DB14/T 2385-2021 浅层地源热泵系统工程技术规范

ICS27.080

CCSP45

14

山西省地方标准

DB14/T2385—2021

浅层地源热泵系统工程技术规范

Technicalcodeforshallowground–sourceheatpumpsystem

2021-12-28发布2022-03-28实施

山西省市场监督管理局发布

DB14/T2385—2021

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4基本规定...........................................................................4

5工程勘察...........................................................................5

浅层地埋管换热系统勘察.........................................................5

地下水换热系统勘察.............................................................6

中水换热系统勘察...............................................................7

6系统设计...........................................................................8

浅层地埋管换热系统设计.........................................................8

地下水换热系统设计............................................................10

中水换热系统设计..............................................................11

浅层地源热泵机房设计..........................................................12

7系统施工..........................................................................14

浅层地埋管换热系统施工........................................................14

地下水换热系统施工............................................................15

中水换热系统施工..............................................................16

浅层地源热泵机房施工..........................................................16

系统试压......................................................................17

8调试、验收、监测与运行管理........................................................17

调试与验收....................................................................17

监测与控制....................................................................19

运行管理......................................................................21

9资源环境保护......................................................................21

附录A（规范性）中水换热系统计算公式................................................23

附录B（资料性）地埋管外径及壁厚....................................................24

附录C（规范性）竖直地埋管换热器的设计计算..........................................25

附录D（规范性）地下水换热系统总需水量的确定........................................28

参考文献.............................................................................29

I

DB14/T2385—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由山西省能源局提出并监督实施。

本文件由山西省能源标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：山西综改示范区供热有限公司。

本文件参与起草单位：太原理工大学、山西双良再生能源产业集团有限公司、山西土木学会暖通空

调专业委员会、山西省可再生能源研究院、山西省可再生能源行业协会、山西双良新能源热电工程设计

有限公司、中石化新星双良地热能热电有限公司。

本文件主要起草人：田琦、李宝山、刘鑫、李泽、杜彦青、贾佳、李沿英、徐坤、乔景亚、张晓亮、

胡锡荣、马宁甫、张震宇、张亮亮、王凯、牛克龙、杨艳、梁亚玲、曹子龙、贺淑芹、王超慧、张志强、

高鹏。

II

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浅层地源热泵系统工程技术规范

1范围

本文件规定了浅层地源热泵系统工程勘察、设计、施工、验收及运行管理的相关要求。

本文件适用于新建、改建和扩建的，以浅层的岩土体、地下水及中水为低温热源，以水或添加防冻

剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行供热、供冷或加热生活热水的系统工程。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T18430.1蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第1部分工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机

组

GB50013室外给水设计标准

GB50014室外排水设计标准

GB50015建筑给水排水设计标准

GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB50027供水水文地质勘察规范

GB50050工业循环冷却水处理设计规范

GB50054低压配电设计规范

GB50093自动化仪表工程施工及验收规范

GB50189公共建筑节能设计标准

GB50242建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范

GB50243通风与空调工程施工质量验收规范

GB50268给水排水管道工程施工及验收规范

GB50274制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范

GB50296供水管井技术规范

GB50300建筑工程施工质量验收统一标准

GB50366地源热泵系统工程技术规范

GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB/T50801可再生能源建筑应用工程评价标准

GB55010供热工程项目规范

GB55015建筑节能与可再生能源利用通用规范

CJJ13供水水文地质钻探与凿井操作规程

CJJ34城镇供热管网设计规范

CJJ101埋地聚乙烯给水管道工程技术规范

3术语和定义

1

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下列术语和定义适用于本文件。

浅层地热能资源shallowgeothermalresources

蕴藏在浅层的岩土体、地下水或地表水中的热能资源。地表水包括河流、湖泊、海水、中水或达到

国家排放标准的污水、废水等。

浅层地热能交换系统shallowgeothermalexchangesystem

将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。

浅层地源热泵系统shallowground-sourceheatpumpsystem

以浅层的岩土体、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。根据地热能交换系统形式的不同，浅层地源热泵系统分为浅层地埋管地源热泵系

统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

水源热泵机组water-sourceheatpumpunit

以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵机组。

传热介质heat-transferfluid

浅层地源热泵系统中，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。

浅层地埋管换热系统shallowgroundheatexchangersystem

传热介质通过竖直或水平浅层地埋管换热器与浅层岩土体进行热交换的地热能交换系统。

浅层地埋管换热器shallowgroundheatexchanger

供传热介质与浅层岩土体换热用的，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

不同，分为水平浅层地埋管换热器和竖直浅层地埋管换热器。

水平浅层地埋管换热器horizontalshallowgroundheatexchanger

换热管路埋置在水平管沟内的浅层地埋管换热器。

竖直浅层地埋管换热器verticalshallowgroundheatexchanger

换热管路埋置在竖直钻孔内的浅层地埋管换热器。

环路集管circuitheader

连接各并联环路的集合管，通常用来保证各并联环路流量相等。

岩土体rocksoilbody

岩石和松散沉积物的集合体，如砂岩、砂砾石、土壤等。

岩土热响应试验rock-soilthermalresponsetest

2

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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，获得岩土综合热物性参数及岩

土初始平均温度的试验。

岩土综合热物性参数parameteroftherock-soilthermalproperties

是指不含回填材料在内的，地埋管换热器深度范围内，岩土的综合导热系数、综合比热容。

岩土初始平均温度initialaveragetemperatureoftherock-soil

从自然地表下10m～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。

测试孔verticaltestingexchanger

按照测试要求和拟采用的成孔方案，将用于岩土热响应试验的竖直地埋管换热器称为测试孔。

换热孔heatexchangehole

浅层地埋管换热系统运行期间，其中埋设的地埋管换热器参与热量交换的钻孔。

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，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。

直接地下水换热系统directclosed-loopgroundwatersystem

由抽水井取出的地下水经处理后直接流经水源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。

间接地下水换热系统indirectclosed-loopgroundwatersystem

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。

含水层aquifer

导水的饱和岩土层。

管井deepwell

井管从地面打到含水层，抽取地下水的井。

井身结构wellstructure

构成钻孔柱状剖面技术要素的总称，包括钻孔结构、井壁管、过滤管、沉淀管、管外滤料及止水封

井段的位置等。

抽水井productionwell

用于从地下含水层中取水的井。

回灌井injectionwell

用于向含水层灌注回水的井。

3

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换热井heatexchangewell

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。

抽水试验pumpingtest

一种在井中进行计时计量抽取地下水，并测量水位变化的过程，目的是了解含水层富水性，并获取

水文地质参数。

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。

中水reclaimedwater

中水是指污水经适当再生工艺处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用功能需求，可以进行有

益使用的水。

中水热能资源reclaimedwaterheatresources

中水中所蕴藏的低温热能，其能量主要来源于城市排热、污水处理工艺的增热产热和太阳辐射等。

中水换热系统reclaimedwaterheatexchangersystem

使用中水与某种介质进行热能交换的系统。

直接式中水换热系统directreclaimedwaterheatexchangersystem

中水经过水处理后直接进入热泵机组换热器进行换热的热交换系统。

间接式中水换热系统indirectreclaimedwaterheatexchangersystem

中水经过水处理后进入中间换热器与热泵机组实现间接换热的换热系统。

间接式中水换热器indirectreclaimedwaterheatexchanger

间接式中水换热系统中，从中水中取热或释热，并传递给其它介质的设备。

4基本规定

浅层地热资源为可再生能源，有条件项目应优先采用浅层地源热泵系统。

浅层地源热泵系统设计前应进行工程场地状况调查，对项目可行性进行评估。

工程场地状况调查的主要内容包括（但不限于）：

a)场地以往相关资料的收集；

b)场地规划面积、形状及地形地貌特征；

c)场地内已有建筑和规划建筑物的占地面积及其分布、基础形式及埋深；

d)场地内已有树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、市政管网、交通设施、历史文化遗迹、电

信电缆的分布及综合管线分布；

4

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e)场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深；

f)交通道路状况及施工所需的电源、水源等；

g)场地内已有水井的位置；

h)工程场区及附近地下水径流方向、速度、地下水静水位、水温、水质分布、冻土层厚度等。

对已有气象水文地质资料或附近有水井的地区，可通过调查获取水文地质和气象资料。

浅层地源热泵系统设计前应根据地热资源条件、当地政府的相关政策、建筑空调与供热负荷特点、

节能与环保要求，通过技术经济比较，合理确定浅层地源热泵系统方案。

冷、热负荷的确定应按GB50736、CJJ34和GB50189的规定执行；既有建筑应按调查实际热负

荷确定。

浅层地源热泵系统全年能效比应满足GB50801的要求。

浅层地源热泵系统设计、施工与运行管理还应满足GB55010、GB55015以及GB/T50801的节能

环保等相关要求。

浅层地源热泵系统工程的勘察、设计、施工和监理应由具有相应资质的单位完成。

5工程勘察

浅层地埋管换热系统勘察

5.1.1浅层地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察。

5.1.2浅层地埋管换热系统勘察的内容包括（但不限于）：

a)岩土层的结构与分布；

b)岩土体热物性参数；

c)岩土体温度随深度的变化；

d)地下静水位、水温、水质及分布；

e)地下水径流方向、流速。

5.1.3勘察报告的内容包括（但不限于）：

a)项目概况；

b)勘察工作概况；

c)拟建工程场区场地条件；

d)拟建工程场区地质条件；

e)岩土热物性特征；

f)地下换热器换热能力分析评价；

g)拟建工程的风险性评估；

h)结论与建议。

5.1.4当浅层地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000m2～5000m2时，宜进行岩土热响应试验；当

应用建筑面积大于等于5000m2时，应进行岩土热响应试验。岩土热响应试验方法应符合GB50366附录

C的规定，热物性参数的测量宜采用现场测试法，测试仪器仪表应具有有效期内的检验合格证、校准证

书或测试证书。

5.1.5测试孔的地埋管换热器设置方式、深度和回填方式应与拟建设的工程换热孔保持一致。

5.1.6测试设备与测试孔的连接应减少弯头、变径，连接管外露部分应保温，保温层厚度不应小于20mm。

5.1.7应用条件评估应根据可用的场地面积，结合岩土层的结构确定换热井井深，初步确定浅层地埋

管换热器的布置。再根据单位延米的换热量，评估浅层地埋管换热系统具有的最大瞬时换热能力。计算

5

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方法如下：

𝑄=𝑎𝑞𝑙··············································································(1)

式中：

𝑄——浅层地埋管换热器最大瞬时换热量（kW）；

𝑎——单位延米换热量修正系数，可取0.8；

𝑞——单孔设计工况下单位延米换热量（W/m）；

𝑙——浅层地埋管系统总延米数（km）。

地下水换热系统勘察

5.2.1地下水地源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵系统对水量、水温和水质的要求，对工程厂

区的水文地质条件进行勘察。

5.2.2地下水水文地质勘察的内容包括（但不限于）：

a)地下水类型；

b)含水层岩性、分布、埋深及厚度；

c)含水层的富水性和渗透性；

d)地下水径流方向、流速、水力坡度、补给排泄条件；

e)地下水水温及其分布；

f)地下水水质；

g)地下水水位动态变化；

h)地球物理测井。

5.2.3地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。试验内容包括（但不限于）：

a)抽水试验；

b)回灌试验；

c)测量水位、水温和水量；

d)取分层水样并化验分析分层水质；

e)示踪试验；

f)渗透系数计算。

5.2.4当地下水换热系统的勘察结果符合浅层地源热泵系统要求时，应采用成井技术将水文地质勘探

井完善成换热井加以利用。成井过程应由水文地质专业人员进行监理。

5.2.5勘查井勘察工作要求应符合下列规定：

a)抽水试验及回灌试验可利用已建井开展，不具备合适水井的应专门施工勘查井，勘查井施工应

满足GB50027的要求；

b)根据浅层地热能开发工程的建设需求、工作面积、工程负荷，确定勘察井的数量，按表1确

定；

c)勘查井的深度，应根据含水层或含水构造带埋藏条件确定，宜小于200m，当有多个含水层组

且无水质分析资料时，宜进行分层勘查，获取各层水化学资料；

d)勘查井的布置应依据地下水流场、渗透率及其他水文地质参数确定；

e)抽水试验及回灌试验步骤应满足GB50027的要求；

f)在勘查井中取样分析地下水，机组热源侧水质应符合GB/T18430.1的要求；

g)岩溶发育地区应对可能引起的地面塌陷等情况进行重点评述。

6

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表1勘察井工作量

系统应用建筑面积A（m2）勘查井数量（个）

A＜100001~2

A≥10000≥2

5.2.6水文地质勘察报告的内容包括（但不限于）：

a)项目概况；

b)勘察工作概况；

c)拟建工程场地条件；

d)目标含水层分析评价；

e)换热井抽、灌能力分析评价；

f)地质环境影响与评价；

g)结论与建议。

5.2.7应用条件评估应根据水文地质勘察报告，采用水文地质学的方法，计算工程场区可持续的最大

允许涌水量，并根据抽水井与回灌井的距离确定可利用的温差，从而得出场区内地下水能满足的最大供

热、供冷负荷。

中水换热系统勘察

5.3.1中水热能资源勘察的内容包括（但不限于）：

a)中水输水路线；

b)中水源位置与建筑物的距离、取水与退水点位置；

c)中水源逐时流量及逐时水温；

d)中水水质条件，水质调查项目见表2；

e)中水取水管线下游用户情况，包括用水需求的水量、水温、水质等；

f)中水处理厂的维修规律。

表2中水水质调查项目

序号水质参数单位序号水质参数单位

1pH值—11溶解性总固体mg/L

2悬浮物（SS）mg/L12余氯mg/L

3浊度NTU13粪大肠杆菌个/L

4生化需氧量（BOD5）mg/L14含砂量（体积比）—

5氯离子mg/L15二氧化硅mg/L

6氨氮以N记，mg/L16总硬度以CaCO3记，mg/L

7总氮mg/L17总碱度以CaCO3记，mg/L

8总磷以P记，mg/L18硫化物mg/L

9硫酸盐mg/L19石油类mg/L

10动植物油mg/L

5.3.2中水热能资源利用条件勘察完成后，应编写中水热能资源勘察及利用评价报告。

7

DB14/T2385—2021

5.3.3中水热能资源勘察及利用评价报告的内容包括（但不限于）：

a)建设项目概况、来源、中水资源论证范围、开发利用状况分析等；

b)取用水合理性分析，分析可供工程项目利用的水量及其可靠性、水质及其稳定性、水温条件、

合理取用水量的核定等；

c)应对中水热能资源量进行评价，计算可利用中水换热功率，计算公式应符合附录A的规定；

d)取水影响论证及退水影响论证，论证中水取水与退水的适宜路线与方案以及取水、退水对下游

用户的影响等内容；

e)影响补偿和水资源保护措施；

f)应根据工程具体情况进行经济性和风险性分析。

6系统设计

浅层地埋管换热系统设计

6.1.1地埋管管材与传热介质

6.1.1.1浅层地埋管管材及管件应符合下列规定：

a)浅层地埋管管材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材及

管件，宜采用高密度聚乙烯管（HDPE80或HDPE100），不宜采用聚氯乙烯管（PVC），且管件

与管材材质应相同；

b)浅层地埋管外径及壁厚见附录B；

c)竖直浅层地埋管换热器的U形弯管接头，宜选用定型的U形弯头成品件，不宜采用直管道煨

制弯头，不应采用两个90°的弯管对接构成U型弯管。

6.1.1.2传热介质应以水为首选，也可选用符合下列要求的其他介质：

a)安全，腐蚀性弱，与地埋管管材无化学反应；

b)较低的冰点；

c)良好的传热特性，较低的摩擦阻力；

d)易于购买、运输和储藏。

6.1.1.3在有可能冻结的地区，传热介质应添加防冻剂。防冻剂的类型、浓度及有效期应在充注阀处

注明。

6.1.1.4添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行水温低3℃～5℃。选择防冻剂时，应同时

考虑防冻剂对管道与管件的腐蚀性，防冻剂的安全性、经济性及其对换热的影响。

6.1.2