地源热泵换热系统工程勘察规程.docx
- 文档编号:23884714
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:86
- 大小:180.22KB
地源热泵换热系统工程勘察规程.docx
《地源热泵换热系统工程勘察规程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地源热泵换热系统工程勘察规程.docx(86页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
地源热泵换热系统工程勘察规程
地源热泵换热系统工程勘察规程
SpecificationforInvestigationofground-sourceheattransferpumpsystem
(征求意见稿)
目次
1总则………………………………………………………………………………………………………………1
2术语和符号………………………………………………………………………………………………………2
2.1术语………………………………………………………………………………………………………2
2.2符号………………………………………………………………………………………………………4
3基本规定…………………………………………………………………………………………………………5
3.1基本要求…………………………………………………………………………………………………5
3.2工程勘察分级……………………………………………………………………………………………5
3.3岩土分类及地下水类型划分……………………………………………………………………………6
3.4换热系统类型划分………………………………………………………………………………………8
4地源热泵换热系统工程勘察基本要求…………………………………………………………………………9
4.1一般规定…………………………………………………………………………………………………9
4.2地埋管换热系统工程勘察………………………………………………………………………………9
4.3地下水换热系统工程勘察………………………………………………………………………………10
4.4地表水换热系统勘察……………………………………………………………………………………12
5地源热泵换热系统的监测………………………………………………………………………………………14
5.1一般规定…………………………………………………………………………………………………14
5.2地埋管地源热泵换热系统的监测………………………………………………………………………14
5.3地下水地源热泵换热系统的监测………………………………………………………………………15
5.4地表水地源热泵换热系统的监测………………………………………………………………………16
5.5监测报告…………………………………………………………………………………………………16
6成果报告的基本要求……………………………………………………………………………………………18
附录A热响应试验…………………………………………………………………………………………………20
附录B抽水试验……………………………………………………………………………………………………22
附录C回灌试验……………………………………………………………………………………………………24
附录D本规程用词说明……………………………………………………………………………………………25
条文说明……………………………………………………………………………………………………………26
1总则
1.0.1为适应江苏省地源热泵换热系统工程建设的需要,统一建设项目地源热泵换热系统工程勘察要求,提高地源热泵换热系统工程勘察水平,做到技术先进、安全可靠、经济合理,确保工程质量和保护环境,提高投资效益,特制定本规程。
1.0.2本规程适用于江苏省建设项目地源热泵地埋管、地下水、地表水换热系统场地工程勘察。
1.0.3地源热泵换热系统工程勘察的主要任务是采用综合勘察技术方法,查明换热系统场地地质背景及浅层地热条件,确定地热能合理开发量,对浅层地热能综合利用进行评价,提出可持续开发利用的建议,并预测开发利用产生的环境影响。
1.0.4地源热泵换热系统工程勘察应从实际出发,广泛吸取工程实践经验,进行必要的测试试验,积极采用新技术、新设备。
1.0.5江苏省地源热泵换热系统工程勘察除应符合本规程外,尚应符合国家、行业及本省现行相关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem
地源热泵系统是以岩土体、地下水、地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的换热空调系统。
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、地表水地源热泵系统。
2.1.2地埋管换热系统closed-loopground-coupledsystem
传热介质通过垂直或水平埋设在岩土体中的换热管管壁与岩土体进行热交换的地能采集系统,又称土壤源换热系统,也有称地耦合系统。
2.1.3地下水换热系统groundwatersystem
与地下水进行热交换的地热能交换系统。
根据地下水是否直接流经水源热泵机组分为直接和间接两种。
2.1.4地表水换热系统surfacewatersystem
与地表水进行热交换的地热能交换系统。
根据传热介质是否与大气相通,分为开式和闭式系统两种。
2.1.5恒温层 constantzoneofsubsurfacetemperature
变温层 variablezoneofsubsurfacetemperature
增温层increasingzoneofsubsurfacetemperature
恒温层又称常温层, 地下温度的变化幅度常年不变的地带。
变温层指地下温度明显受到地表大气温度变化影响的地带,即自恒温层向上至地表的地层。
增温层又称内热带,是指地球表面以下完全受控于地球的内热活动,温度随深度的增加而增加的地带。
2.1.6浅层地热能资源shallowgeothermalresources
蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。
2.1.7传热介质heat-transferfluid
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。
一般为水或添加防冻剂的水溶液。
2.1.8水环境waterenvironment
自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境。
2.1.9地质环境 geologicenvironment
指地壳上部包括岩石、水、气和生物在内的互相关联的系统。
2.1.10地下水 groundwater
以各种形式埋藏在地壳土壤和岩石空隙中的水。
2.1.11岩土体 rock-soilbody
岩石和松散沉积物的结合体。
2.1.12水文地质条件hydrogeologicalcondition
地下水的分布、埋藏、补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。
2.1.13含水层 aquifer
导水的饱和岩土层。
2.1.14富水性 wateryieldproperty
指含水层的水量丰富程度,一般以某一口径的井孔的单位降深的涌水量表示。
2.1.15水文地质参数hydrogeologicalparameters
表征地层水文地质特征的数量指标。
2.1.16渗透性 permeability
地下水在含水层多孔介质中运动的难易程度。
2.1.17潜水phreaticwater
地表以下,第1个稳定隔水层(渗透性能极弱的岩土层)之上具有自由水面的地下水。
2.1.18承压水confinedwater
充满于两个隔水层之间具承压性质的地下水。
2.1.19岩土体热物性 thermal-physicalcharacterofrock-soilbody
岩土体的热物理学性质,包括岩土体的导热系数、密度、比热容等。
2.1.20岩土初始平均温度initialaveragetemperatureoftherock-soil
恒温层下或地表下10~20m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内,岩土常年恒定的平均温度。
2.1.21水质 waterquality
水体的物理性质、化学组成、生物学和微生物学及各自的含量所决定的特性及其组成状况的总称。
是反映水体质量状况的指标。
2.1.22热源井 heatsourcewell
热源井是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。
2.1.23抽水试验 pumpingtest
单孔抽水试验singlewellpumpingtest
群孔抽水试验pumpingtestofwellgroup
抽水试验是在井中进行计时计量抽取地下水,并测量水位变化的过程。
单孔抽水试验指只在1个抽水孔中进行的不带或带观测孔的抽水试验。
群孔抽水试验指2个或2个以上的抽水孔同时抽水,各孔的水位和水量有明显相互影响的抽水试验。
2.1.24完整孔completelypenetratingwell
进水部分揭穿整个含水层的钻孔。
2.1.25非完整孔partiallypenetratingwell
进水部分仅揭穿部分含水层的钻孔。
2.1.26稳定流抽水试验steady-flowpumpingtest
在抽水过程中,要求出水量和动水位同时相对稳定,并有一定延续时间的抽水试验。
2.1.27非稳定流抽水试验unsteady-flowpumpingtest
在抽水过程中,一般仅保持抽水量固定而观测地下水位变化,或保持水位降深固定,而观测抽水量和含水层中地下水位变化的抽水试验。
2.1.28 回灌试验 injectiontest
一种向井中连续注水,使井内保持一定水位,或计量注水,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。
2.1.29 采灌比 rateofexploitationtoinjection
开采水量与回灌水量的比值。
2.1.30岩土热响应试验rock-soilthermalresponsetest
利用地埋管换热系统采用人工冷(热)源向岩土体中连续制冷(加热),并记录传热介质的温度变化和循环量,来测定岩土体热传导性能及岩土初始平均温度的试验。
2.2符号
2.2.1岩土原位测试及强度指标
N——标准贯入击数(击);
fr——岩石饱和单轴抗压强度(MPa);
ρ——电阻率(Ω·m)。
2.2.2水文地质及换热参数
s——降深(m);
Δh2——天然情况下潜水含水层厚度(H)和抽水孔或观测孔抽水或水位恢复时的孔壁处潜水含水层厚度(hw或hr)的平方差(Δh2=H2-hw2或Δh2=H2-hr2);
t——时间(s);
Q——出水量(m3/s);
Q——换热器最大瞬时换热量(kW);
Q——通过热响应试验得到的单位延米换热井换热量(取热量或释热量,W/m);
n——换热井数量,可以用可用地面积除以20~30计算;
h——换热井有效深度(m);
ρ——水体密度(kg/m3);
V——水体流量(m3/s);
Cp——水的定压比热,取值4.18kJ/(kg·℃);
△T——水体温差(℃)。
3基本规定
3.1基本要求
3.1.1在进行地源热泵换热系统工程设计之前,应由具有相应勘察资质的专业技术单位对地源热泵换热系统和浅层地热能资源工程场地进行勘察。
3.1.2地源热泵换热系统工程勘察可分阶段进行。
可行性论证阶段勘察应满足确定换热系统方案的要求;工程设计阶段勘察应符合地源热泵换热系统工程设计、施工的要求。
一般情况下,可直接进行工程设计阶段勘察。
1可行性论证阶段勘察应在充分收集已有的地热地质、工程地质、水文地质及当地地温、自然地理等资料基础上,根据情况适当补充地质测绘、地球物理勘探、勘探试验工作量等基础上,对浅层地热能条件进行分析评价,为换热系统选型和布局提供地质依据。
2工程设计阶段勘察应根据具体场地地源热泵换热系统的设计要求,有选择地布设地质测绘、地球物理勘探、钻探试验等工作量,详细查明工程场地范围内地层岩性结构、含水层类型及埋藏条件、赋存情况等工程地质水文地质条件,并通过水文地质试验、热响应试验等原位测试手段,为地源热泵换热系统工程设计提供基础资料,对浅层地热能的开发利用及对地质环境的影响进行评价。
3.1.3地源热泵换热系统工程勘察应在勘察前编制勘察纲要。
3.2工程勘察分级
3.2.1按建筑工程规模分级
根据换热系统工程的换热应用建筑面积及采暖、制热负荷,可分为3个工程规模等级:
1大型工程:
换热应用面积不小于20000㎡;制热负荷不小于1000kW。
2中型工程:
换热应用面积3000~10000㎡;制热负荷300~1000kW。
3小型工程:
换热应用面积小于3000㎡;制热负荷小于300kW。
3.2.2按地质条件复杂程度进行场地分级
根据场地地质条件的复杂程度,可按下列规定分为3个场地等级:
1符合下列条件之一者为一级场地(复杂地质条件场地):
1)地形地貌复杂;
2)水环境及地质环境已经或可能受到强烈破坏或污染;
3)地层条件复杂。
2符合下列条件之一者为二级场地(中等复杂地质条件场地):
1)地形地貌较复杂;
2)水环境及地质环境已经或可能受到一般破坏或污染;
3)地层条件较复杂。
3符合下列条件者为三级场地(简单地质条件场地):
1)地形地貌简单;
2)水环境及地质环境基本未受破坏或污染;
3)地层条件简单。
注:
从一级开始,向二级,三级推定,以最先满足的为准。
3.2.3按水文地质条件复杂程度分级
根据地形地貌、古地理环境与含水岩(层)组埋藏、组合特征的复杂程度和规律性,可按下列规定划分为3个水文地质条件等级:
1符合下列条件之一者,为一级水文地质条件场地(复杂水文地质条件):
1)地下水类型种类大于2类,补给、径流、排泄条件复杂;
2)含水岩(层)组不少于3组,分布埋藏规律性差;
3)地下水水化学类型或水质复杂。
2符合下列条件之一者,为二级水文地质条件场地(中等复杂水文地质条件):
1)地下水类型种类1~2类,补给、径流、排泄条件较为复杂;
2)含水岩(层)组1~2组,分布埋藏规律性较好;
3)地下水水化学类型或水质较有规律。
3符合下列条件之一者,为三级水文地质条件场地(简单水文地质条件):
1)地下水类型单一,补给、径流、排泄条件简单;
2)含水岩(层)组单一,分布埋藏规律性好;
3)地下水水化学类型或水质单一。
注:
从一级开始,向二级,三级推定,以最先满足的为准。
3.2.4地源热泵换热系统工程勘察等级划分
根据建筑工程规模等级、地质条件场地等级和水文地质条件复杂程度等级,可按下列条件划分地源热泵换热系统工程勘察等级。
甲级 在建筑工程规模等级、地质条件场地等级和水文地质条件复杂程度等级中,有一项或多项为一级的地源热泵换热系统工程勘察项目;
乙级 除工程勘察等级为甲级和丙级以外的地源热泵换热系统工程勘察项目;
丙级 建筑工程规模等级、地质条件场地等级和水文地质条件复杂程度等级均为三级的地源热泵换热系统工程勘察项目。
3.3岩土分类及地下水类型划分
3.3.1岩石分类
表3.3.1-1岩石按风化程度分类
风化程度
野外特征
风化程度参数指标
波速比
Kv
风化系数
Kf
未风化
岩质新鲜,偶见风化痕迹
0.9~1.0
0.9~1.0
微风化
结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙
0.8~0.9
0.8~0.9
中等风化
结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。
用镐难挖,岩芯钻可钻进
0.6~0.8
0.4~0.8
强风化
结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进
0.4~0.6
<0.4
全风化
结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进
<0.4
-
注:
1波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;
2岩石风化程度,除按表列野外特征和定量指标划分之外,也可根据当地经验划分;
3花岗岩类岩石,可采用标准贯入击数N(击)划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土;
4泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1在进行勘察时,应鉴定岩石的地质名称和风化程度,并进行岩石坚硬程度的划分;
2岩石风化程度和坚硬程度等级的划分,应分别按表3.3.1-1、3.3.1-2执行。
表3.3.1-2岩石按坚硬程度分类
坚硬程度
坚硬岩
较硬岩
较软岩
软岩
极软岩
饱和单轴抗压强度fr(MPa)
fr>60
60≥fr>30
30≥fr>15
15≥fr>5
fr≤5
注:
1当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,可用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行;
2当岩体完整程度为极破碎时,可不进行坚硬程度分类;
3当软化系数等于或小于0.75时,应定为软化岩石;当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石,如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等;
4岩石的描述应包括地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造。
对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度;对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度。
3.3.2土的分类和鉴定
1晚更新世Q3及其以前沉积的土,应定为老沉积土;第四纪全新世Q4中近期沉积的土,应定为新近沉积土。
根据地质成因,可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。
土根据有机质含量分类,应按《岩土工程勘察规范》(GB50021)相关规定执行。
2粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为碎石土,并按表3.3.2-1进一步分类。
表3.3.2-1碎石土分类
土的名称
颗粒形状
颗粒级配
漂石
圆形及亚圆形为主
粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量50%
块石
棱角形为主
卵石
圆形及亚圆形为主
粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量50%
碎石
棱角形为主
圆砾
圆形及亚圆形为主
粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%
角砾
棱角形为主
注:
定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。
3粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为砂土,并按表3.3.2-2进一步分类。
表3.3.2-2砂土分类
土的名称
颗粒级配
砾砂
粗砂
中砂
细砂
粉砂
粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量25%~50%
粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量50%
粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量50%
粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量85%
粒径大于0.0.75mm的颗粒质量超过总质量50%
注:
定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。
4粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10的土,应定名为粉土。
5塑性指数大于10的土应定名为黏性土。
黏性土应根据塑性指数分为粉质黏土和黏土。
塑性指数大于10,且小于或等于17的土,应定名为粉质黏土;塑性指数大于17的土应定名为黏土。
注:
塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉入土中深度为10mm时测定的液限计算而得。
6除按颗粒级配或塑性指数定名外,土的综合定名应符合下列规定:
1)对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名;
2)对特殊性土,应结合颗粒级配或塑性指数定名;
3)对混合土,应冠以主要含有的土类定名;
4)对同一土层中相间呈韵律沉积,当薄层与厚层的厚度比大于1/3时,宜定为“互层”;厚度比为1/10~1/3时,宜定为“夹层”;厚度比小于1/10的土层,且多次出现时,宜定为“夹薄层”;
5)当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。
3.3.3地下水类型划分
在进行工程勘察时,应根据含水介质及地下水埋藏条件、水力性质、水化学特征按照表3.3.3进行地下水类型划分。
表3.3.3-1按主要含水介质及埋藏条件分类
按含水介质分
按埋藏条件分
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带水
土壤水;沼泽水;上层滞水(包气带中局部隔水层上季节性存在的重力水);滨海沙堆、沙丘中的水
基岩风化壳中季节性存在的水;凝灰角砾岩顶板上的水
垂直渗入带中的水(降落水)
潜水
冲积层水;坡积、洪积和湖积层水
基岩上部裂隙中的层状或脉状潜水;沉积岩层层间裂隙潜水
裸露岩溶岩层中的层状或脉状溶洞水和裂隙岩溶水
承压水
松散岩层构成的自流盆地、单斜和山前平原自流斜地中的水
构造盆地和向斜及单斜岩层中的层状裂隙承压水;构造断层带及不规则裂隙中局部或深部承压水
构造盆地和向斜及单斜岩溶岩层中的层状或脉状溶洞水;裂隙岩溶承压水
表3.3.3-2按矿化度及酸碱度分类
名称
总矿化度(g/l)
名称
pH值
淡水
<1
强酸性水
<5.0
微咸水
1~3
弱酸性水
5.0~6.5
咸水
3~10
中性水
6.5~8.0
盐水
10~50
弱碱性水
8.0~10.0
卤水
>50
强碱性水
>10.0
表3.3.3-3按硬度分类
名称
硬度
Ca2++Mg2+(mEq/l)
德国度
极软水
<1.5
<4.2
软水
1.0~3.0
4.2~8.4
微硬水
3.0~6.0
8.4~16.8
硬水
6.0~9.0
16.8~25.2
极硬水
>9.0
>25.2
注
mEq:
毫克当量(某物质和1mg氢的化学活性或化合力相当的量)
3.4换热系统类型划分
地源热泵换热系统按传热介质及地热能交换系统形式可划分为地埋管式换热系统(也称土壤源换热系统)、地下水换热系统和地表水换热系统3种类型。
地埋管式换热系统根据管路埋置方式不同,又分为水平地埋管换热系统和竖直地埋管换热系统。
地下水换热系统可分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。
地表水换热系统可分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。
4地源热泵换热系统工程勘察基本要求
4.1一般规定
4.1.1地源热泵换热系统勘察前,应搜集建筑物的有关设计资料,并进行工程场地现状调查。
4.1.2勘察前应搜集下列资料:
1场地内及附近已有自然地理、水文、气象及地质、工程地质水文地质环境地质资料;
2邻近场地工程勘察资料;
3附有坐标和地形的建筑总平面图;
4场地的整平标高;
5拟建建筑物的性质、规模、占地面积、结构特点,基础形式、埋置深度,地下空间利用的基坑深度及其支护形式;
6建筑物的冷、热负荷或制冷、制热面积等资料;
7邻近场地既有浅层地热能开发利用项目资料。
4.1.3工程场地现状调查应包括下列内容:
1场地形状、坡度;
2场地内已有建筑物占地面积、基础
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 源热泵换热 系统工程 勘察 规程