T∕CECS 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程.pdf
- 文档部分内容预览：
T∕CECS 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程.pdf
2.0.8恒热流测试法
constantheatflow test
建筑软件、计算constantheatflowtest
向地埋管换热器循环介质提供恒定的热量或冷量，记录地理 管换热器进水、出水温度的响应情况，计算岩土综合热物性参数或 换热能力的测试方法。
将测试钻孔穿过的全部地层按接触关系顺序及各层位的厚度 大小绘制的图件。
3.1.1岩土热响应试验装置应按规定程序批准的图样和技才 件制造。
3.1.2岩土热响应试验装置应具有热源装置和响应信号采集装置。 3. 1.3 岩土热响应试验装置宜具有稳定电源
3.1.2岩土热响应试验装置应具有热源装置和响应信号采集装置。
3.2.1岩土热响应试验装置出厂时各种接口应标识明确
石工热响应试验装直的结构应满定下列要求： 1 装置的检查门应严密、灵活、安全； 2 室外放置的装置应有防渗雨、防冻措施； 3以水作为循环介质的测试装置应设置便捷的进水口、排水 口，排水畅通且无渗漏。 3.2.3岩土热响应试验装置采用黑色金属制作的构件表面应做 除锈和防腐处理
3.2.4岩土热响应试验装置内配置的加热设备应符合现行国
示准《储水式电热水器》GB/T20289、《低环境温度空气源热泵（冷 水）机组第2部分：户用及类似用途的热泵（冷水）机组》GB/T 5127.2的有关规定
3.2.5岩土热响应试验装置内配置的水泵能效应满足现行国 标准《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762的节能 价值规定。
3.2.5岩土热响应试验装置内配置的水泵能效应满足现行国
3.2.6岩土热响应试验装置所采用的管材、阀门、仪表及配件
3.2.7岩土热响应试验装置的加热设备应根据测试工况的需量 进行调控
3.2.7岩土热响应试验装置的加热设备应根据测试工
3.2.8岩土热响应试验装置应具有流量调节功能，宜采用变频水
3.2.9岩土热响应试验装置应具有采用恒热流测试法的功能，
3.2.11岩土热响应试验装
《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》GB4706. 的有关规定。
管换热器的进出口水温等参数的实时数据采集及存储功能，采村 司期可设置，最小采样周期不应大于5min，应具有土壤初始温层 测试功能
3.2.14岩土热响应试验装置应具有现场环境适应性，便于运输 和现场测试操作。
3.2.14岩土热响应试验装置应具有现场环境适应性，便于运辅
3.3.1岩土热响应试验所用的测试仪器仪表准确度应符合表 3.3.1的规定
.3.1岩土热响应试验用测试仪器仪
3.3.2温度传感器的设置宜在下列测量范围P
3室外温度测量范围：一30℃～60℃。 3.3.3流量传感器的量程应为测试流量的1.2倍～1.3倍，流量 传感器安装位置前后应有保证产品所要求的直管段长度或其他安 装条件，应选用具有瞬态值输出的流量传感器。 3.3.4功率计量设备的量程应满足测量范围要求，并不小于测量 设备或者系统额定功率的1.5倍，安装位置和环境条件应满足设 备的正常运行。
3.3.4功率计量设备的量程应满足测量范围要求，开不小于 设备或者系统额定功率的1.5倍，安装位置和环境条件应满足 备的正常运行。
3.3.6二次仪表匹配精度应与试验传感器精度匹配。
4.1.1岩土热响应试验前，应进行钻孔场地状况调查，调查内容 应包括： 1场地所在地理位置及其气候特征； 2场地面积、形状及地形地貌特征； 3 场地内已有建筑物的占地面积及其分布、基础形式及理 深； 4场地内是否已有水源井及地下水监测点的分布； 5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、电信电缆的分布及规划综合管线分布； 6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； 7交通道路状况、场地平整情况及施工所需的电源、水源情况。 4.1.2测试孔的数量应符合现行国家标准《地源热泵系统工程技 术规范》GB50366的有关规定，且应根据地埋管地源热泵系统应 用规模、场地情况、地质条件的复杂程度等因素综合确定。 4.1.3岩土热响应试验前，应确定测试方案，对2个及以上竖直 地埋管换热器测试孔或能源桩的测试，测试结果应取算术平均值。 4.1.4岩土热响应试验前，应通过钻孔进行岩土体勘察；钻进过 程中，做好钻孔记录，包括地下岩层情况、地下水情况，绘制项目场 区钻孔地质综合柱状图。
4.2.4测试孔的埋管管材、设置方式、竖直埋管深度、钻孔回填材
4.2.5测试孔施工过程使用的材料、配件等不得对环境造成
4.2.6测试孔钻孔应根据现场地质类型确定施工工艺
4.2.7岩土热响应测试孔钻孔深度宜比实际的地埋管换热器
4.2.8钻孔开孔及终孔宜采用同一口径，当遇回填土、卵石层
砂带、破碎带、孔洞、洞穴等复杂地层时，应采取泥浆护壁或理埋设套 管护壁，护壁套管内径应与设计钻孔口径一致
4.2.9单U管钻孔直径宜为110mm~130mm，双U管钻孔 径宜为150mm~180mm，钻孔孔径宜大于地埋管与灌浆管组 20mm以上。
4.2.10潜孔锤钻进成孔后下管前，采用压缩空气或清水进行
4.2.12钻孔施工过程应符合现行行业标准《水文水井地质钻
4.3.1竖直地埋管换热器安装应在钻孔完成且孔壁固化
，3.1竖直地埋管换热器安装应在钻孔完成且孔壁固化后立即 生行。
4.3.2钻孔完成后下管前，应先将地埋管换热器按设计要
范》GB50366的有关规定进行，水压试验合格后将地埋管换热器 带压下入孔内。下管应连续、缓慢，并应采取措施使地埋管换热器 各支管处于分开状态，
4.3.4下管完毕后地理管换热器上端应高出地面1m以上，管端
4.3.5竖直地埋管换热器安装完毕后应立即回填封孔
4.3.7采用孔底注浆时，注浆管和U形管应一起下入孔中，注浆 管内径不宜小于20mm，注浆管底端宜设防堵堵头，且注浆时应能 够将其冲开，注浆管下入深度以距U形端头0.3m～0.5m为宜。
4.3.8注浆设备应选用与回填材料浆体输配特性匹配的
5.1.1岩土热响应试验，应采用恒热流测试法放热工况作为主要 测试工况，吸热工况及稳定工况下的测试可作为参考。 5.1.2岩土热响应试验过程应遵守国家和地方有关安全、劳动保 护、防水、环境保护等方面的规定。
5.2.1岩土热响应试验的测试过程，应遵循下列步骤： 1 制作测试孔，绘制项目场区钻孔地质综合柱状图： 2平整测试孔周边场地，提供水电接驳点； 3测试岩土初始温度； 4测试仪器与测试孔的管道连接； 5水电等外部设备连接完毕后，应对测试设备本身以及外部 设备的连接再次进行检查； 6启动电加热、水泵等试验设备，待设备正常运转后开始读 取记录试验数据，包括循环水进出口温度、流量以及试验过程中向 地理管换热器施加的加热功率等； 7提取试验数据，分析计算得出岩土综合热物性参数； 8测试试验完成后，对测试孔应做好密封、标识等防护工作 后续可与其他钻孔等同使用
5.2.3测试现场应提供稳定的电源，具备可靠的测试条
5.2.4在对测试设备进行外部连接时，应遵循先接水后
5.2.5测试设备宜接近测试孔布置，连接应减少弯头、变径，连 管外露部分应保温。同一管路内，测试孔孔口水温与试验设备进 出口水温温差不应大于0.2℃。
5.2.5测试设备宜接近测试孔布置，连接应减少弯头、变径，连接
5.2.6岩土热响应试验应在测试孔完成后周围岩土温度恢复至
初始状态后进行，应根据钻孔回填方式确定测试孔放置时间，对于 灌注水泥基料的回填方式，放置时间不宜少于10d；对于其他的回 填方式，放置时间不宜少于2d。
的布置宜在地埋管换热器理设深度范围内，测点在水平集管以 位置开始，且间隔不宜大于10m，以各测点实测温度的算术平 值作为岩土初始平均温度。
5.2.8当采用无负荷循环法测试岩土初始平均温度时，应每10 记录一组数据连续监测地埋管出水温度12h，12h内温度变化不 应大于0.5℃。
5.2.8当采用无负荷循环法测试岩土初始平均温度时，应每10s
5.2.9岩土热响应试验应连续不间断，不应少于48h。
5.2.10岩土热响应试验期间，加热功率应保持恒定，地理管换热 器的出口温度稳定后，其温度宜高于岩土初始平均温度5℃以上 且维持时间不应少于12h。
5.2.10岩王热响应试验期间，加热功率应保持恒定，地理管换热
5.2.11地理管换热器出口温度稳定，是指在不少于12h的时T
5.3岩土热物性参数计算
5.3.1岩土热响应试验数据处理应采用反算法推导出岩土综合 热物性参数，埋管深度大于或等于80m宜采用斜率法，理管深度 小于80m宜采用柱热源参数回归法，对于大型项目应采用数值计 算参数辨识方法。
5.3.2岩土热物性参数反算，筛除测试数据从试验开始不宜少于 10h。
5.3.3岩土热物性计算应对现场测试数据进行综合分析，剔
试验条件变化等引起的异常数据
6.0.1岩土热响应试验报告应包括下列内容：
6.0.1岩土热响应试验报告应包括下列内容： 项目概况； 2 测试设备及方案； 3 测试条件； 4 项目所在地岩土地质综合柱状图； 5 参数的连续记录：循环水流量、加热功率、地埋管换热器的 进出口水温； 6 岩土初始平均温度； 7 岩土综合热物性参数：岩土的综合导热系数、综合比热容： 8 试验工况下地理管换热量参考值。 6.0.2 岩土热响应试验报告应符合本规程附录A的规定
A.0.1岩土热响应试验报告应说明项目概况，包括项目所在区 域和测试孔选址原则。 A.0.2岩土热响应试验报告应说明测试设备方案，包括仪器介 绍、仪表精度及标定和计算模型。 A.0.3岩土热响应试验报告应说明测试条件，包括测试孔基本 参数、勘查区地质环境条件、岩性统计表及综合柱状图、测试要求、 测试方法及过程。 A.0.4测试孔基本参数内容应符合表A.0.4的规定
A.0.4测试孔基本参数内容应符合表A.0.4的规定。
A.0.5 岩性统计表及综合柱状图内容应符合表A.0.5的规定。 表 A.0.5岩性统计表及柱状图
数，包括循环水流量、加热功率、地埋管换热器的进出口水温。 A.0.7岩土热响应试验报告应给出测试参数计算结果，包括岩 土初始平均温度、岩土综合导热系数及容积比热容，且应包括数据 处理内容。
A.0.8岩土热响应试验报告可给出试验工况下地埋管换热量参 考值。 A.0.9 岩土热响应试验报告应具有测试单位、测试负责人、报告
A.0.8岩土热响应试验报告可给出试验工况下地埋管换热量参
A.0.9岩土热响应试验报告应具有测试单位、测试负
A.0.9岩土热响应试验报告应具有测试单位、测试负责人、报告 撰写人盖章或签字
1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许梢有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合.. 的规定”或“应按……执行”
《地源热泵系统工程技术规范》GB50366 《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》GB4706.1 《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762 《储水式电热水器》GB/T20289 《低环境温度空气源热泵（冷水）机组第2部分：户用及类似用 途的热泵（冷水）机组》GB/T25127.2 《水文水井地质钻探规程》DZ/T0148
中国工程建设标准化协会标
(23 ( 25 ( 26 ( 26 (26 ( 29 （30） ( 30 (31 （32) (34) （34) (35 性参数计算 （39） 42
1.0.2本规程适用范围为采用地理管作为换热器，利用浅层地热
1.0.2本规程适用范围为米用地理 作为换热器，利用浅层地热 能作为低温热源/热汇的地源热泵系统，包括竖直地理管系统和能 源桩系统。地理管地源热泵系统岩土热响应试验，包括测试装置 测试钻孔、测试工作开展具备的技术条件、测试方法以及最终形成 的测试报告的技术要求。
2.0.2岩土综合热物性参数
工程设计中，最重要的是地埋管换热系统的换热能力，这主要 反映在地理埋管换热器深度范围内的综合岩土导热系数和综合比热 容两个参数上，综合系数是由于地质结构的复杂性和差异性，是不 司岩土分层、不同含水及渗流因素综合影响下的参数，是通过现场 试验得到的，是一个反映多因素影响的综合值，综合导热系数等同 于多孔介质传热中的有效导热系数
2.0.9钻孔地质综合柱状图
钻孔地质综合柱状图是为描述钻孔穿过岩层的层性、厚度、岩 性、结构构造和接触关系、地下水深度、钻孔结构和钻进等情况而 绘制的，是地下勘探信息可视化的基本工具
3.1.1岩土热响应试验装置尚无专用产品规范，为满足测试工作 需要，达到测试精度要求，对测试装置提出了制造生产要求，测试 装置应为按照用户协议，符合产品制造规定程序，进行生产制造的 合格产品，各功能部件及测试仪器仪表也应达到本规程要求。按 照企业标准由品质控制部门确认或由采购方检验认证产品合格 达到委托生产要求
3.1.2岩土热响应试验装置需满足岩土热响应试验工况需求，
土热响应测试可分为两种测试工况：模拟夏李放热工况，模拟冬李 取热工况。根据调查，目前全世界范围内已有调查记录的32个国 家中，约90%的热响应测试方法采用的是单一放热工况。而仅有 中国、西班牙、荷兰、意大利和日本探索采用了放热与取热双工况 的测试方法。究其原因，一方面，在模拟放热工况下测试设备的构 成易于实现，测试过程易于掌控；另一方面，与测试相适应的理论 分析方法更为成熟，通过测试得到的数据波动性小、连续性好，能 够较准确地得出真实的岩土热物性参数。因此，规定岩土热响应 试验装置必须具有模拟放热工况的热源装置和信号采集装置，模 拟吸热工况的冷源装置则为选配，不做强制性要求。 3.1.3由于试验装置需要在测试场地连接电源，电源电压受现场
2.1对岩土热响应试验装置出厂时外表面及标识做出规定，方 26
便测试人员便捷地连接组装和操作应用。岩土热响应试验装置出 厂时外表面应无明显划伤、锈斑和压痕，表面光洁，喷涂层均匀，色 调一致，无流痕、气泡和剥落，各种接口标识明确，如输入电源参 数、电源及管道接口等信息。
3.2.2岩土热响应试验装置应用阶段为项目前期阶段，为适应运
撤及不同场地的多样复杂测试条件，对测试装置本身结构提出具 本要求。测试装置的检查门为了便于检修需要灵活、安全设置，同 时考虑到搬运和测试等情况，检查门应注意保证严密闭合，避免影 向测试或者伤及测试人员。 为了缩短试验装置与试验孔地埋管间连接距离，降低其在测 式过程中与周围换热对测试结果产生不利影响，测试仪器的放热 装置应临近测试钻孔，因此，在特殊天气下的防护措施十分重要， 装置具备防渗防冻措施，以避免因此导致的测试中断。 此外，以水作为循环介质的时候，进水口、排水口设置对测试 装置的便捷性也具有较大影响，尤其是排水口设置，需要考虑设置 在容器最底部，确保排水顺畅。
3.2.3试验装置使用场合多为室外，为保证试验装置使用寿命和
3.2.4试验装置为多种设备集成装置，冷（热）源装置是组成测试
3.2.5试验装置应注意节能性，采用水泵的性能满足国家产品能
效要求是基础，若选用水泵产品流量低于现行国家标准《清水离心 泵能效限定值及节能评价值》GB19762中规定产品流量下限的 则参照此标准中最低流量产品能效要求
证测试装置质量的基本措施。试验装置应考虑测试钻孔深度不 同，所有配件承压能力应满足其测试深度范围内的压力要求，
证测试装置质量的基本措施。试验装置应考虑测试钻孔深度不
节两种方式实现，采用变频水泵是较为方便的形式，但是要注意变 频器谐波对电加热控制装置的影响，必须安装滤波器避免相互十 扰，确保加热功率的稳定性
3.2.9恒热流测试法加热功率应接近测试孔实际放热
钻孔深度不同，加热功率设置应不同，加热功率可进行分级设置， 最小一挡可以采用可调变压器调节加热量，采用加热器数量调节 也可以采用加热器连续功率进行调节。加热量可根据测试孔深度 和相关经验值设置，ASHRAE推荐加热功率应为每米钻孔50W~ 80W，大致为实际U形管换热器高峰负荷值。
80W，大致为实际U形管换热器高峰负何值。 3.2.10本条是从安全角度对试验装置进行规定，防止在设备发 生故障时造成更大的损失，避免因使用环境温度导致设备损坏。 3.2.11岩土热响应试验装置采用电加热作为水路加热热源并对 出水温度进行控制，采用变频水泵提供额定的水流量，装置的安全 性能应满足国家相关标准要求，
3.2.12岩土热响应试验装置模拟夏季工况的放热试验，系统的
进口水温及水量相对稳定，土壤换热过程非常缓慢，需要测试时间 较长，为减少现场记录工作量，要求具有数据采集及存储功能。不 司阶段出口水温的变化幅度不同，因此要求采样周期可调，为保证 数据的准确性，采样周期不应大于5min。土壤温度测试根据采用 测试方法不同，可以采用分层布置温度传感器测量和无功循环法 测量，其中分层温度传感器测试方法可以采用地埋管内充水静止 后布置温度传感器采集和地理管外壁贴附温度传感器采集两种方 式。
3.2.13在实际工程中，岩土热响应测试的持续时间长，在测
间内，循环水箱、测试车壁面等都不可避免地与测试环境发生热交 换，对测试结果产生影响，因此，做好循环放热系统各环节装置外 表面保温、降低环境温度影响十分必要，以防止环境温度波动导致 的热损失变化。
有环境适应性，方便运输至现场开展测试工作。
3.3.2温度传感器的测量范围应为测定温度的1.2倍～1.5倍， 传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求的精 度。安装位置应考虑太阳辐射等可能的影响因素，并做好保护。 3.3.3根据选择流速及地理管孔径，可确定测试孔流量；流量传 感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求，避免测量误 差的发生；流量具有瞬态值输出功能，便于计算对应时刻的参数及 记录变化规律
传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求的精 度。安装位置应考虑太阳辐射等可能的影响因素工程质量标准规范范本，并做好保护
传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求
感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求，避免测量误 差的发生；流量具有瞬态值输出功能，便于计算对应时刻的参数及 记录变化规律
感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求景观标准规范范本，避免测
3.3.5测试用的仪器仪表应按照国家计量标准进行检定和校准，
确保其准确性和精度，采用在有效期内的计量仪器仪表是确保试 验准确性的前提，因此做此规定，测试仪器仪表需具有有效期内的 检验合格证、校准证书或测试证书。
....- 相关专题： 热泵