DB37/T 1215-2010 地埋管地源热泵系统应用技术规程

ICS03.220.20

R06

DB37

山东省地方标准

DB37/T1215—2010

代替DB37/T1215—2009

地埋管地源热泵系统应用技术规程

2010-02-09发布2010-03-01实施

山东省质量技术监督局发布

DB37/T1215—2010

目次

前言...............................................................................III

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

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

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

3.1................................................................................1

地埋管地源热泵系统.................................................................1

3.2................................................................................2

地埋管换热器.......................................................................2

3.3................................................................................2

工程勘察...........................................................................2

3.4................................................................................2

地质勘察...........................................................................2

3.5................................................................................2

水文地质条件.......................................................................2

3.6................................................................................2

渗透性.............................................................................2

3.7................................................................................2

岩土体热物性.......................................................................2

3.8................................................................................2

岩土的初始温度.....................................................................2

3.9................................................................................2

恒温层.............................................................................2

3.10...............................................................................2

变温层.............................................................................3

3.11...............................................................................3

增温层.............................................................................3

3.12...............................................................................3

护壁套管...........................................................................3

3.13...............................................................................3

封孔...............................................................................3

3.14...............................................................................3

埋管冷、热负荷.....................................................................3

3.15...............................................................................3

全年动态负荷.......................................................................3

3.16...............................................................................3

钻孔回填...........................................................................3

I

DB37/T1215—2010

3.17...............................................................................3

管沟回填...........................................................................3

3.18...............................................................................3

测试孔.............................................................................3

3.19...............................................................................3

岩土热响应试验.....................................................................4

4总则..............................................................................4

5地埋管换热系统设计................................................................4

5.1工程勘察......................................................................4

5.1.1基本要求..................................................................4

5.1.2工程勘察..................................................................4

5.1.3热响应测试................................................................5

5.2负荷计算与机组容量............................................................5

5.2.1基本要求..................................................................5

5.2.2设计参数..................................................................5

5.2.3地埋管设计负荷计算........................................................5

5.2.4确定机组容量..............................................................5

5.3地埋管换热器设计..............................................................6

5.3.1基本要求..................................................................6

5.3.2地埋管换热器设计..........................................................6

6地埋管换热系统施工................................................................7

6.1基本要求......................................................................7

6.2管材与传热介质................................................................7

6.2.1地埋管管材应符合以下规定：................................................7

6.3地埋管换热器施工..............................................................7

6.3.4管道连接应符合以下规定：..................................................7

7地埋管换热系统的检验、调试与验收..................................................9

7.1基本要求......................................................................9

7.2检验..........................................................................9

7.3调试与验收....................................................................9

8建筑物内系统.....................................................................10

9整体运转、调试与验收.............................................................10

附录A（资料性附录）岩土热响应试验方法.............................................11

附录B（资料性附录）浅层地热能计算方法.............................................14

附录C（资料性附录）垂直地埋管换热器的设计计算.....................................15

附录D（资料性附录）地埋管压力损失计算.............................................17

附录E（资料性附录）地埋管外径及壁厚...............................................19

II

DB37/T1215—2010

前言

本标准代替《地埋管地源热泵系统应用技术规程》（DB37/T1215-2009），除编辑性修改外主要技

术变化如下：

——增加了“5.1.2…工程勘察”标题。原DB37/T1215-2009中无此条。

——修改了“岩土的初始温度”、“测试孔”、“岩土热响应试验”的定义。（见DB37/T1215-2009

中的3.8，3.18，3、19条。）

本标准附录A、附录B、附录C、附录D、附录E均为资料性附录。

本标准由山东省经济和信息化委员会、山东省质量技术监督局提出。

本标准由山东能源标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：青岛理工大学、德州市能源利用监测中心、山东欧锴空调科技有限公司、青岛沃

富地源热泵工程有限公司、山东富尔达空调设备有限公司、山东亚特尔集团股份有限公司、山东宏力艾

尼维尔环境科技集团。

本标准主要起草人：李绪泉、胡松涛、王海英、施志钢、刘国丹、王刚、霍尚龙、高明清、徐峰、

张晓兰、郭金山、高翀、郑良村、于奎明、张长兴、牛西良、范琼文、生晓燕、宋伟、方宗升、吴剑、

王帅彬、张彬彬、潘黛岱、孟丹、刘荣向、张莉、张瑜、邢欣、辛岳芝、周昂、梁斌、刘恺。

III

DB37/T1215—2010

地埋管地源热泵系统应用技术规程

1范围

本标准规定了地埋管地源热泵系统应用技术规程的术语和定义、总则、地埋管换热系统设计、地埋

管换热系统施工、地埋管换热系统的检验、调试与验收、建筑物内系统和整体运转、调试与验收。

本标准适用于以地下岩土体为冷热源，以水或添加防冻剂的水溶液为地下循环介质，利用电驱动蒸

气压缩式热泵技术进行供热、供冷或供生活热水的地埋管地源热泵系统工程的设计、施工及验收。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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/T13663给水用聚乙烯(PE)管材

GB/T19409水源热泵机组

GB/T19473.2冷热水用聚丁烯（PB）管道系统

GB50013室外给水设计规范

GB50015建筑给水与排水设计规范

GB50019采暖通风与空气调节设计规范

GB50021岩土工程勘察规范

GB50027供水水文地质勘察规范

GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范

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

GB50366地源热泵系统工程技术规范

CJJ13供水水文地质钻探与凿井操作规程

CJJ101埋地聚乙烯给水管道工程技术规程

DBJ14-036公共建筑节能设计标准

DBJ14-037居住建筑节能设计标准

3术语和定义

GB50366确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

地埋管地源热泵系统

1

DB37/T1215—2010

采用闭路循环，传热介质通过竖直或水平埋设在岩土体中的换热管与土壤进行热交换的地源热泵系

统，也称地耦合地源热泵系统。

3.2

地埋管换热器

一种埋设在地下的闭式循环管路，传热介质经管壁与岩土体进行热交换。根据管路埋置方式不同，

可以分为水平式和竖直式地埋管换热器。

3.3

工程勘察

根据工程要求，查明、分析、评价建设场地地质环境特征和岩土体工程条件，并编制勘察文件的活

动。

3.4

地质勘察

对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、地下水、地貌、地质环境等地质情况进行调查研究工作

的总称。

3.5

水文地质条件

一个地区地下水的分布、埋藏、运动以及水质和水量等特征的总称。

3.6

渗透性

含水层多孔介质能够被水或其它液体透过的性质。

3.7

岩土体热物性

岩土体的热物理学性质，包括土壤的导热系数、密度、热扩散系数、热容等。

3.8

岩土的初始温度

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。

3.9

恒温层

地下温度的变化幅度等于零的地带，它的上面是变温层，下面是增温层。

3.10

2

DB37/T1215—2010

变温层

地下温度明显受到地表大气温度变化影响的地层，即自恒温层向上至地表的地层。

3.11

增温层

地下温度不受地表温度变化影响的底层，即自恒温层向下的地层。

3.12

护壁套管

下入钻孔中用以保护孔壁的管件。

3.13

封孔

成孔后为了隔离含水层而进行的止水工作。

3.14

埋管冷、热负荷

向建筑物供冷/供热时，通过地埋管换热器及系统，单位时间内释放到地下或从地下吸收的热量。

3.15

全年动态负荷

用来预测在一年内末端空调系统运行所需的能量，是以实际运行工况和典型年室外逐时气象参数取

代设计负荷中的设计工况参数，结合逐时负荷进行累计能量的计算，也称能量负荷。

3.16

钻孔回填

在竖直地埋管工程中，热交换器管道在钻孔内就位后，用泥浆泵和注浆管将灌注材料从钻孔底部充

填到钻孔孔口的施工程序。

3.17

管沟回填

在水平地埋管工程中，热交换器管道在管沟内就位后，用砂石土壤材料填充管沟的施工程序。

3.18

测试孔

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。

3.19

3

DB37/T1215—2010

岩土热响应试验

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。

4总则

4.1地埋管地源热泵系统的建设应基于对所实施项目的资源条件及初步方案进行可行性评估，确定项

目是否适用该技术。

4.2地埋管地源热泵系统的设计应符合DBJ14-036和DBJ14-037标准的要求。

4.3对于地埋管换热系统，应考虑冬夏季冷热负荷的平衡，保证系统的经济性和合理性。

4.4地埋管换热系统施工、安装完成后，不应对地下管线、地下工程和自然环境造成破坏；不应对埋

管所涉及区域的地基土工程稳定性产生不利影响。

5地埋管换热系统设计

5.1工程勘察

5.1.1基本要求

5.1.1.1在进行设计之前，应进行工程勘察；工程勘察应由具有相应勘察资质的专业技术单位对工程

现场的地质条件、地震活动带、浅层地热能可利用量、储存量和地下管线情况进行勘察，出具详细的勘

察报告。

5.1.1.2勘察涉及区域不应小于埋管范围，勘察深度应大于预计埋管深度。

5.1.1.3竖直式地埋管换热系统负荷建筑面积小于5000m2时，应至少布置1个钻孔；建筑面积5000m2～

10000m2应布置2个钻孔；大于10000m2建筑面积时，应至少布置3个钻孔。

5.1.1.4应根据勘察部门提供的浅层地热能可利用量、储存量和工程具体情况，进行浅层地热资源的

分析和方案的技术经济比较。

5.1.2工程勘察

工程勘察包括下列内容：

a)场地勘察

——场地规划面积、高程、形状及坡度；

——场地内既有建筑和规划建筑的占地面积及分布；

——场地内树木、池塘、水井、排水沟及既有的或计划修建的架空输电线、电信电缆等线路、

地下管路及地下构筑物的分布及埋深。

b)岩土地质勘察：

——设计大型项目的地埋管换热系统前，应对工程区域进行岩土地质勘察；

——对已具备水文地质资料的地区，可通过调查获取已有的水文地质资料；

——对不具备水文地质资料的地区，岩土体地质条件勘察可参照GB50021及GB50027进行。

c)浅层地热能资源的勘察

——测试岩土层的导热性能、换热效率、导热系数、温度，确定恒温带的深度和温度；

——应查明冻土层厚度；

——提供满足设计施工所需的热物性参数，确定岩土层换热能力，预测浅层地热能换热量；

4

DB37/T1215—2010

——若场地较小，或场地条件简单，且场地或附近已有岩土层热物性资料时，可根据实际情况

直接引用现有资料；

——对于利用地埋管地源热泵系统的工程，当总的负荷应用建筑面积在3000m2～5000m2时，

宜进行岩土热响应试验；当总的负荷应用建筑面积大于等于5000m2时，应进行热响应试

验，并计算地埋管地源热泵工程的浅层地热能可利用量，具体方法参见附录A、B。

5.1.3热响应测试

5.1.3.1测试首次应不开加热器，只开循环泵测试地层初始温度。

5.1.3.2现场测试时，应根据试验目的确定加热功率变化的次数，不应少于2次；在同一加热功率下，

流量改变次数不应小于2次，且测试时间不宜少于60h。每次加热测试应做停止加热的地温恢复测试。

5.1.3.3现场测试岩土体应在测试埋管安装完毕至少48h后进行。

5.1.3.4用于测试的仪器设备应定期检测和标定，条件允许时，宜在测试孔周围布置观测孔。

5.2负荷计算与机组容量

5.2.1基本要求

5.2.1.1地埋管地源热泵系统的负荷计算应包括建筑物设计负荷和地埋管设计负荷。

5.2.1.2建筑物设计负荷应按GB50019和DBJ14-036、DBJ14-037确定，生活热水的设计负荷按照

GB50016确定。

5.2.2设计参数

对应用建筑面积在5000m2以上，或实施了岩土热响应试验的项目，应利用岩土热响应试验结果进

行地埋管换热器的设计，且应符合以下要求：

——夏季运行工况条件下，地埋管换热器侧进水温度宜低于35℃；

——冬季运行工况条件下，添加防冻剂的地埋管换热器侧进水温度宜高于－2℃；不添加防冻剂的

地埋管换热器侧进水温度宜高于4℃。

5.2.3地埋管设计负荷计算

5.2.3.1应根据建筑物供热、供冷和供生活热水的设计负荷以及全年动态负荷（能量负荷）计算，最

小计算周期不得小于1年，在此计算周期内，对岩土层热阻较高的地区，地源热泵系统总释热量应与其

总吸热量相平衡。结合技术经济分析，合理确定地埋管设计负荷。

5.2.3.2应根据工程所在地的初始地温、地下恒温层土壤温度（一般取当地年平均气温加2℃）、岩

土热响应特性、建筑类型、机组工况以及系统长期运行可能引起的地温变化对地埋管实际换热性能的影

响进行技术分析。

5.2.4确定机组容量

5.2.4.1选择地埋管热泵系统的具体形式时，应在设计负荷的基础上，根据地下恒温层土壤的温度约

高于当年年平均气温2℃条件，且以保证全年地下热平衡为前提，确定采用单一的地源热泵供冷/热，

或采用与其它冷热源相结合的复合式地源热泵系统，使热