《地源热泵系统工程技术规范》介绍详解.ppt

国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005 设计要点解析 中国建筑科学研究院空调所 冯晓梅 介绍内容 《规范》编制背景 《规范》适用范围及术语 地源热泵系统的主要特点 地源热泵系统的设计要点 结束语 我国能源形势发展的需要。能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素，能源供应形势直接关系到国家的安全和社会稳定。 可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统是可再生能源应用的主要途径之一，也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式。 地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，近年来在国内得到了日益广泛的应用。 但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马 ，造成了地源热泵系统工作不正常。 为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，特制定本规范。 本规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。 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。 只要是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，统称为地源热泵系统。 闭式地表水地源热泵系统 开式地表水地源热泵系统 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算，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宜与其总吸热量相平衡。 以一栋总建筑面积为2100m2的小型办公建筑为例，选取了四个具有代表性的地区：北京、上海、沈阳和齐齐哈尔，进行模拟分析。 北京地区的地埋管地源热泵系统连续运行五年后，埋管换热器进、出口的传热介质温度波动情况 岩土体的吸、释热量比例为1：2.36每年进入热泵机组的传热介质的最高/低温度值 岩土体的吸、释热量比例为1：5.0 每年进入热泵机组的传热介质的最高/低温度值 岩土体的吸、释热量比例为1：1.28每年进入热泵机组的传热介质的最高/低温度值 岩土体的吸、释热量比例为1：0.67每年进入热泵机组的传热介质的最高/低温度值 由上表可以看出，由于吸、释热量不平衡，造成岩土体温度持续升高或降低，导致进入热泵机组的传热介质温度变化很大，该温度的提高或降低，都会带来水源热泵机组性能系数的降低，因此地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。 地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料热物性参数进行，竖直地埋管换热器的设计也可按本规范附录B的方法进行计算。 岩土体热物性可以通过现场测试，以扰动－响应方式模拟换热情况。 在拟埋管区域安装同规格同深度的竖直埋管，通过水环路，将一定热量（扰动）加给竖直埋管，记录热响应数据。通过对这些数据的分析，获得测试区域岩土体的导热系数、扩散系数、温度及单孔换热量。 岩土体热物性测试： 测试时间36～48h; 供热量50～80W/m; 流量满足供回水温差 11～22℃； 等待期：3～5d 地埋管换热器设计由软件完成 一方面地下换热过程的复杂性，为尽可能节约埋管费用，需要对埋管数量作准确计算。 另一方面地埋管设计需要预测随建筑负荷的变化地埋管换热器逐时热响应情况及岩土体长期温度变化情况。 设计软件应具有以下功能： 1??能计算或输入建筑物全年动态负荷； 2??能计算岩土体平均温度及地表温度波幅； 3?能模拟岩土体与换热管间的热传递及岩土体长期 热效果； 4??能计算岩土体、传热介质及换热管的热物性； 5?能对所设计系统的地埋管换热器的结构进行模拟（如钻孔直径、换热器类型、灌浆情况等）。 目前常用地埋管地源热泵系统地下换热器设计计算分析软件主要有： 瑞典隆德Lund大学开发的EED（Earth Energy Designer）程序； 美国威斯康星Wisconsin-Madison大学Solar Energy 实验室（SEL） 开发的TRNSYS程序； 美国俄克拉荷马州Oklahoma大学开发的GLHEPRO程序。 除此之外国际上地源热泵设计软件还有LUND PROGRAMS、GLGS 、ECA、WFEA、GS2000、GEOCALC等等。 这些软件基本都基于瑞典隆德大学g-Functions算法，并且得到试验验 证及广泛采用。 （1）热源井设计必须保证持续出水量需 求及长期可靠回灌 热源井的设计单位应具有水文地质勘察资质 采取减少空气侵入的措施 热源井井口应严格封闭