DB11T 2038-2022 中深層地熱供熱技術(shù)規(guī)范 井下?lián)Q熱

ICS27.010CCSP45

DB11北 京 市 地 方 標 準DB11/T2038—2022中深層地熱供熱技術(shù)規(guī)范井下?lián)Q熱Technicalspecificationsformedium-deepgeothermalheatingsystemHeatexchangerinborehole2022-12-27發(fā)布 2023-04-01實施北京市市場監(jiān)督管理局 發(fā)布DB11/T2038—2022目 次前言 II1范引文件 1語定義 1本2查評估 2統(tǒng)4工7試驗收 8能10附錄A 資性） 下同換器熱析14附錄B 資性） 下同換器道力算方法 16附錄C 資性） 深層熱下熱熱程質(zhì)檢驗記17參考25IDB11/T2038—2022前 言GB/T《標準化工作導(dǎo)則第1本文件由北京市發(fā)展和改革委員會提出并歸口。本文件由北京市發(fā)展和改革委員會組織實施。北京IIDB11/T2038—2022中深層地熱供熱技術(shù)規(guī)范井下?lián)Q熱范圍本文件適用于以地下3000米內(nèi)中深層巖體為低溫熱源、采用井下同軸換熱器換熱的地熱工程建設(shè)和運行。（GB/T11615 GB/T14848 GB50194建設(shè)工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范GB50243通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50274制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范GB50366地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB55015建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范CJJ/T34 DZ/T0260 JGJ33 JGJ46 JGJ59 NB/T10266 SY/T5374.1 SY/T6592 DB11/T852 DB11/1066 下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1地熱換熱井boreholeforgeothermalheatexchange全井封閉（包含底端），可安裝換熱器與周圍地層、巖體或構(gòu)造帶進行換熱的井狀結(jié)構(gòu)。3.21DB11/T2038—2022井下軸熱器 coaxialheatexchangerinborehole3.3井下熱環(huán)質(zhì) circulatingmediaofheatsourceside井下同軸換熱器中循環(huán)流動的與周圍地層、巖體或構(gòu)造帶進行熱交換的液體。中深地井換系統(tǒng) medium-deepgeothermalboreholeheatexchangersystem3.4中深地井換供系統(tǒng) medium-deepgeothermalborehole-styleheatexchangerwithheatpumpsystemforspaceheating系統(tǒng)。GB/T11615602.0℃/100m。2DB11/T2038—2022負荷情況；11~3GB/T11615GB/T1161510020（1）v cv c

QAHCT

T×0.2/100 (1)Q——換熱器每年最大可利用的累積取熱量，單位為焦耳(J)；A——（2）(m2)；H——(m)；Cv——熱儲的體積比熱容，單位為焦耳每立方米每攝氏度［J/(m3?℃)］；Tp——熱儲層平均溫度，單位為攝氏度(℃)；Tc——基準溫度，建議取為當?shù)厝昶骄鶜鉁?，單位為攝氏度(℃)。式中：

A2

........................................(2)R——中深層地熱井下?lián)Q熱器取熱影響半徑，建議值為50，單位為米(m)。量，疊加獲得總地熱儲量。平衡分析，長期熱平衡分析的計算周期不少于25年；3DB11/T2038—2022GB55015對排布方式與井間距進行評估與設(shè)計。（A）。iQ17.61Ti式中：

Ks

49.2

2.23Ks

H8.63TK1000 s

61.93

7.92..............(3)Qi——單個中深層地熱井下?lián)Q熱器取熱功率，單位為千瓦（kW）；H——中深層地熱井下?lián)Q熱器安裝深度，單位為米（m）；T——地溫梯度，單位為攝氏度每百米（°C/100m）；Ks——巖土導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米每攝氏度[W/(m·°C)]。注1：φ110*10mm注2：設(shè)計取熱功率計算公式對應(yīng)的計算工況為：24小時連續(xù)供熱運行，換熱器進水溫度10℃，循環(huán)流量28m3/h。注3：實際工程設(shè)計時，可根據(jù)實際地質(zhì)條件、換熱器結(jié)構(gòu)尺寸及材料物性、進水溫度和循環(huán)流量，進行數(shù)值模擬，計算得到更準確的單個井下同軸換熱器在連續(xù)供熱運行時的設(shè)計取熱功率。（1）（2）（3）5010°C~25°C4℃；4DB11/T2038—2022（3）20m3/h~30m3/h10℃~15℃；。GB/T14848II對環(huán)境產(chǎn)生危害的添加劑。DZ/T0260NB/T10266和完井驗收的依據(jù)。200mm。（4）（5）：QsQq

W

W

...................................(4)式中：

QqQi

......................................(5)Qs——熱泵機組輸出的供熱功率，單位為千瓦（kW）；Qq——中深層地熱取熱功率，單位為千瓦（kW）；Qi——（kW）；Whp——（kWp）；Wh——（kWp）；N——中深層地熱換熱井數(shù)量。5DB11/T2038—2022設(shè)計方案及調(diào)節(jié)策略。壓力突變造成井內(nèi)管路不可逆的形變及影響。溫度及流量等進行選擇。265%。3010℃。4540℃~60組冷凝側(cè)進出水溫差不宜大于10℃。（6）式中：COP——

COP

QsWhp

.......................................(6)Qs——熱泵機組供熱輸出熱量功率，單位為千瓦（kW）；Whp——（kWp）。5.0。1%標符合CJJ/T34相關(guān)要求；6DB11/T2038—2022井下?lián)Q熱系統(tǒng)熱泵機組蒸發(fā)器的管道設(shè)備及附件承壓不低于1.6MPa。溫度不宜高于60℃。45/3540/35℃、風45/40℃。產(chǎn)實施細則。單位代表確認，形成相應(yīng)的記錄；置，嚴禁損壞地下既有管線和構(gòu)筑物。井下?lián)Q熱系統(tǒng)施工后，應(yīng)在埋管區(qū)域標明管線的定位。15m35m，（）各項規(guī)定；DZ/T0260。7DB11/T2038—2022SY/T5374.1SY/T6592泥選用無毒、稠化時間長且流動性好的材料；24hGB50243、GB50274GB50366面上定位，支干線、支線可按主干線方法定位；石。JGJ33、JGJ59GB50194JGJ46DB11/T852（C）度計、壓力計等，并對換熱井井位及直埋管線進行定位測量并在地面標識。8DB11/T2038—20223000m1進出口溫度、流量、取熱量和時間的關(guān)系曲線；14備生產(chǎn)成套單位或供應(yīng)商單位有相應(yīng)的運保人員在場監(jiān)護和技術(shù)指導(dǎo)；求；48h，50%72h；9DB11/T2038—202220122070%頻率和用電量等；600s。10分鐘次。DB11/1066現(xiàn)較大誤差或錯誤時應(yīng)采取必要的更正和報警措施。接口。2010110DB11/T2038—2022信息。）水量等進行調(diào)節(jié)，并實現(xiàn)與用戶側(cè)相關(guān)設(shè)備的控制和管理；RS485MODBUSRTUBACnetMSTP/點接口；變頻泵提供變頻控制及頻率反饋接口。掉線前的控制狀態(tài)，并獨立完成各種控制及監(jiān)測工作。碳排放計算及評估功能，并將數(shù)據(jù)工單進行存儲、統(tǒng)計和打?。粩?shù)的增刪和修改；11DB11/T2038—2022供熱系統(tǒng)能效比EERsys側(cè)循環(huán)水泵、用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵各設(shè)備耗電量之比，按照公式（7）計算：EER Qs

......................................(7)WsysWs式中：EERsys——Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Ws——熱泵供熱系統(tǒng)各設(shè)備的功率之和，包括熱泵機組壓縮機功率、井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵及用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵的功率，單位為千瓦（kW）。COPhp量之比，按照公式（8）計算：WCOP QsW

.......................................(8)式中：

hphpCOPhp——Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Whp——kW)。用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)WTFu（9）WTF Qs

.......................................(9)WuWu式中：WTFu——用戶側(cè)水泵輸送系數(shù)；Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；Wu——用戶側(cè)水泵功率，單位為千瓦(kW)。WTFBHEX熱功率與井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵耗電量之比，按照公式（10）計算：12WTF

Q

DB11/T2038—2022....................................(10)式中：

BHEX

BHEXWTFBHEX——井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)；QBHEX——井下?lián)Q熱系統(tǒng)取熱功率，單位為千瓦(kW)；WBHEX——井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵功率，單位為千瓦(kW)。13DB11/T2038—2022附 錄 A（資料性）井下同軸換熱器傳熱分析模型到內(nèi)管流體控制方程如公式（A.1）所示。tf,in(uintf,in)Ki(tf,otf,in)

······························ (A.1)?

fCfFin（A.2）Tf,o(uotf,o)Ki(tf,intf,o)Ko(tgrouttf,o) (A.2)?

fCfFo

fCfFo（公式如（A.3）所示。C

1r

tg?

(

tg) (A.3)g g

r r

g r z g z? ?（A.4）Ki/(

12h

12

lnrior

12h

) (A.4)1 ii in ii 2 io（A.5）K/( 1 1 lnR) (A.5)o 2hr 2 r c式中：

3 oi o oitf,in——井下同軸換熱器內(nèi)管水溫，℃；tf,o——井下同軸換熱器外管水溫，℃；tgrout——回填材料溫度，℃；tg——土壤溫度，℃；ρf——熱源水密度，kg/m3；ρg——土壤密度，kg/m3；Cf——熱源水比熱容，kJ/(kg·℃)；Cg——土壤比熱容，kJ/(kg·℃)；λg——土壤導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；14DB11/T2038—2022λin——λo——，W/(m·℃)；rii——，m；rio——，m；roi——roo——Fin——，m2；Fo——m2；uin——井下同軸換熱器內(nèi)管流速，m/s；uo——井下同軸換熱器外管流速，m/s；τ——時間，s；z——軸向坐標，m；h1——內(nèi)管內(nèi)壁面對流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；h2——內(nèi)管外壁面對流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；h3——外管內(nèi)壁面對流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)；Rc——外管與回填材料接觸熱阻，(㎡·℃)/W。6.2.3井下同軸換A.1表A.1不同管徑組合的中深層井下同軸換熱器設(shè)計取熱功率調(diào)整系數(shù)內(nèi)管徑mm外管徑mmφ177.8*9.19φ193.7*8.33φ244.5*10.3φ90*8.21.051.121.16φ110*1011.091.1415DB11/T2038—2022附 錄 B（資料性）井下同軸換熱器管道水力計算方法井下同軸換熱器阻力特性直接影響到熱源側(cè)輸送系統(tǒng)的運行性能，關(guān)系到熱源側(cè)運行調(diào)控策略，因此需要明確井下同軸換熱器和管道水力計算方法。以實際項目為研究對象，分別對2000米和2500米井下同軸換熱器進出口壓力、循環(huán)水量進行連續(xù)監(jiān)測。圖B.1顯示了一個供熱季連續(xù)運行情況下兩根不同深度井下同軸換熱器循環(huán)壓降隨循環(huán)流量的變化情況。圖B.1井下同軸換熱器循環(huán)壓降實測結(jié)果對于井下同軸換熱器，循環(huán)壓降由沿程阻力與局部阻力組成，主要以沿程阻力為主，其中局部阻力僅考慮地埋管底部折返過程的壓力損失，可近似取為沿程阻力的0.02倍。由此井下同軸換熱器管道水力計算方法如公式（B.1）~公式（B.3）所示1.02

1.02

Hu2d2g

··········································(B.1)f aRf ud

····························································(B.2)式中：

Rev

·····························································(B.3)ΔPe——井下同軸換熱器循環(huán)壓降，kPa；ΔPf——井下同軸換熱器循環(huán)沿程壓降，kPa；d——井下同軸換熱器等效直徑，m；g——重力常數(shù)，9.8m/s2；u——井下同軸換熱器循環(huán)流速，m/s。結(jié)合實際運行數(shù)據(jù)，擬合得到系數(shù)ab由此得到井下同軸換熱器管道水力計算如公式（B.4）所示。該表達式可以較為準確的描述中深層取熱孔壓降隨取熱孔深度H，管徑D，流速u的變化規(guī)律，可以應(yīng)用于系統(tǒng)整體建模分析。0.229Hu21.020.3627

d2g

··········································(B.4)16DB11/T2038—2022附 錄 C（資料性）中深層地熱井下?lián)Q熱供熱工程質(zhì)量檢查驗收記錄表GB50243中深層地熱井下?lián)Q熱供熱工程的主要設(shè)備與材料進場記錄，宜由工程項目的專職材料員按表C.1的要求進行填寫與申報，并由建設(shè)單位項目負責人組織施工單位專業(yè)技術(shù)負責人、專業(yè)質(zhì)量員等進行驗收。中深層地熱井下?lián)Q熱供熱工程的檢驗批質(zhì)量驗收記錄，宜由工程項目的專職質(zhì)量員按表C.2的要求進行填寫與申報，并由建設(shè)單位項目專業(yè)技術(shù)負責人組織施工員和專業(yè)質(zhì)量員等進行驗收。中深層地熱井下?lián)Q熱供熱工程質(zhì)量驗收由建設(shè)單位項目專業(yè)技術(shù)負責人組織項目專業(yè)質(zhì)量員、項目工程師與項目經(jīng)理等共同進行，分項工程質(zhì)量驗收記錄宜按表C.3進行填寫，分部工程質(zhì)量驗收記錄宜按表C.4進行填寫。中深層地熱井下?lián)Q熱供熱系統(tǒng)相關(guān)性能的評價及驗收由建設(shè)單位項目負責人組織施工單位項目專業(yè)質(zhì)量員、項目工程師與項目經(jīng)理等共同進行，供暖系統(tǒng)性能測試記錄宜按表C.5進行填寫，系統(tǒng)運行基本參數(shù)測試記錄宜按表C.6進行填寫，工程竣工驗收報告宜按表C.7進行填寫。17DB11/T2038—2022表C.1 要備材進場編號：工程名稱分項工程名稱施工單位項目經(jīng)理技術(shù)負責人序號設(shè)備、材料名稱規(guī)格型號單位計劃數(shù)量進場數(shù)量質(zhì)量文件12345678910建設(shè)單位驗收結(jié)論：施工單位自查結(jié)論：項目技術(shù)負責人：項目技術(shù)負責人聯(lián)系方式年月日項目負責人：項目負責人聯(lián)系方式：年月日18DB11/T2038—2022表C.2 驗驗質(zhì)記編號：單位工程名稱分部工程名稱分項工程名稱施工單位項目負責人檢驗批容量檢驗批部位施工依據(jù)驗收依據(jù)設(shè)計要求及的規(guī)定施工單位質(zhì)量評定記錄建設(shè)單位驗收記錄單項檢驗批產(chǎn)品數(shù)量N單項抽樣樣本數(shù)n檢驗批匯總數(shù)量?N抽樣樣本匯總梳理?n匯總評判結(jié)果備注主控項目一般項目施工單位專業(yè)工長：項目專業(yè)質(zhì)量檢查員年 月 日建設(shè)單位驗收結(jié)論項目負責人：項目負責人聯(lián)系方式：年 月 日19DB11/T2038—2022表C.3 項程量收記錄（分工） 號：單位工程名稱分部工程名稱分項工程數(shù)量檢驗批數(shù)量施工單位項目負責人項目技術(shù)負責人序號檢驗批名稱檢驗批數(shù)量部位/區(qū)段施工單位檢查結(jié)果監(jiān)理單位驗收結(jié)論1234……說明：施工單位檢查結(jié)果項目專業(yè)技術(shù)負責人