
3.1.1地源热泵系统工程方案设计前应进行工程勘察；地表水和地下水地源热泵系统工程勘察前应进行水资源论证。
3.1.2工程勘察应根据地源热泵系统形式，搜集利用已有工程地质、水文地质、地表水水文资料，合理制定勘察方案。工程期察完成后，应编写工程勘察报告，并对浅层地热资源可利用情况提出建议。
3.2地埋管换热系统勘察
3.2.1勘察应查明下列内容：
1场地现状。
2地层结构、岩性及其分布。
3岩土原始温度。
4岩土热物性参数，
5地下水位分布。
3.2.2勘探孔深度应大于地埋管换热器埋设深度5m;勘探孔数量应符合下列规定：
1埋管区面积小于等于2500㎡2时，勘探孔数量不少于1个，
2埋管区面积大于2500m2、小于等于10000m2时，勘探孔数量不少于2个。
3埋管区面积大于10000m2时，每增加10000m2增加1个勘探孔。

3.2.3勘探孔数为1个时，宜布置在埋管区的中心部位；大于等于2个时，应根据理管区域平面形态和场地状况合理布置。
3.2.4地质钻探应符合下列要求：
1取芯钻进，钻探回次进尺不大于2.0m,终孔孔深误差不大于0.5%。
2钻探过程中采取岩土样品进行常规物理性质指标测试，取样间距不大于6.0m
3.2.5岩土原始温度测试应符合下列要求：
1在地温恢复后进行，地温恢复时间不少于72h。
2测温深度不小于地埋管换热器设置深度。
3测温点间距不大于10m,
4测温允许误差为士0.2℃。
3.2.6地埋管地源热泵系统工程埋管区面积大于2500m2时，应进行岩土热响应试验，试验方法和技术要求见本标准附录A。热响应试验孔的数量应符合下列规定：
1埋管区面积大于2500m2、小于等于5000m2时，热响应试验孔数量不少于1个。
2埋管区面积大于5000m2、小于等于20000m2时，热响应试验孔数量不少于2个，
3埋管区面积大于20000m2时，埋管区面积每增加20000m2增加1个热响应试验孔，
3.2.7当工程设计需要各层岩土热物性参数时，应分层采取原状岩土样品进行室内热物性参数测试，主要岩土层的样品数量宜不少于3件，平面热源法测定岩土热物性参数方法和技术要求见本标准附录B,
3.2.8勘察报告应包括下列内容：
1项目概况，
2勘察工作概况，
3拟建工程场区场地条件。

4工程设计
4.1一般规定
4.1.1在空调系统冷热源选择时，宜将地源热系系统列为重要的比选方案。
4.1.2采用地源热泵系统方案时，应根据建筑负荷特性，对现场条件、能源政策、节能效果、经济效益、环境影响等进行可行性分析。
4.1.3地源热泵系统方案设计时，应对建筑物全年冷、热负荷特性进行分析，不平衡时，宜与其他空调冷热源组成复合冷热源。
4.1.4地源热系系统制冷能效比、制热性能系数应符合现行上海市工程建设规范可再生能源建筑应用测试评价标准3DG/TJ08一2162的相关要求。
4.2地埋管换热系统设计
4.2.1地埋管地源热系系统的容量应与系统冷热负荷、地埋管有效埋设空间匹配。
4.2.2地埋管换热系统设计应进行全年供暖空调动态负荷计算，最小计算周期宜为1年，计算周期内，地源热泵系统总释热量和总吸热量宜基本平衡；设计阶段宜进行系统10年以上岩土温度场数值模拟以及运行预期效果分析。
4.2.3地埋管地源热泵系统宜设置地温场监测系统。
4.2.4地埋管地源热系系统的埋管如设在建筑物的基础下时，应与有关专业协调，考虑基础沉降、防水、安全及施工工艺等因素。
4.2.5地埋管换热系统设计前应明确埋管区域内各种地下管线的种类、位置及深度，并考虑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。
4.2.6地埋管换热系统的位置宜邻近机房或以机房为中心设置。
4.2.7地埋管与管件应符合下列规定：
1地埋管与管件应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管，二者材料应相同；各项性能指标应符合国家现行标准的有关规定。
2地埋管与管件的公称压力及使用温度应满足设计要求，且公称压力值不应小于1.0MPa;地埋管的外径及壁厚可按本标准附录C的规定选用，
4.2.8地埋管换热器内的换热介质一般为水，选用其他介质时应符合下列要求：
1安全，腐蚀性弱，与换热管材无化学反应。
2冰点较低。
3传热性能良好，摩擦阻力系数较小。
4易于购买、运输和储藏。
5传热流体应保持流状态，单U型管内的流速不宜小于0.6m/s,双U型管内的流速不宜小于0.4m/s,
4.2.9竖直换热孔的回填料应根据地质条件确定，回填料的导热系数不应小于周围岩土体的导热系数，回填料的渗透系数应满足抗渗要求。
4.2.10地埋管换热器长度设计计算应满足下列要求：
1地埋管换热器的长度应考虑管材、岩土体及回填料热物性的影响，采用专用软件计算，小型地埋管换热器的长度设计也可按照本标准附录D的方法进行计算。
2地埋管换热器长度应满足地埋管换热系统最大取热量或最大释热量的要求，全年总取热量宜与总释热量平衡。

投稿会员：芳华