DB11∕T 2038-2022 中深層地?zé)峁峒夹g(shù)規(guī)范 井下?lián)Q熱

標(biāo)準(zhǔn)分享吧北DB11Technicalspecificationsformedium-dee北京市市場監(jiān)督管理局發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)分享吧 1 1 1 2 2 4 7 8 I中深層地?zé)峁峒夹g(shù)規(guī)范井下?lián)Q熱設(shè)計(jì)、施工安裝、工程調(diào)試與驗(yàn)收、智能監(jiān)本文件適用于以地下3000米內(nèi)中深層巖體為低溫?zé)嵩?、采用井下同軸換熱器換熱的地?zé)峁こ探ㄔO(shè)GB50194建設(shè)工程施工現(xiàn)場供用電安全GB50243通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收GB50274制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB55015建筑節(jié)能與可再生能源利用DB11/T852有限空間作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范地?zé)釗Q熱井boreholeforgeot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(jìn)行1井下?lián)Q熱循環(huán)工質(zhì)circulatingmed井下同軸換熱器中循環(huán)流動(dòng)的與周圍地層、巖體或構(gòu)造帶進(jìn)行熱交換中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱系統(tǒng)medium-deepgeothermalbore中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱系統(tǒng)medium-deepgeothermalborehole-st4.2地?zé)峁こ坛袚?dān)單位在勘查、設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)維等方面應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)能力。4.4地?zé)峁こ虘?yīng)選用兼高效節(jié)能設(shè)備和綠色環(huán)保材料。4.5地?zé)峁こ淌┕で皯?yīng)進(jìn)行工程場地狀況調(diào)查和中深層地?zé)峥辈?。方面的基本資料，查明場地地層及巖性特征、地質(zhì)構(gòu)造、地溫場特征，核算地溫梯度，編制地?zé)?.1.2應(yīng)綜合分析建設(shè)場地及周邊一定范圍內(nèi)中深層地?zé)豳Y源條件、地溫梯度、巖層熱導(dǎo)率等，提5.2場地與資源調(diào)查5.2.1地?zé)峁こ虉龅卣{(diào)查應(yīng)包括建設(shè)區(qū)域內(nèi)場地狀況、熱泵機(jī)房及配套設(shè)施的建筑空間條件。5.2.2場地狀況調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)a)場地內(nèi)可供開發(fā)利用的中深層地?zé)崛萘?、地質(zhì)構(gòu)造、地層特征、巖性特征和地溫場層分布、出水量、年用水量、水位及變化、水溫和25.2.3地?zé)岬刭|(zhì)資料不充分區(qū)域宜采用數(shù)值模擬方法預(yù)測中深層地?zé)崛崛萘?，或開展地?zé)岬刭|(zhì)勘b)對探采結(jié)合井進(jìn)行全井段測溫，獲取巖體溫度和地?zé)嵩鰷?.3.1應(yīng)從能量平衡的角度對建設(shè)場地內(nèi)中深層地?zé)峥衫觅Y源容量進(jìn)行計(jì)算和評估，計(jì)算方法可］；Tp——熱儲層平均溫度，單位為攝氏度(℃)；Tc——基準(zhǔn)溫度，建議取為當(dāng)?shù)厝昶骄鶜鉁?，單位為攝氏度(℃)。 5.3.2對于具有多套熱儲層的中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器，可分層計(jì)算各層熱儲的體積比熱容及地?zé)醿?m)換熱井鉆探建議方法和成本估算；6.1.1井下?lián)Q熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合項(xiàng)目工程場地與資源調(diào)查、地?zé)豳Y源評估和鉆井成本等因6.1.3宜進(jìn)行建筑動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算，并對換熱井取熱量進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果開展中6.1.4換熱井位置宜靠近熱泵機(jī)房和供熱建筑；當(dāng)設(shè)有多個(gè)地?zé)峋畷r(shí)，應(yīng)依據(jù)地質(zhì)條件和場地6.2.1設(shè)計(jì)范圍應(yīng)包括中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器和井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)工質(zhì)管6.2.2井下?lián)Q熱系統(tǒng)取熱量的確定應(yīng)考a)單個(gè)地?zé)釗Q熱井連續(xù)供熱運(yùn)行時(shí)的設(shè)計(jì)取熱功率、供熱季設(shè)計(jì)b)地?zé)釗Q熱井?dāng)?shù)量，以及多個(gè)換熱井間距、排布方式，對單井實(shí)際取熱量的影6.2.3單個(gè)井下同軸換熱器供熱系統(tǒng)依據(jù)地溫梯度、巖石導(dǎo)熱系數(shù)和安裝深度設(shè)計(jì)取熱功率，Qi=17.61′T′Ks+49.2′T-2.23′Ks)′-8.63′T′Ks-61.93′T-7.92..............(3)Qi——單個(gè)中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱器取熱功率，單位為千瓦（kW）；）；注2：設(shè)計(jì)取熱功率計(jì)算公式對應(yīng)的計(jì)算工況為：24小時(shí)連續(xù)供熱運(yùn)行，換熱器進(jìn)水溫度10℃,循環(huán)流量28m3/h。計(jì)算得到更準(zhǔn)確的單個(gè)井下同軸換熱器在連續(xù)供熱運(yùn)行6.2.4多個(gè)井下同軸換熱器供熱系統(tǒng)宜根據(jù)公式（1）、公式（2）、公式（3）計(jì)算單個(gè)換季最大可利用的累積取熱量和設(shè)計(jì)取熱功率，并根據(jù)建筑設(shè)計(jì)供熱負(fù)荷、供熱季累積耗熱量設(shè)井群布置形式及衰減情況等，進(jìn)行全生命周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析測算，合理確定井下同軸換熱器數(shù)6.2.5井下同軸換熱器的運(yùn)行宜滿4算，確定循環(huán)水泵揚(yáng)程、功率。井下同軸換熱器管道水力6.2.6管材與循環(huán)工質(zhì)性能宜滿足a)井下同軸換熱器應(yīng)采用化學(xué)性穩(wěn)定、耐腐蝕、承壓強(qiáng)和流動(dòng)阻力小的管d)管材進(jìn)行拉伸強(qiáng)度和應(yīng)力驗(yàn)算，滿足設(shè)備安裝、運(yùn)行和恢復(fù)期間6.3.1地?zé)釗Q熱井鉆井工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合DZ6.3.2鉆井工程設(shè)計(jì)宜包括：地質(zhì)概況、設(shè)計(jì)依據(jù)、質(zhì)量要求、井身結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)方法、鉆井鉆具組合與強(qiáng)度校核、鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)、取芯設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、裂隙堵漏設(shè)計(jì)、含水層保護(hù)要井設(shè)計(jì)、鉆井施工重點(diǎn)技術(shù)要求、測試要求、井口裝置、鉆井資料收集要求、鉆井進(jìn)度計(jì)劃和a)固井材料的導(dǎo)熱系數(shù)不低于巖土體6.4.1應(yīng)確定中深層地?zé)嵩诮ㄖ嶝?fù)荷中的比例、供熱系統(tǒng)流程、建筑內(nèi)供熱末端系統(tǒng)形式6.4.2中深層地?zé)崛峁β逝c供熱系統(tǒng)經(jīng)熱泵機(jī)組提升溫度后的供熱功率應(yīng)滿足公式（4）Qs=Qq+Whp+Wh Qq=Qi′N Qs——熱泵機(jī)組輸出的供熱功率，單位為千瓦（kW）；q）；qQi——單個(gè)地?zé)釗Q熱井取熱功率，單位為千瓦（kW）；Whp——熱泵機(jī)組壓縮機(jī)軸功率，單位為千瓦（kWp）；Wh——井下?lián)Q熱循環(huán)水泵軸功率，單位為千瓦（kWp6.4.3中深層地?zé)岵荒苋繚M足建筑物供熱需求時(shí)，應(yīng)考慮輔助供熱，宜優(yōu)先選用清潔能源，5b)多能耦合供熱方案應(yīng)能保障建筑物不同供熱需求，并滿足經(jīng)濟(jì)性要c)輔助熱源不應(yīng)對中深層地?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的壓力、流量、溫度6.4.4供熱系統(tǒng)可根據(jù)項(xiàng)目應(yīng)用電價(jià)政策和場地條件，設(shè)置蓄熱設(shè)施，節(jié)約運(yùn)行成本，并具備6.4.5供熱管線應(yīng)做好有效防凍措施，避免故障停機(jī)和運(yùn)維檢修時(shí)出現(xiàn)水管凍結(jié)的6.4.6供熱系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)應(yīng)滿足不間斷供電要求，停開機(jī)時(shí)需緩慢降速或增速運(yùn)行，避免因流a)供熱機(jī)房內(nèi)水路系統(tǒng)管道保溫、電氣系統(tǒng)導(dǎo)線護(hù)套等采用耐火b)供熱機(jī)房內(nèi)不得堆放易燃易爆危險(xiǎn)c)供熱機(jī)房內(nèi)設(shè)置滅火器、消火栓等消防設(shè)施，設(shè)置起火自動(dòng)報(bào)警d)供熱機(jī)房內(nèi)設(shè)置防火門、疏散通道、安全出口，且劃定和設(shè)置其他設(shè)施時(shí)6.5.1熱泵機(jī)組容量及高效運(yùn)行工作區(qū)，應(yīng)綜合建筑尖峰供熱工況、部分負(fù)荷工況下需求的供6.5.2熱泵機(jī)組應(yīng)具備負(fù)荷調(diào)節(jié)功能，滿足熱負(fù)荷變化時(shí)的調(diào)節(jié)要求，宜采用變頻壓縮 Qs.......................................WhpWQs——熱泵機(jī)組供熱輸出熱量功率，單位為千瓦（kW）；Whp——熱泵機(jī)組輸入電功率，單位為千瓦（kWp）。6.6.1供熱輸配系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)滿足b)地?zé)釗Q熱井出口至熱泵側(cè)的管網(wǎng)熱損失率指標(biāo)不大于1%；熱泵至末端供熱管網(wǎng)的熱損失率指c)井下?lián)Q熱系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置定壓與補(bǔ)水系統(tǒng)，補(bǔ)水水箱66.6.2供熱系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)能效、末端供熱與空調(diào)系統(tǒng)方案綜合確定供水溫度，熱泵直接供熱6.6.3供熱末端設(shè)備宜優(yōu)先采用輻射供暖、風(fēng)機(jī)盤管、鋼制板型散熱器等低溫供熱末端，其中地板、鋼制板型散熱器設(shè)計(jì)供回水溫度為45/35℃、毛細(xì)管輻射6.6.4供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵應(yīng)具有變7.1.1應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)場地評估報(bào)告、設(shè)計(jì)文件和相關(guān)圖紙編制詳細(xì)的施工組織方案，制7.1.2應(yīng)對鉆井工程、井下?lián)Q熱系統(tǒng)安裝、熱泵供熱機(jī)房安裝等主要施工過程進(jìn)行視頻監(jiān)a)施工企業(yè)按規(guī)定實(shí)行安全資格認(rèn)證，并依法取得安全b)施工企業(yè)負(fù)責(zé)人按國家規(guī)定經(jīng)過安全衛(wèi)生管理資格培訓(xùn)合d)特種作業(yè)人員經(jīng)培訓(xùn)考核取得特種作業(yè)人員操7.2鉆井工程及井下?lián)Q熱系統(tǒng)施工與安7.2.1井下?lián)Q熱系統(tǒng)施工前，應(yīng)預(yù)留未來地下管線所需埋管空間及埋管區(qū)域進(jìn)出重型設(shè)備置，嚴(yán)禁損壞地下既有管線和構(gòu)筑物。井下?lián)Q熱系統(tǒng)施788.1.1地?zé)峁こ探桓妒褂们?，?yīng)進(jìn)行整體沖洗、運(yùn)轉(zhuǎn)、檢驗(yàn)、調(diào)試與驗(yàn)8.1.2系統(tǒng)分項(xiàng)工程驗(yàn)收應(yīng)包括：井下?lián)Q熱系統(tǒng)工程驗(yàn)收、供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)房工程驗(yàn)8.1.3井下?lián)Q熱系統(tǒng)包括地?zé)釗Q熱井、井下同軸換熱器、地面連接的管線、井口裝置、監(jiān)測和控制裝置、補(bǔ)水裝置等，可獨(dú)立作為分項(xiàng)工程驗(yàn)收。井下?lián)Q熱系統(tǒng)作為供熱工程分項(xiàng)驗(yàn)收，需填寫），8.1.4系統(tǒng)調(diào)試過程中需對運(yùn)行過程中突發(fā)暴雨、內(nèi)澇、泥石流、地陷等對地下?lián)Q熱井和有限空間8.2.1完井應(yīng)做好井口保護(hù)，完善井口裝置，包括：安裝控制閥門、進(jìn)水口及出水口的流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)等，并對換熱井井位及直埋管線進(jìn)行定位測量并在地8.2.2完井后應(yīng)及時(shí)整理鉆井過程中的各項(xiàng)資料，分類組卷裝訂，驗(yàn)收通過按時(shí)9鉆井巖屑記錄表、鉆井泥漿進(jìn)出口測溫記錄表，測井曲線以及工程管8.3.1調(diào)試前應(yīng)檢查以下內(nèi)容以滿足調(diào)d)相關(guān)電氣系統(tǒng)和設(shè)備安全性、供電穩(wěn)定性h)水系統(tǒng)壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)等儀表正確安裝、讀數(shù)正8.3.2在缺少地下3000m地勘資料的地區(qū)首次建設(shè)中深層地?zé)峋?.3.3井下?lián)Q熱系統(tǒng)取熱能力測試8.4.1熱泵供熱系統(tǒng)調(diào)試與試運(yùn)行應(yīng)符合下備生產(chǎn)成套單位或供應(yīng)商單位有相應(yīng)的運(yùn)保人員在場監(jiān)d)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行填寫運(yùn)行記錄，運(yùn)行數(shù)據(jù)a)系統(tǒng)井下?lián)Q熱側(cè)的換熱工質(zhì)壓力、流量、溫度、換熱量等技術(shù)參數(shù)符合b)系統(tǒng)蒸發(fā)器側(cè)工質(zhì)壓力、溫度、流量、換熱量等技術(shù)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求；c)系統(tǒng)冷凝器側(cè)工質(zhì)壓力、溫度、流量、換熱量等技術(shù)參足對中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱供熱系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和控制的設(shè)計(jì)要求，并能正確顯示監(jiān)測結(jié)果，實(shí)現(xiàn)8.4.4供熱系統(tǒng)性能測試與驗(yàn)收應(yīng)符合下列要求，并出具驗(yàn)收9.1一般規(guī)定9.1.1控制監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)遵循簡潔有效的原則，具備運(yùn)行工況實(shí)時(shí)分析、參數(shù)報(bào)警、能耗能效數(shù)據(jù)分9.1.2用于計(jì)量的設(shè)備和傳感器選型及安裝應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范要求，現(xiàn)場設(shè)置傳感器測量9.1.3控制監(jiān)測系統(tǒng)的儀表應(yīng)定期進(jìn)行標(biāo)定，監(jiān)測系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)宜進(jìn)行在線能量平衡校核，發(fā)9.2運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)要求9.2.1井下?lián)Q熱側(cè)系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)監(jiān)控的內(nèi)容包括：a)單井循環(huán)流量、進(jìn)出口溫度、進(jìn)出口壓b)井下?lián)Q熱側(cè)設(shè)備流量，進(jìn)出口溫度，進(jìn)出口壓力或壓9.2.2熱泵及附屬設(shè)備應(yīng)監(jiān)控的內(nèi)容包括：f)主要設(shè)備運(yùn)行電流、電功率、累計(jì)耗電量以及熱g)用戶側(cè)供熱干管及主要支路的流量、回水溫度、h)用戶側(cè)末端換熱器的流量、進(jìn)出口溫度、壓9.2.3當(dāng)供熱系統(tǒng)中包含輔助供熱時(shí)，應(yīng)包含如下監(jiān)控內(nèi)容：9.2.4其他宜監(jiān)控的系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行基本狀態(tài)包括：b)電動(dòng)閥門開關(guān)狀態(tài)，連續(xù)調(diào)節(jié)閥門9.3控制管理系統(tǒng)要求a)系統(tǒng)設(shè)備具備平臺級、站級和就地級三水量等進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)與用戶側(cè)相關(guān)設(shè)備的c)根據(jù)運(yùn)營需求實(shí)現(xiàn)碳排放控制策略、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)控制e)滿足井群或多個(gè)分布式能源站間的9.3.2供熱系統(tǒng)各機(jī)電設(shè)備控制柜應(yīng)具備與建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)匹配的通訊或控制的數(shù)據(jù)接口，應(yīng)滿b)熱泵機(jī)組在廠家成套控制柜內(nèi)預(yù)留RS485硬連接通信接c)各種水泵控制柜電氣二次回路預(yù)留水泵運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)和遠(yuǎn)程啟停干接9.3.3各系統(tǒng)分級控制器宜采用冗余設(shè)計(jì)。現(xiàn)場控制器宜在脫離主控或分控計(jì)算機(jī)控制后仍能維持9.4運(yùn)行管理9.4.1供熱系統(tǒng)在供暖季開始前，應(yīng)對管道系統(tǒng)進(jìn)行壓力和流量測試，對電氣設(shè)備和線路進(jìn)行安全檢查，對機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)類型設(shè)備進(jìn)行潤滑保養(yǎng)，對自控系統(tǒng)通信功能進(jìn)行析評估其換熱能力的變化以及供熱能力的變化，評價(jià)地?zé)崮苋嵯到y(tǒng)對地下溫度a)供熱系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行狀況分析、系碳排放計(jì)算及評估功能，并將數(shù)據(jù)工單進(jìn)行存儲、統(tǒng)計(jì)d)提供在線繳費(fèi)、在線報(bào)裝、在線報(bào)修、工單和維保9.4.4運(yùn)行管理系統(tǒng)宜具備通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測、仿真模擬、在線演練、場景展示、運(yùn)9.5評價(jià)指標(biāo)9.5.1運(yùn)行能耗能效評價(jià)指標(biāo)應(yīng)包括以下內(nèi)容?！嵯到y(tǒng)能效比；Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)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(jī)組壓縮機(jī)功率、井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵及用戶e)熱泵機(jī)組制熱性能系數(shù)COPhp，包含瞬時(shí)值及一個(gè)時(shí)間段平均值，為供熱功率與熱泵機(jī)組耗電hphpQs.......................................WhpWCOPhp——供熱泵機(jī)組制熱性能系數(shù)；Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)組向建筑物供熱功率，單位為千瓦(kW)；f)用戶供熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)WTFu，包含瞬時(shí)值及一個(gè)時(shí)間段平均值，為供熱功率與用戶供WTFu=..................WTFu——用戶側(cè)水泵輸送系數(shù)；Qs——供熱系統(tǒng)熱泵機(jī)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)。g)井下?lián)Q熱側(cè)循環(huán)水泵輸送系數(shù)WTFBHEX，包含瞬時(shí)值及一個(gè)時(shí)間段平均值，為地?zé)崛嵯到y(tǒng)取WTFBHEX=....................WTFBHEX——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)。針對同軸套管式中深層地埋管換熱器，熱源循環(huán)水通常在循環(huán)水泵的驅(qū)動(dòng)下，從外管向下流動(dòng)， ?tf,in?(uin′t ?t?zpf′Cf′Fin+?t+?(uo′tf,o)Ki′(tf,in-tf,o)+=?zpf′Cf′Fo+=Ko′(tgrout-tf,Ko′Fopf′Fod)內(nèi)管流體與外管流體之間單位長度換熱系數(shù)計(jì)算公e)外管流體與鉆孔壁之間單位長度換熱系數(shù)計(jì)算公式g——土壤溫度，℃;h3——外管內(nèi)壁面對流換熱系數(shù)，W/(㎡·熱器的設(shè)計(jì)取熱功率進(jìn)行計(jì)算，若采用其他管徑可參考表A.1進(jìn)行調(diào)整。表A.1不同管徑組合的中深層井下同軸換1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(yùn)行性能，關(guān)系到熱源側(cè)運(yùn)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(jì)算方法。以實(shí)際項(xiàng)目為研究對象，分別對2000米和2500米井下同軸換熱器進(jìn)出口壓力、循環(huán)水量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。圖B.1顯示了一個(gè)供熱季連續(xù)運(yùn)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(shí)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(jì)算方法如公式（B.1）~公式（B.3）所示ΔP=1.02′ΔPf=1.02′λfλf=aReevΔPe——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；結(jié)合實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，