天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程

目次

1总则............................................................................................1

2术语............................................................................................2

3基本规定....................................................................................7

4工程勘察....................................................................................8

4.1基本要求..........................................................................................8

4.2地质勘察..........................................................................................8

4.3热物性测试......................................................................................9

5地埋管换热系统设计..............................................................11

5.1基本要求........................................................................................11

5.2管材与传热介质............................................................................11

5.3设计负荷与系统选择....................................................................12

5.4地埋管换热系统设计....................................................................13

6地埋管换热系统施工..............................................................17

6.1基本要求........................................................................................17

6.2管材进场........................................................................................18

6.3钻孔施工........................................................................................18

6.4管网安装........................................................................................20

6.5水压试验........................................................................................20

7地埋管地源热泵系统的检验、调试与验收..........................22

7.1基本要求........................................................................................22

7.2检验................................................................................................23

7.3调试与验收....................................................................................24

8地埋管换热场区岩土动态监测..............................................26

8.1基本要求........................................................................................26

8.2地温监测........................................................................................26

8.3循环流量、温度监测....................................................................27

8.4咸水底界监测................................................................................28

附录A浅层地热能计算方法.....................................................29

附录B现场岩土热响应试验.....................................................31

附录C竖直地埋管换热系统设计计算.....................................36

附录D地埋管压力损失计算....................................................39

附录E各区核心区120米处地温分布情况表.........................41

本规程用词说明............................................................................42

引用标准名录................................................................................43

条文说明........................................................................................45

Contents

1GeneralPrinciple........................................................................1

2Term............................................................................................2

3BasicRequirement......................................................................7

4EngineeringInvestigation...........................................................8

4.1BasicRequirement.............................................................................8

4.2GeologicalInvestigation....................................................................8

4.3ThermalPropertiesMeasurement......................................................9

5GroundHeatExchangerSystemDesign...................................11

5.1BasicRequirement...........................................................................11

5.2PipesandHeatTransferMedium.....................................................11

5.3LoadCalculationandSystemSelection..........................................12

5.4GroundHeatExchangerSystemDesign.........................................13

6GroundHeatExchangerSystemConstruction.........................17

6.1BasicRequirement..........................................................................17

6.2PipeandMaterialApproach............................................................18

6.3DrillingandConstruction................................................................18

6.4PipeNetworkInstallation................................................................20

6.5HydrostaticTest..............................................................................20

7Checking,DebuggingandAcceptanceofGroundHeat

ExchangerSystem.....................................................................22

7.1BasicRequirement..........................................................................22

7.2Checking.........................................................................................23

7.3DebuggingandAcceptance.............................................................24

8Rock-SoilDynamicMonitoringofGroundHeatExchanger

Field..........................................................................................26

8.1BasicRequirement..........................................................................26

8.2SoilTemperatureMonitoring..........................................................26

8.3CirculatingFlowandTemperatureMonitoring...............................27

8.4SaltWaterBottomBoundaryMonitoring.......................................28

AppendixACalculationMethodofShallowGeothermal

Energy.....................................................................29

AppendixBOn-SiteRock-SoilThermalResponseTest.............31

AppendixCDesignandCalculationofVerticalGround

HeatExchangerSystem..........................................36

AppendixDCalculationofPressureLossofGroundHeat

ExchangerSystem...................................................39

AppendixEUndergroundTemperatureat120mofCore

AreaofEachDistricts.............................................41

StandardTerminologyExplanation.................................................42

ListofReferenceStandards............................................................43

Description......................................................................................45

1总则

1.0.1本规程旨在规范天津市地埋管地源热泵系统的勘察、设计、

施工、验收以及运行监测与管理等环节，实现浅层地热资源利用的

安全、可靠、高效。

1.0.2本规程适用于天津市行政区域内以地下岩土体为冷/热源，

以水（特殊情况下可以是水与防冻液的混合物）为传热介质，采用

蒸气压缩式热泵技术进行供暖、空调或提供生活热水的地源热泵系

统工程的勘察、设计、施工、验收以及运行监测与管理。

1.0.3为实现地下岩土体全年动态热平衡，地埋管地源热泵系统

不宜用于单一供暖或制冷。

1.0.4凡采用地埋管地源热泵技术的工程项目，除应符合本规程

外，尚应符合国家和天津市现行的有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1地埋管地源热泵系统ground-coupledheatpumpsystem

采用闭式循环，传热介质通过竖直或水平埋设在浅层岩土体中

的换热管与浅层岩土体进行热交换的地源热泵系统，也称地耦合地

源热泵系统。

2.0.2浅层地热能shallowgeothermalenergy

地表以下一定深度范围内（一般为埋深200m以内），温度低

于25℃，蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源，又

称浅层地温能。

2.0.3地埋管换热器groundheatexchanger

埋于地下的用于传热介质与岩土体换热的密闭循环管组构成

的换热器，又称土壤热交换器。根据管路埋置方式不同，分为水平

地埋管换热器和竖直地埋管换热器。

2.0.4竖直地埋管换热器verticalgroundheatexchanger

换热管埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器。

2.0.5水平地埋管换热器horizontalgroundheatexchanger

换热管水平埋置在冻土层以下的地埋管换热器。

2.0.6地埋管换热系统groundheatexchangesystem

传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换

的地热能交换系统，包含从热泵机组蒸发器（或冷凝器）进出口开

始至地埋管换热器止，沿途包含的设备、管道、阀件、传热介质等，

又称土壤热交换系统。

2.0.7传热介质heat-transferfluid

充注于地埋管地源热泵系统中，并通过地埋管与浅层岩土体进

2

行热交换携带热量与冷量的液体。一般为水，特殊情况下可以是水

与防冻液的混合物。

2.0.8工程勘察engineeringinvestigation

根据地埋管地源热泵系统工程需要，分析、查明、评价建设场

地地质环境特征和浅层岩土体工程条件，并编制勘察文件的工作。

2.0.9工程地质勘察geologicalinvestigation

研究、评价建设场地区域内的地形地貌、地质构造、地层岩性、

不良地质现象以及水文地质条件等地质情况进行的地质测绘、勘

探、室内实验、原位测试等工作的统称。

2.0.10水文地质条件hydrogeologicalcondition

建设场地地下水的分布、埋藏、运动以及水质、水温和水量等

特征的总称。

2.0.11含水层aquifer

导水的饱和岩土层。

2.0.12渗透性permeability

含水层多孔介质能够被水或其它液体透过的性质。

2.0.13岩土体rock-soilbody

岩石和松散沉积物的集合体，如砂岩、砂砾石、土壤等。

2.0.14岩土体热物性thermal-physicalpropertiesofrock-soil

body

岩土体的热物理性质，包括岩土体的导热系数（W/(m·℃)）、

比热容（J/(kg·℃)）、热扩散系数（m2/s）等。

2.0.15恒温层constantzoneofsubsurfacetemperature

地下温度的变化幅度等于或接近于零的地带，其上部是变温

层，下部是增温层。

2.0.16变温层variablezoneofsubsurfacetemperature

地下温度明显受到地上大气温度变化和太阳辐射影响的地层，

即自恒温层向上至地表的地层。

3

2.0.17增温层increasingzoneofsubsurfacetemperature

恒温层以下受地球内部热量影响，随着深度的增加，温度逐渐

增高的地层。

2.0.18护壁套管casingpipe

置入钻孔中用以保护孔壁的管件。

2.0.19地埋管换热器冷/热负荷heatloademittedintoor

extractedfromthegroundheatexchanger

通过地埋管换热器单位时间内释放至浅层岩土体或自浅层岩

土体吸收的热量。

2.0.20年负荷总量（能量负荷）yearroundcoolingorheating

consumption

用来预测在一年内负荷侧系统运行所需的能量，通常需要负荷

模拟软件来进行计算。其计算方法与设计负荷基本相同，唯一不同

的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计

算中采用的设计工况参数，结合逐时负荷进行累计能量的计算。

2.0.21热不平衡率heatunbalanceratio

地埋管地源热泵系统工程运行时，地埋管群夏季向土壤中释放

的总热量与冬季从土壤中吸收的总热量之差的绝对值占前者的比

率。

2.0.22环路集管circuitheader

连接地源侧各并联地埋管换热器集合管，通常用来保证各并联

环路地埋管流量相等。

2.0.23钻孔回填grouting

在竖直地埋管施工中，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充填至钻孔孔口的施工。

2.0.24管沟回填backfill

在水平地埋管施工中，热交换器管道在管沟内就位后，用砂石

土壤材料充填管沟的施工。

4

2.0.25现场岩土热响应试验in-siturock-soilthermalresponse

test

采用人工冷（热）源向浅层岩土体连续制冷（加热）并记录传

热介质的温度变化和循环量来测定岩土体综合热物性参数的试验。

2.0.26室内岩土体热物性检测thermalphysicalpropertiestest

在实验室对岩土体样品的热物性参数进行的检测。

2.0.27岩土综合热物性参数effectiveparameteroftherock-soil

thermalproperties

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（W/(m·℃)）、综合比热容（J/(kg·℃)）等。

2.0.28岩土初始平均温度initialaveragetemperatureofrock-soil

无人工热扰情况下，竖直地埋管换热器埋设深度范围内岩土体

的平均温度（℃）。

2.0.29测试孔boreholeforTRT(ThermalResponseTest)

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。

2.0.30参与换热地温监测孔soiltemperaturemonitoringholeof

heatexchangeparticipation

在地埋管换热器施工的同时安装温度监测装置，既参与换热又

能实现该孔壁岩土体温度变化动态监测的测孔。

2.0.31热影响半径地温监测孔soiltemperaturemonitoringhole

ofthermalinfluenceradius

为取得地埋管换热器对周围岩土体温度的动态变化而专门用

来安装温度监测装置的测孔。

2.0.32地温背景值监测孔monitoringholeofsoiltemperature

backgroundvalue

为监测未受地埋管换热器影响的岩土体温度值而专门设置的

钻孔。

5

2.0.33动态监测系统dynamicmonitoringsystem

通过安装数据计量和采集装置，采用远程数据传输手段，实现

数据在线、实时监测和动态分析功能的硬件和软件系统的统称。

6

3基本规定

3.0.1地埋管地源热泵系统的建设应进行基于资源条件、用户负

荷特征的技术经济综合分析评价。

3.0.2地埋管地源热泵系统建设施工过程不应破坏周围已有构筑

物的正常使用、生态环境及文物古迹，并应考虑地下空间的利用与

规划。

3.0.3地埋管换热系统的实施，应确保地下淡水层不受污染。

3.0.4地埋管地源热泵换热系统的可行性论证应结合项目场地的

详细规划，针对工程具体情况进行浅层地热资源的分析和方案的技

术经济比较来进行。

3.0.5地埋管换热器安装完成后，应在埋管区域通过标识表明管

线的位置，并应设置不少于两个永久标识物。

7

4工程勘察

4.1基本要求

4.1.1在进行地埋管地源热泵系统设计之前，应由具有勘察类资

质的专业技术单位对工程现场的地质条件、地下管线和地下构筑物

等情况进行勘察，并应出具勘察报告。

4.1.2勘察涉及区域不应小于埋管范围，勘察深度应至少比预计

埋管深度深5m。

4.1.3勘察报告中应进行工程场地浅层地热能资源评价，提出合

理的开发利用方案。

4.1.4工程勘察应对工程场地进行场地踏勘，勘察内容应包括场

地位置坐标、规划面积、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、排水沟及已有的或

计划修建的架空或埋地输电线、电信电缆等线路、地下管路及地下

构筑物的分布及埋深。

4.2地质勘察

4.2.1地质勘察应查明工程场地的地层、岩性情况、地下水赋存

状况（水位、水温、径流情况等）、咸水层空间分布、恒温层深度、

冻土层厚度等。

4.2.2若工程场地区域缺少岩土地质资料以及水文地质资料，岩

8

土体地质勘察可按照现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021

及《供水水文地质勘察规范》GB50027执行。

4.3热物性测试

4.3.1工程勘察时应进行现场岩土热响应试验测试，测试工作量

的布置应按表4.3.1确定。

表4.3.1不同地埋管工程类型的测试工作量

地埋管工程类型

大型中型小型

测试工作量

（应用建筑面积）（应用建筑面积）（应用建筑面积）

50000m2及以上10000～50000m22000～10000m2

竖直埋管（测试孔数）≥3≥2≥1

水平埋管（探槽数量）3～42～31～2

4.3.2对于应用建筑面积小于2000m2的小型地埋管换热系统，可

不进行现场岩土热响应试验测试，宜通过收集工程场地区域现场岩

土热响应试验测试资料进行设计。

4.3.3对于应用建筑面积大于50000m2的大型地源热泵工程，宜

预先分层取原状土样进行室内岩土热物性检测，测定岩土的导热系

数、热扩散率、比热容等。

4.3.4测试深度应结合建筑需要、地层条件以及场地条件等确定，

应比设计最深的热交换器至少深5m，孔径宜大于150mm。孔内埋

管可根据设计方案采用单U、双U方式，并填筑密实。测试孔结

构的设计应根据现场的地层特性、测试要求及钻探工艺等因素综合

考虑。

4.3.5采用水平地埋管换热器时，热物性测试应采用槽探、坑探

或钎探进行。应根据设计确定探槽内埋管形式，探槽的深度应超过

埋管深度1m。

4.3.6对于包含两个及以上的水文地质单元的工程场地，应增加

9

现场岩土热响应试验工作量，并保证不同水文地质单元至少有1

个测试孔。

4.3.7岩土综合热物性参数、岩土的初始平均温度和岩土体的换

热能力应通过现场岩土热响应试验测试获得，并应预测不同工况下

的换热量，具体方法应按照本规程附录A执行。条件允许时，还

应计算不同换热量对地温的影响。现场岩土热响应试验具体试验方

法和技术要求应按照本规程附录B执行。

10

5地埋管换热系统设计

5.1基本要求

5.1.1地埋管换热系统设计应由具有设计类资质的专业技术单位

进行。

5.1.2地埋管换热系统设计应包括管材与传热介质设计、设计负

荷与系统选择设计、地埋管换热系统设计等内容。

5.2管材与传热介质

5.2.1地埋管管材应符合下列要求：

1宜采用高密度聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB），

不宜采用聚氯乙烯（PVC）管，严禁采用金属管道、金属塑料复合

管。管件与管材应为相同材料。

2高密度聚乙烯管材应符合现行国家标准《给水用聚乙烯

（PE）管材》GB/T13663的要求，聚丁烯管材应符合现行国家标

准《冷热水用聚丁烯（PB）管道系统》GB/T19473的要求，管材

的公称压力及使用温度应满足设计要求，管材公称压力不应小于系

统工作压力且不应小于1.0MPa，工作温度应在-10℃～50℃范围内。

3检查井前的水平管道应与垂直地埋管的材质相同。

4地埋管管材及管件应具有质量检验报告和生产厂家的合格

证；管材内外表面应清洁、光滑，不应有气泡、明显的划伤、凹陷、

11

杂质、颜色不均等缺陷；管端头应切割平整，并与管轴线垂直。

5竖直地埋管换热器的管材应按设计长度要求成盘供应，管

道应喷涂长度标识。除生产厂家连接的U型接头外，管道中间不

应有任何形式的接头。

5.2.2传热介质应以水为首选，也可选用其它工质，并应符合下

列要求：

1应安全、环保，且不应因泄漏对周边环境造成污染。

2应具有稳定的物理、化学性质，腐蚀性小，且不应与地埋

管管材发生化学反应。

3应具有良好的传热特性、较低的摩擦阻力和较低的冰点。

4宜成本低，易于购买、运输和储藏。

5.2.3当传热介质采用防冻液时，其冰点宜比设计最低使用介质

温度低3～5℃。每年供暖前，宜对防冻剂浓度进行测试。换季使

用前，应对系统蒸发器和冷凝器进行清洗。

5.3设计负荷与系统选择

5.3.1设计负荷计算应包括建筑物设计负荷和地埋管设计负荷。

5.3.2地埋管设计负荷计算应符合下列要求：

1应根据建筑物空调供冷、供暖和卫生热水供应的设计负荷

以及年负荷总量计算，结合技术经济分析，合理地确定埋管设计冷

/热负荷。

2应基于建筑物设计冷/热负荷，以地源热泵机组在设计工况

下的最大释热量和最大取热量为依据，并综合考虑当地初始地温、

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，确定地埋管换热器换热长度。

5.3.3地源热泵系统具体方案的设计，应在设计负荷的基础上，

12

以保证全年地下热平衡为前提。当热不平衡率小于20%时，可采用

单一的地源热泵供冷/热；当热不平衡率大于20%时，宜采用与其

它冷/热源相结合或辅以其它相关措施的复合式地源热泵系统。

5.3.4地源热泵系统机组容量的确定应符合下列要求：

1采用单一的地源热泵供冷/热时，地源热泵机组容量应以

冷、热负荷中的大者为依据。

2采用与其它冷/热源相结合作辅助的复合式地源热泵系统

时，辅助加热装置的设计容量应为系统供暖设计容量减去地源热泵

系统供暖容量；辅助散热装置的设计容量应为系统供冷设计容量减

去地源热泵系统供冷容量。

5.3.5特殊情况下地埋管换热系统的附加设计措施应符合下列要

求：

1地埋管地源热泵系统在兼具供冷、供暖功能时，如全年释

热量大于全年取热量，且在供冷期内同时存在热需求的前提下，宜

采用热回收措施。

2复合式地源热泵系统的辅助散热装置可采用闭式冷却塔，

当采用开式冷却塔时，应增设板式换热器或采用双冷凝器热泵机

组，以防止地埋管换热器堵塞。

3供冷工况初期，地下温度较低，当地埋管换热器的出水温

度满足末端进水温度需求时，宜设置直接利用的管路和装置。

5.4地埋管换热系统设计

5.4.1地埋管换热系统的设计应按场地规划、地埋管换热负荷计

算、地埋管长度设计和水力平衡及强度计算的步骤进行。

5.4.2地埋管换热器的设置应符合下列要求：

1宜靠近热泵机房或以机房为中心进行布置。

13

2应明确埋管区域内各种地下管线的种类、位置、深度及埋

管区域进出重型设备的车道位置和荷载，并应为未来可能的管线施

工预留空间。

3埋管设置在建筑物基础下时，不得对结构安全造成隐患。

埋管穿越基础时，应采取相应的保护措施。

4应远离水井及室外排水设施。

5地埋管地源热泵系统的应用建筑面积大于3000m2时，宜设

置地温场监测系统，应用建筑面积大于50000m2时，应设置地温场

动态监测系统。

5.4.3地埋管换热器设计应符合下列要求：

1应根据可利用地面面积、岩土体地质勘察结果及挖凿成本

等因素确定具体埋管方式。

2设计计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长度内。

3长度及间距宜根据现场实测岩土体及回填料热物性参数、

管材热物性参数以及地下渗流对埋管换热器的影响，采用专用软件

进行计算。竖直地埋管换热器的设计可按本规程附录C的方法进

行计算。

4热物性测试得到的单位延米换热量可作为系统方案及初步

设计的参考，施工图中埋管总长度的设计应严格按照动态计算结果

来确定。

5地埋管换热器最上层埋管的埋深均应在冻土层以下0.4m

且不宜小于1.5m，水平环路集管坡度不宜小于2‰。若地埋管换热

器同时穿越咸水、淡水两个含水层施工时，应采取相应的封堵措施。

6天津市平原地区竖直地埋管换热器埋管深度宜取80～

150m；钻孔孔径不宜小于0.11m，为了便于安装支卡及灌浆回填，

钻孔直径宜取0.2m左右；钻孔间距应满足换热需要，间距不宜小

于4m；环路供、回水集管间的距离不宜小于0.6m。

7地埋管换热器内传热介质的流态应为紊流，额定工况下流

14

速不应小于0.4m/s。水平集管内传热介质的流速不应小于0.25m/s。

8竖直地埋管换热器应进行分组连接，每组换热器数目宜相

等或近似，且每组集管连接的竖直换热管环路数不宜超过8个。各

组换热器形成的地埋管环路两端应分别与供、回水集管连接，应采

取同程式布置，并应在各环路的总接口处设置检查井，内设该环路

的集、分水器。

9安装于检查井内的集、分水器应安装阀门、压力表和放气

阀；依据水力平衡计算，在与地埋管换热器系统总回水管连接的管

道上宜设置可在线测量的静态平衡阀。

5.4.4地埋管换热系统设计应符合下列要求：

1地埋管换热系统应设自动补液装置及泄漏检测报警系统。

若传热介质有在冰点温度以下运行的情况，传热介质应添加防冻

剂；若传热介质为清水时，应设防冻保护装置。

2传热介质进出水温度应符合下列要求：

1）夏季运行工况条件下，地埋管换热器侧出水温度不宜高

于30℃；

2）冬季运行工况条件下，地埋管换热器侧进水温度不宜低

于5℃。

3回填材料应根据水文地质特征确定，回填材料的导热系数

不应低于周围岩土体的导热系数。

4在建筑的基础桩之间埋设换热器时，应与结构专业设计人

员共同确定地埋管设计方案，换热器与桩之间的距离应满足桩基设

计的要求（一般不应小于桩直径的4倍）。

5水力计算应根据所选用的传热介质的水力特性来进行，地

埋管压力损失可按本规程附录D计算。循环水泵的流量和扬程应

满足冬季取热、夏季放热两种工况需求。

6地埋管换热系统宜采用由水泵台数调节实现的变流量系

统，但在部分负荷时，地埋管内循环介质流速不应低于0.2m/s。

15

7地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能力，

在采用地源直供系统时，若建筑物内系统压力超过地埋管换热器的

承压能力，应设中间换热器将地埋管换热器与建筑物内系统分开。

8地埋管换热系统应具有反冲洗功能且应分组进行，冲洗流

量宜为工作流量的2倍。

5.4.5既有建筑节能改造应用地埋管换热系统设计应符合下列要

求：

1公共建筑的冷热源改造为地埋管地源热泵系统时，宜保留

原有系统中与地源热泵系统相适合的设备和装置，构成复合式系

统；设计时，地源热泵系统宜承担基础负荷，原有设备宜作为调峰

或备用措施。

2建筑物有生活热水需求时，地埋管地源热泵系统的设计宜

采用热泵热回收技术提供或预热生活热水。

16

6地埋管换热系统施工

6.1基本要求

6.1.1地埋管换热器系统施工前应根据工程勘察报告和设计图

纸，明确埋置区域内已有地下管线、地下构筑物的功能及其准确位

置，编写地埋管换热系统施工方案。相关方案应由监理工程师审核、

批准，并报建设单位备案。

6.1.2地埋孔施工工艺应和现场岩土热响应试验测试孔的施工工

艺一致，竖直钻孔设备的选择应根据设计要求、地层条件、施工方

法、经济合理性等因素综合选择与配套，具体做法应符合现行行业

标准《水文水井钻探技术规程》DZ/T0227的要求。

6.1.3竖直钻孔及水平集管管沟开挖时，应采取防止杂物进入的

措施。竖直钻孔位置与建筑物外墙的距离不应小于2m。

6.1.4地埋管换热系统竣工后，应在总平面图上标示出其具体位

置。竣工图纸应标注埋管区域坐标。

6.1.5管顶埋深小于1.5m时应在回填土中高于30cm处设置标识

带，标识带应采用具有一定强度的盖板。

6.1.6水平集管埋设在公园绿地或园区绿化地带下方时，应在管

道上方设置保护装置，以防止绿地等改造时破坏管道。

17

6.2管材进场

6.2.1进入现场的管材、管件应逐件进行外观检查，并按照相关

规定进行取样复试。

6.2.2管材和管件在存放、搬运和运输过程中，应采用柔韧性好

的皮带、吊带或吊绳进行装卸，不得随意抛摔和沿地拖拽。

6.2.3夏季施工应预防管道受热发生热变形。

6.2.4未使用的管材、管件应避光存放。

6.3钻孔施工

6.3.1钻孔施工前应平整场地，并应保证钻机具备良好的安装与

运行条件。

6.3.2钻孔施工时应设排水沟和泥浆池。泥浆池位置应避开钻孔

位置。钻孔施工前，应用水准尺检查钻机转盘是否水平，并应在整

平后开钻。

6.3.3竖直地埋管换热器的安装应符合下列要求：

1对于U型换热管，在每钻一孔前，换热管应按照设计长度

组装；组装时宜每隔2～4m设一弹簧卡（或固定支卡）的方式将

U型管两支管分开，以保证换热效果。

2当钻孔成孔达到设计深度后，应立即下管。下管时应将灌

浆管和U型管一起插入孔中，直至孔底，并应保证下管长度符合

设计要求。

3灌浆管端头宜设防堵装置，且灌浆时应能够将其冲开。

4下管完毕后U型管上端应高出地面，管端应作好封闭措施，

防止进入杂物。

5地埋管换热器的供回水管宜用颜色或其它标识加以区分，

18

防止供回水管相互混淆。

6竖直地埋管换热器的U型弯管接头，应选用定型的U型弯

头成品件，不得采用两个90°的弯管对接，或用90°弯头对接构成

U型弯管。

7地埋管换热器的冬季施工应按照现行行业标准《埋地聚乙

烯给水管道工程技术规程》CJJ101等相关技术规程的要求执行。

6.3.4竖直地埋管换热器安装完成后应对埋管进行试压，确认无

泄漏现象后应及时（在12小时内）用灌浆材料对钻孔进行回填。

回填材料应密实，无空腔。

6.3.5天津平原地区应采用膨润土、水泥、砂、原浆和水组成的

混合物进行灌浆，其中膨润土、水泥、砂的含量宜取5～10%、5～

10%和15～25%。

6.3.6在蓟州区等岩土体以岩体为主的地区，当换热器埋设在密

实或坚硬的岩土体层中时，应采用水泥基料灌浆。在滨海欠固结软

土分布地区，可采用白云岩质石屑作为回填料。

6.3.7灌浆材料应在搅拌均匀后使用。灌浆回填过程中，应注意

观察竖直埋管周围回填物的沉降情况，必要时应采用多次灌浆回

填，确认稳定后方可结束该工序。

6.3.8钻进过程中应时刻注意地层地质变化，做好记录。

6.3.9钻孔遇有多层地下水时，应采取回填封堵措施，以避免各

层地下水之间的穿透与交叉污染。

6.3.10在本市具有地下咸、淡水分层的地区施工时，竖直埋管放

入钻孔后，应采取回填封堵措施，封堵带厚度宜大于10m。当钻孔

孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，应设护壁套管

或用钻孔泥浆护壁。

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6.4管网安装

6.4.1管道连接应符合下列要求：

1所有埋地管道应采用热熔或电熔连接。管道连接应符合现

行行业标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ1011的规定。

2壁厚小于3.5mm的PE、PB塑料管，应使用承插连接；壁

厚大于3.5mm的塑料管，宜采用对接焊接。

3U型管的长度应满足插入钻孔后与环路集管的对接要求，

组装好的U型管的开口端部应及时封堵。

4水平集管与地埋管换热器连接时，一般干管应用中、小三

通与地埋管换热器支管连接，当水平集管管径小于De90时，宜采

用电熔套筒连接；当管径大于De90时，宜采用热熔对接方式，三

通中小开口与支管宜采用承插热熔焊接。现场热熔施工时，水平集

管最大管径宜小于De315。

6.4.2水平地埋管换热器安装时，管道底部及周围应铺细砂并平

整夯实，细砂厚度不应小于10cm。在安装过程中应防止重物撞击

管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应平顺，并采取固定

措施。

6.4.3水平沟槽应首先采用细砂回填至高于管顶50mm，然后用不

含石块及杂物的原土回填，并分层压实至设计标高。

6.4.4管网安装后应进行管道水冲洗，应用流速不小于1m/s冲洗

水连续冲洗，直至目测出水口处浊度、色度与入水口处相同为止。

6.4.5管网在充注防冻液和防腐液时，应注意排气。

6.5水压试验

6.5.1竖直地埋管换热器在下管前应对完成下管准备的管道进行

20

第一次水压试验。试验压力应为垂直埋管埋深的最大静压值的1.5

倍，且不应小于0.6MPa；在试验压力下，稳压不应少于15分钟，

当稳压后压力降不大于2%，且无泄漏现象时，试验合格，方可进

行下管。

6.5.2在下管后竖孔回填前应进行第二次水压试验。试验压力应

为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；在试验压力下，稳压

不应少于30分钟，当稳压后压力降不大于2%，且无泄漏现象时，

试验合格，方可进行装配。

6.5.3在水平管沟回填前，应对所有系统管道进行第三次水压试

验，试验压力应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；在试

验压力下，稳压不应少于2小时，当稳压后压力降不大于3%，且

无泄漏现象时，试验合格，方可进行管沟回填。

6.5.4地埋管换热系统与热泵机房管路系统全部安装完毕，且冲

洗及回填全部完成后，应进行第四次水压试验，试验压力应为工作

压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；在试验压力下，稳压不应少

于12小时，当稳压后压力降不大于3%，且无泄漏现象时，试验合

格。

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7地埋管地源热泵系统的检验、调试与验收

7.1基本要求

7.1.1地埋管地源热泵系统在室外系统及室内系统分项完成施

工、调试和验收后应进行整体检验、调试和验收，应包括下列内容：

1系统的压力、温度、流量等各项技术指标应符合设计要求

和国家现行有关标准的规定。

2系统连续运行应达到正常平稳；水泵出口压力和水泵电机

电流的波动不应超出规定值。

3应保证各种自动计量检测元件和执行机构的工作正常。

4应保证控制、检测设备与系统检测元件和执行机构的信号

正常传输，状态参数的正确显示，以及设备连锁、自动调节、自动

保护机构的正确动作。

7.1.2地埋管地源热泵机组及末端系统的整体调试和验收应符合

现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243和

《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274

的规定。

7.1.3在埋管深度范围有咸淡水分层的地质条件时，应对所在区

域的咸水底界进行监测，监测方法应符合相关标准的有关规定。

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7.2检验

7.2.1地埋管换热系统施工和安装过程，应由监理工程师进行现

场检验，检验内容应符合下列要求：

1管材、管件等材料应符合国家现行有关标准的规定。

2管材及管件连接应符合现行行业标准《埋地聚乙烯给水管

道工程技术规程》CJJ101的要求，连接部分内部熔化的材料不能

造成管径缩小。

3竖直埋管与水平埋管的钻孔与沟槽位置、深度、竖直度及

埋管长度与规格均应符合设计要求。

4回填材料及其配比应符合设计要求。

5水压试验和水冲洗应符合设计要求和国家现行有关标准的

规定。

6防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求和国家现行

有关标准的规定。

7.2.2管道试压与检漏应符合下列要求：

1在地埋管下管安装、回填及水冲洗前后应至少进行4次水

压试验。

2水压试验过程中，局部管道的单独试压必须采用手动泵缓

慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏。不得以气压

试验代替水压试验。

7.2.3回填过程的检验应与地埋管换热器的安装同步进行。

7.2.4机房内的地源热泵机组、配套设备及相关材料应符合下列

要求：

1所有设备的型号、数量、性能、运行工况及主要参数应符

合设计要求。

2所有设备应具有产品合格证书、产品性能检验报告及产品

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说明书等文件，并应加盖制造单位质量检验章。

7.2.5地源热泵系统的热泵机组、配套水泵、定压与水处理装置、

集分水器等设备以及配电工程安装应符合国家现行有关标准的规

定。

7.2.6地埋管换热系统管道、管件除必须确保达到水冲洗、试压

要求外，还必须满足设计要求的水量、水质、水温等。

7.2.7空调末端水系统管道、管材、阀件及仪表除必须确保达到

水冲洗、试压要求外，还必须满足设计要求的水量、水质、水温等。

7.2.8地源热泵机组各供、回水管道上应安装流量及温度检测装

置；机房应配备热泵机组运行功率及系统耗电量检测设备。在分水

器的各供水管上宜设流量检测装置，在集水器的各回水管上宜设平

衡阀。

7.3调试与验收

7.3.1地埋管地源热泵系统运转调试之前应会同建设单位、设计

单位、监理单位进行全面检查，符合设计要求与国家现行有关标准

的规定后，方可进行运转调试。

7.3.2地埋管地源热泵系统调试前，施工单位应编制调试方案，

并报送监理工程师审核批准和建设单位备案；调试结束后，必须提

供完整的调试资料和报告。

7.3.3地埋管地源热泵系统调试过程中，应进行水力平衡调试，

确保系统循环总流量、各分支流量及各末端设备流量均达到设计要

求。

7.3.4水力平衡调试完成后，应进行热泵机组单机试运转。试运

转结果应符合相关设计文件和设备技术要求，并应填写热泵机组单

机调试记录。

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7.3.5测量无负荷运行时系统试运转的各种性能参数，应调整到

符合设计要求，并应填写系统设备调试记录。

7.3.6热泵机组单机试运转和无负荷系统试运转正常后，整个空

调系统应试运行24小时，并应填写运转记录，观测整个系统的运

行状态及相关参数，并应调整到其符合设计要求。

7.3.7地埋管地源热泵系统的调试应分冬、夏两季进行，且调试

结果应达到设计要求。调试完成后应编写调试报告及运行操作规

程，并应提交甲方确认后存档。

7.3.8地埋管地源热泵系统整体验收前，应进行冬、夏两季运行

测试，并应对地源热泵系统的实测性能做出评价。

25

8地埋管换热场区岩土动态监测

8.1基本要求

8.1.1动态监测系统的设计、施工、监理应由具有相关资质的单

位完成，并应由建设单位组织验收。

8.1.2动态监测系统宜设立专门的监测数据采集装置，并宜实现

自动采集监测数据和远程传输功能，监测数据应能够分析浅层地热

能开发利用对周围地质环境的影响。

8.1.3监测工作应由建设单位负责，宜设专人从事动态监测系统

的日常监测和维护工作，并应定期对监测仪器进行稳定性校验和精

度检定。

8.2地温监测

8.2.1实际工程项目中，换热孔群区域不是规整的矩形或正方形

的，以及地下换热器分组布设的，可把复杂形状的区域划分为几个

矩形或正方形区域，宜选择地下换热器最多的区块进行监测孔布

设。

8.2.2当换热孔群区域水平方向地层岩性有显著变化时，宜根据

地层岩性划分不同区块，每区块宜分别布置地温监测孔。

8.2.3地温监测孔数量应根据项目应用建筑面积大小确定，对大

型工程宜至少布设1个地温背景值监测孔、1个参与换热地温监测

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孔和4个热影响半径地温监测孔。

8.2.4背景值监测孔的深度应与换热孔相同，应布置在换热孔群

外围，并应长期不受地下换热孔群的影响。

8.2.5热影响半径地温监测孔应布置在参与换热地温监测孔与其

相邻的换热孔之间，宜选择在地下换热区块的中心部位布置。

8.2.6测温点应根据地层岩性布设，宜每间隔10m设置一个测温

点，冻土层、恒温层和地层岩性变化处宜加密测温点设计。

8.2.7浅层地下水径流丰富地区，应根据径流方向调整监测孔布

设。

8.2.8监测孔完钻后，首先应在孔内下入底部封堵的测管，测管

内宜充满水，测管直径以便于下入地温测线为准，一般为DN40左

右，材质宜为PE管或镀锌管。

8.2.9监测孔孔口和水平布线宜设置检修井室，以实现测线的可

更换，检修井室尺寸设计应便于测线的检修和更换。

8.2.10在具有地下水咸、淡水分层的地区施工，当监测孔深度贯

穿咸水底界时，监测孔应采取回填封堵措施，封堵带厚度应大于

10m，以防地下淡水受到污染。

8.2.11监测仪器测量精度宜达到0.1℃，误差不应大于±0.1℃。热

泵运行期间，监测周期不宜小于1小时；供暖、供冷期后，监测周

期宜为2～6天；停泵初期应加密监测；背景值监测周期宜为7～

10天。

8.2.12监测技术应符合地方标准《天津市浅层地热能地质环境监

测技术规程》DB12/T608的要求。

8.3循环流量、温度监测

8.3.1系统运行时宜对地源侧总管循环水流量和热量进行监测，

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并宜对地源侧各分支管循环水流量进行监测。监测仪器测量精度应

达到0.1m3/h，测量误差不应大于±1%。热泵运行期间监测周期不

应少于1小时。

8.3.2系统运行时应对地源侧总管循环水进、出口温度进行监测，

并宜对地源侧各分支管循环水进、出口温度进行监测。监测仪器测

量精度应达到0.1℃，测量误差不应超过±0.1℃，且应与循环流量

监测同步。

8.4咸水底界监测

8.4.1在具有地下咸、淡水分层的地区，对于换热孔深度贯穿咸

水底界的地源热泵中小型项目，宜监测埋管区咸水层底界的变化；

对于换热孔深度贯穿咸水底界的地源热泵大型项目，应监测埋管区

咸水层底界的变化。

8.4.2在埋管区应设计用于监测咸水界面下移的专门监测孔，应

定期进行水质测定，监测氯离子、电导率专项指标。

8.4.3咸水底界监测技术应符合地方标准《天津市浅层地热能地

质环境监测技术规程》DB12/T608的要求。

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附录A浅层地热能计算方法

A.0.1浅层土壤换热量宜按以下方法进行计算：

适用于通过现场测试确定岩土体导热系数后，计算地埋管地源

热泵工程的地热能可利用量。如果没有实测的导热系数值，则利用

前人测定和公布的一些地区的热流值和地温梯度值进行计算，得到

计算区的综合导热系数值（W/(m·℃)）。在以导热方式进行热传递

和热交换达到稳定的条件下，采用U型管进行换热的单孔地热能

可按以下公式近似计算：

TT

D