CJJ／T 291-2019标准规范下载简介
CJJ／T 291-2019 地源热泵系统工程勘察标准(完整正版、清晰无水印).pdf3.2地埋管地源热泵系统工程勘察
3.2.1当场地环境、地质条件、水文地质条件及工程条件等变 化较大，且对地理管地源热泵系统的设计有显著影响时，就需要 进行工程分区。 含水层的厚度、地下水流向和速度对于地下温度场的温度变 化或温度恢复有显著的影响，这些条件在很大程度上影响地埋管 地源热泵系统的设计，所以应依据这些条件的不同进行工程 分区。
3.2.2勘探点包括钻探、并探、槽探及销
3.2.3岩土体热物理性参数测量放线及沉降观测施工方案，包括岩土体导热系数、密
3.3地下水地源热泵系统工程勘察
3.3.1地下水地源热泵系统是采用地下水作为低位热源，并利 用热泵技术：通过少量的高位电能输入：实现冷热量由低位能向 高位能的转移，从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统。地 下水地源热泵系统适合于地下水资源手富，当地资源管理部充 午开采用地下水的场地。地下水地源热泵系统的察应根据工 程所在地自然条件及水文地质条件研究成果，充分收集当地水水 文地质普查、详查等资料：进行与地源热泵系统有关的探验证 和现场试验的过程。 有关含水层及抽水试验的勘察可参照现行国家标准《供水水 文地质勘察规范》GB50027、《管井技术规范》GB50296等有 关规定进行。 地下水地源热泵系统场地工程分区，主要指场地环境、水文 地质条件及工程条件等对地下水地源热泵系统的设计影响天，工 程跨越多个水文地质单元，且必须查明这些分区的差异性时，而 并行的工程分区，并按工程分区对其工程的适宜性及其相关设计 参数进行评价
3.3.3为了节约投资，在进行水文地质试验阶段可考虑以后在
实施中将试验孔完善为工程热源井或回灌井等因素来设计刀 质试验
4地表水地源热泵系统工程
3.4.1地表水地源热泵系统，根据地表水源的不同可分为：淡 水地源热泵系统、海水地源热泵系统及污水地源热泵系统（或称 再生水地源热泵系统）。根据传热介质是否与大气相通，分为开 式和闭式系统两种。 江河湘水山源
地表淡水的水温受气候影响较大，全年处于波动状态。掌握 地表水的水温变化规律是实施地表水地源热泵系统的前提。地表
水水温的察包括近年的极端最高和最低水温，同时掌握全年水 温变化规律也很重要。对于水深较深的水体，还需对冬季和夏季 不同深度处的水温进行现场测试。 地表水水位及流量勘察包括年最高和最低水位及最大和最小 水量。对流入水体的水源温度也应进行勘察，不同的流入水源口 能温度不同，应分别进行察，如地下泉水的流入、河水的流 入、人工水源的流人等。 地表水的水质察包括，引起腐蚀与结垢的主要化学成分 地表水源中含有的水生物、细菌、固体含量及盐碱量等。 地表水地源热泵系统勘察还应对地表水地源热泵系统的设计 方案提供相关建议。建议包括：取水方式和回水方式；取水口和 回水口的位置；供水管和回水管网分布及理深；水处理方式和处 理设备。 2海水地源热泵系统 当利用海水作为热泵系统的冷热源时，人们普遍关心的技术 问题是海水对设备和管道的腐蚀以及海生物附着造成的管道和设 友世宝间顾
理设备。 2海水地源热泵系统 当利用海水作为热泵系统的冷热源时，人们普遍关心的技术 问题是海水对设备和管道的腐蚀以及海生物附着造成的管道和设 备的堵塞等问题， 3.4.2测试点包括取水样点，水温、水质、流量、流速的测试 点等。
准期内（一般为20年），水温、水位及流量的最大和最小值
4.1.1地源热泵系统的工程察，不同项目往往有
4.1.1地源热泵系统的工程勘察，不同项自往往有着不同侧重 点，有的侧重土层综合热物性指标的测试，有的侧重成孔施工时 的难易程度或确定施工方法。根据不同的目的，勘探施工时，可 根据实际情况选择合理的钻机及钻进方法。 1 2地源热有亥缩工积勘察的斯探孔一船较深（约100m）
4.1.2地源热泵系统工程勘察的勘探孔一般较深
钻探过程中应确保不破环地下结构物。若采用潜孔锤施工，尚应 有除尘及降噪措施，避免对环境造成不利影响
4.2.1场区地层信息，主要是指本场区或临近场地的岩 勘察报告书。根据拟建建筑的冷热工况及场地条件，预估 热器可能的分布范围，并在此范围内布设勘探点
在布孔图中明确热响应试验孔后，有利于科学合理地安 进程，
4.2.5探槽的自的主要是为了揭示浅表地层，确定水平沟槽的
4.3.2设计对成孔直径有明确要求时，应按设计孔径成孔；没 有要求时，应满足下放U形管的要求。考虑到U形管弯头直径 般为90mm～110mm，所以岩石地层的成孔直径不应小于
130mm，防止安放U形管时对管壁造成损伤，非岩石地层一般 需要套管护壁，其成孔直径可能更大。对于不安放U形管的斯 深孔，其成孔直径不受此条限制。 4.3.3地理管布设时的孔距一般为4m～6m，如果成孔的垂直 度没有保证，施工时会出现两孔交叉甚至孔现象，不仅影响换 热器的效果，还有可能造成已成孔报废。对地源热泵系统工程斯 祭而言，因其勘探点间距天，不至手出现上述现象，但垂直度的 偏差仍应满足1%的要求，是希望勘察单位在探过程，根据地 层的实际情况，确定出一套满足垂直度要求的施工方法，并明确 施工过程中影响垂直度的地层信息及垂直度的控制方法。这些措 施及方法应成为勘察成果的一部分，体现在察报告中。 4.3.4选择钻进方法主要是为了相关工作可顺利进行。选择钻
1钻进方法要适应钻探地层的特点： 2钻进方法要与后期成孔施工有较大的相似性，以便能指 导后续施工； 3钻进方法要能满足原位测试特别是土层热物性指标测试 要求。 本条需要特别指出的是，钻进过程中一些量化指标，如钻进 速度，循环液成分及比重等，对日后的成孔施工具有重要的指导 意义。这些指标应该成为成果勘察报告的组成部分。另外，采用 替孔锤冲击成孔时，覆盖层应设置钢套管，防止高风压空气对覆 盖层产生扰动，特别是场区内有天然地基基础的建筑物时，一定 要确保成孔时不对地基土造成影响
·印， 王安定全 内条件与土层原状条件有较大差别。另外，室内热物性指标的测 试成果与现场热物性指标的测试成果也有较大差别，一般按现场 原位热物性成果进行设计。即使如此，本条仍对现场取样数量作
了明确规定，主要自的是获取一定量的室内测试成果，从而与原 立测试成果建立起对应关系，为本行业的发展奠定基础。 土样的采取，除了在数量上应满足要求外，尚应考虑其在不 同勘探孔中分布的均匀性。当土层均匀性较好或勘探孔数足够 时，少量钻孔也可不采取样品，专门用于施工参数确定或原位 测试。
4.7.2埋设地埋管前，应首先检查孔身是否出现塌孔现象。若 出现塌孔，应记录塌孔部位及范围、孔身疏通的方法和防止再次 塌孔的措施，这些均应作为勘察成果，体现在成果报告中。 4.7.3即使孔内充满循环液，地理管在浮力作用下：很难依靠 自身的重量下落至设计孔底，一般用钻杆导入孔底，导入过程中 应注意观察阻力情况，遇阻碍时，应分析原因，不可强行下管 导人孔底后，首先轻提钻杆约0.5m，观察地面管是否有上浮现 象，若出现上浮，应及时回 正量的黄秒后 大证榻提钻杠
4.7.2埋设地埋管前，应首先检查孔身是否出现孔现象。若 出现塌孔，应记录塌孔部位及范围、孔身疏通的方法和防止再次 塌孔的措施，这些均应作为勘察成果，体现在成果报告中。
4.7.3即使孔内充满循环液，地埋管在浮力作用下
4.7.3即使孔内充满循环液，地理管在浮力作用下，很难依靠 自身的重量下落至设计孔底，一般用钻杆导入孔底，导入过程中 应注意观察阻力情况，遇阻碍时，应分析原因，不可强行下管 导入孔底后，首先轻提钻杆约0.5m，观察地面管是否有上浮现 象，若出现上浮，应及时回填一定量的黄砂后，才可慢提钻杆 下管完成后，应对保压状况进行检测，并记录压力表的压力值 更于后期确定U形管的保压性能。当保压状况较差时，应分机 原因并重新安装地理管
4.8.2地埋管埋设达到设计要求后，要检查管内水流的通畅情 况及保压性能，当此两项指标均达要求后才能进行钻孔回填。因 地下水比热容大，流动性能好，能提高地下换热口整体换热性 能，故钻孔回填时应考虑地下水流动性的利用情况。当要利用地 下水的流动性，且不会造成不良环境影响时，可用粗骨料回填 在不破环其流动性的同时，也不阻碍其与U形管直接进行热交 换。当没有地下水或不考虑利用地下水的流动性时，可直接采用 注浆回填或利用原浆掺人少量水泥以注浆的方式回填。
4.8.3回填物高度接近套管底部时，应适当控制回
避免回填物高出套管底部，从而导致套管无法拨起或拔断U 形管。
4.9.1勘探的编录成果除了应描述土层性质，还应对钻进方法 成孔速度及护壁情况进行定性或定量的详细描述。因为地源热泵 系统工程察除了掌握地层信息及土层热物性指标外，还应对地 埋管的成孔施工具有指导意义。因此：在有条件的场区：可考虑 在同一场区采用不同的成孔方法，并从工期、质量、经济等多方 面对不同的成孔方法列表比较，以便确定最优的施工方案。
4.9.2天然地基建筑物下采用地理管时，应详细分
孔方法对地基土的扰动情况，最好用量化指标（如泥浆比重、套 管埋设深度、风压范围等）界定施工参数。 4.9.3为了便于室内热物性指标与现场热响应试验进行对比
4.9.3为了便于室内热物性指标与现场热响应试验进行
5.1.1对于地理管地源热泵系统，地下水径流方向和速
1.1对于地理管地源热泵系统，地下水径流方向和速度文 君土体温度的短期和长期变化有很大影响。对地下水地源 统的水温影响也较大。在工程察中提供相应参数是必要 要用于评价地下岩土体温度变化
5.1.2此条主要是针对热源为地下水的情况：地下水的
影响地源热泵系统正常运行。为准确确定场地的地下水位， 孔宜按照三角形布置，孔数不宜少于3个。地下水位变化车 地段、上层滞水或裂隙水赋存地段，均宜布置观测孔，
1.3在选择地下水地源热泵系统时，应考虑建设场地是才 到地裂缝、降落漏斗、地面沉降等的影响，以及地源热泵系
5.1.3在选择地下水地源热泵系统时，应考虑建设场地
受到地裂缝、降落漏斗、地面沉降等的影响，以及地源热泵系统 建成后是否会对地裂缝等产生更不利的影响。因此在开展地源热 泵系统项目建设时，应对可能造成的环境影响进行评价
5.3水文地质参数测定及试验方法
5.3.5渗透系数等水文地质参数的测定，有现场试验和室内试 验两种方法。一般室内试验误差较大，现场试验比较切合实际， 敌本条规定通过现场试验测定，当需要了解某些弱透水层的参数 时，也可采用室内试验方法
3.6此处的回灌试验主要用于评价含水层的回灌能力
5.3.7、5.3.8对地下水流向流速的测定作如下说明：
1对于地源热泵系统工程而言，当地的水文地质调查资料 已能满足工程要求。敌本条提出只是对没有水文地质资料的工程 地点采用几何法来测定。几何法测定地下水流向的钻孔布置，除 应在同一水文地质单元外，尚应考虑形成锐角三角形，其中最小
夹角不宜小于40；孔距宜为50m～100m，过大、过小均会影响 量测精度； 2用指示剂法测定地下水流速时，试验孔与观测孔的距离由 含水层条件确定，一般细砂层为2m～5m，含砾粗砂层为5m~ 15m，裂隙岩层为10m～15m，岩溶水可大于50m；指示剂可采 用各种盐类、看色颜料等，其用量决定子地层的透水性和渗透距 离。需要注意的是，选择指示剂时注意不要对地下水造成污染； 3用充电法测定地下水的流速适用于地下水位理深不大于 5m的潜水。
5.4.2、5.4.3地下水样的采取应注意下列几点：
5.4.2、5.4.3地下水样的采取应注意下列几点： 1取水容器要洗净，取样前应用水试样的水对水样瓶反复 冲洗至少3次； 2采取水样时应将水样瓶沉入水中预定深度并缓慢将水注 入瓶中，严防杂物混入，水面与瓶塞间要留1cm左右的空隙； 3水样采取后要立即封好瓶口，贴好水样标签，及时送化 验室。
6.1.1现场调查可确定地表水地源热泵系统方案的可行性。因 比，地表水现场调查资料，是方案选择的主要依据。 6.1.2由于流动水体和滞留水体的温度分布差异较大：应区别 对待其水体特征。合适的水温、水质、水量是保证地表水地源热 泉系统高效运行的前提，而水位涉及地表水地源热泵系统的取水 标高，涉及系统的节能量。气候特征总体上对供热、供冷系统的 运行有较大的影响。取水管路和排水管路的铺设方式涉及取水和 排水系统的安全。 地表水地源热泵系统项目中，若利用的水体为江、河等大型 流动水体，由于存在水电站蓄水后对水温水质的影响，因此原有 的水文察资料已经发生变化，应该对蓄水后的水体进行水温和 水质的长期监测
6.2.1对于水体冬夏不同季节以及不同条件的水位察，且的
6.2.1对于水体冬夏不同季李节以及不同条件的水位勘察，自的 是确定取水方式和取水标高，这涉及整个系统的取水能耗。而最 枯水位和洪水位对地表水地源热泵系统取水泵房的安全性构成 影响。 6.2.2水位变化计算表可以确定蓄水后的最枯水位以及多年不
枯水位和洪水位对地表水地源热泵系统取水泵房的安全性构成 影响。 6.2.2水位变化计算表可以确定蓄水后的最枯水位以及多年不 遇的洪水位，同时也能得到蓄水之后的淤后水位和排沙层标高 为确定取水管的标高提供资料
遇的洪水位，同时也能得到蓄水之后的淤后水位和排沙层标高， 为确定取水管的标高提供资料
6.3.1对于多年的流动水体，水文地质、环境状况
对于多年的流动水体，水文地质、环境状况、水质数据
般变化较小，勘察可采用原有的水文、环境数据。但对于滞留 水体，通常情况下缺乏基本的原始水体性质资料，应进行现场检 测和分析
6.3.2由于补充水源的水质将影响和改变原有水体的水质，因
6.3.2由于补充水源的水质将影响和改变原有水体的水质，因
量带走，水体的水温变化剧烈。因此，监测水温动态变化对于系 统的正常运行、合理利用水体是很重要的。虽然流动水体相对滞 留水体更能迅速地带走换热系统的排热量，但大型地表水工程的 排热量很大，其影响江河水温的区域也较大，为保护水生生态环 境以及下游地表水地源热泵系统的取水安全，同样要进行水温变 化的监测。
6.3.4对于水体而言，补充水源的温度将影响水体的原
6.4.1绘制河床断面构造的自的是为确定取水方式，断面形态 和标高是地表水地源热泵系统设计时确定取水点标高、取水位置 的重要数据。根据流速与断面面积，即可计算得到流动水体的流 动水量，对于冬季枯水位较低以及河床断面复杂的地表水体，翔 买准确的勘察资料是极为重要的。计算冬夏不同排热和排冷量情 况下，排水区域的温度变化情况，应满足国家标准《地表水环境 质量标准》GB3838的温度要求，以及系统节能率基础上的温变 要求。设计取水位置和方式后，计算的流动水量应满足系统运行 和上述标准的要求
6.4.2对于滞留水体，由于水温分布在竖向上分布是不一致的
这时地表水地源热泵系统取水标高的设定是极为关键的。不同的 取水标高，取水温度不同，而水体的水量和取水层的水量对地表 水地源热泵系统是不同的概念，高效的地表水换热需要合适水温 的足够水量，而低于一定深度的水体水量对于地表水地源热泵系
统没有意义。在实际勘察过程中，应重点勘察水体3m以下的水 量，以保证地源热泵系统的安全运行。因此，应绘制横向和纵向 的水体断面图，以确定不同深度和断面的水量。勘察得到的水量 言息，主要用于满足计算： 1确定建筑的供热供冷负荷特性。 1）计算建筑总的负荷量： 2）确定建筑负荷在不同负荷率下的负荷时间。 2通过建筑负荷计算建筑在冬李和夏李对水体的排冷量和 排热量。 3利用水体的特征、冬夏的排冷排热量计算水体的温升。 4满足现行国家标准《地表水环境质量标准》GB3838的 温变要求以及系统节能率基础上的温变要求。 5对比勘察水体水量，满足上述要求的计算水量才是保证 换热系统的水量。 5.4。3在取水方案中，渗滤取水的取水方式是在河床底部进行 取水，通过地下涵洞引水到换热机房，因此，应对取水线路以及 取水点的工程地质条件进行勘察。而任何取水方案，岸上的取 水、排水管路敷设以及相关施工方案的确定涉及取水、排水管路 召线的地质条件，因此，也应进行取水管路和排水管路的工程 勘察。 6.4.4通常的取水方案是在岸边设置取水构筑物，由于有管道 和设备的安装，进行取水构筑物的结构设计显得极为重要。因 比，对于涉及取水构筑物的设计方案，应进行构筑物的工程 勘察。
和设备的安装，进行取水构筑物的结构设计显得极为重享 比，对于涉及取水构筑物的设计方案，应进行构筑物白 勘察。
7.1.1土的热物理参数与孔隙比、含水量、渗透系数等紧密相 关，需要做的热物性试验的王样应是原状土样
7.1.1土的热物理参数与孔隙比、含水量、渗透系数等紧密相
7.2岩土物理性质指标和试
7.2.1岩土体的热物性指标和孔隙比、含水量、密度等指标密 刃相关，在缺之准确测定的热物性参数时，可使用物理性质指标 进行估算。在有经验的地区，可通过物理性质指标的对比，简单 评价地源热泵系统的适宜性
7.3室内热物理性试验
7.3.2比热容试验装样时如果改变土的状态，例如压紧压实， 测得的比热容参数可能不符合实际情况，
7.4.1本试验目的为测定岩土层的综合热物性参数，包括比热 容和导热系数，适用于竖直埋管地源热泵系统。
8.1.1通过对室外地下环境的监测，能够预测、预报地后 的变化，从而保障地源热泵系统高效、可靠、持久地运行 同时更好地保护环境和资源。
8.1.4信号传输和配电线缆是指传感器至监控柜的信号传输线 缆览、监控柜至机房（上位机所在位置）的信号传输线缆和配电线 缆。由王这些线缆通常采用埋地方式敷设，为防止损坏，需要外
缆、监控柜至机房（上位机所在位置）的信号传输线缆和酉 缆。由于这些线缆通常采用埋地方式敷设，为防止损坏，需 套保护套管。
2地理管地源热泵系统的监
8.2.1由于地理管地源热泵系统的地理管换热器换热介质不直 接与岩十体接触，系统运行过程中不消耗地下水，因此地下环境 的监测内容仅为岩土体温度。 8.2.2换热孔内温度监测孔是为了监测换热孔内沿纵向的温度 分布，换热孔间岩土体温度监测孔是为了监测换热孔间的热干扰 情况。每个监测点的监测孔组合可参考图1实施。 8.2.3便于同时安装PE管和温度传感器。变温层受地表天气 温度影响较大，其温度变化规律与恒温层差别较大，且对地理管 换热器的换热贡献不同，因此需要在变温层和温层分别布设温 度传感器。地理管换热器在含水层与隔水层的换热机理有所不 司，分别是对流换热为主和导热为主，因此需要在含水层和隔水 层分别布设温度传感器。换热孔之间岩土体温度监测孔传感器布
8.2.1由于地理管地源热泵系统的地理管换热器换热介质 接与岩土体接触，系统运行过程中不消耗地下水，因此地 的监测内容仅为岩土体温度，
的蓝测内谷仪为石士体温度。 8.2.2换热孔内温度监测孔是为了监测换热孔内沿纵向的温度 分布，换热孔间岩体温度监测孔是为了监测换热孔间的热干扰 情况。每个监测点的监测孔组合可参考图1实施。
8.2.3便于同时安装PE管和温度传感器。变温层受地表
温度影响较大，其温度变化规律与恒温层差别较大，且对地 换热器的换热贡献不同，因此需要在变温层和恒温层分别不 度传感器。地理管换热器在含水层与隔水层的换热机理有 同，分别是对流换热为主和导热为主，因此需要在含水层利 层分别布设温度传感器。换热孔之间岩土体温度监测孔传厚
图1监测点监测孔位置示意
设位置应与换热孔内温度监测孔的温度传感器布设位置一一对 应，其目的是为了解同一深度换热孔间热干扰情况。传感器的布 设可参考图2实施。
图2温度传感器布设位置示意 一温度传感器：2一换热孔间岩土温度监测
图2温度传感器布设位置示意
8.2.4当监测点数量大于3个时，在换热孔区域外设置1个监
当监测点数量大于3个时，在换热孔区域外设置1个监 （监测孔）的目的是为了将地层的背景温度（即不受地埋管
快京 8.2.5温度传感器的两种埋设方式可参考图3和图4。直埋安 装相对方便，传感器可直接接触并测得岩土体或地下水温度，但 一旦传感器出现故障则无法更换，造成测温点缺失。而在测温管 内安装温度传感器施工复杂，而且传感器不直接接触岩土体和地 下水，测量结果有一定误差，但当传感器出现故障时可更换
8.2.6传感器配套的信号传输线缆长度越长，测量误差
传感器配套的信号传输线缆长度越长，测量误差越大 交监测点和监控柜的距离不大于50m
因此要求监测点和监控柜的距离不大于50m
8.3地下水地源热泵系统的监测
8.3.1地下水水位和地下水水温监测的目的是及时了解地下水 情况，从而更好地指导地下水地源热泵系统的运行。取水量和回
灌量监测的自的是及时了解地下水的回灌情况。通过上述监测数 居可以了解到水并的使用效率，使用一段时间后可以将抽水并与 可灌井互换使用，以提高地下水地源热泵的运行效率，同时减少 对地下水环境的影响。地下水水质监测自的是为了及时了解地下 水环境是否被污染。抽水井含沙量监测的目的是及时了解水井的 更用情况，防止出现抽水含沙量过天导致水井的破坏。地面沉降 的监测数据是及时了解地下水是否被过量抽取，或者回灌效果是 否良好的判断依据之一。 8.3.2液位变送器和温度传感器的安装示意可参考图5。潜水 泵运行时的震动易造成周边的地下水大范围波动，导致液位和温 度测量不准确，因此液位变送器和温度传感器宜安装在潜水泵下
8.3.2液位变送器和温度传感器的安装示意可参考图
运行时的震动易造成周边的地下水大范围波动，导致液位 测量不准确，因此液位变送器和温度传感器宜安装在潜水泵 大于10m的位置，且信号传输线缆应有保护套管。
图5液位变送器和温度传感器安装示意 1一测温（液位）管：2一钢管或PVC管； 3一信号传输线缆；4一滤料；5一温度传 感器；6一液位变送器（含配重）；7一井管 8一潜水泵：9一滤水管：10一连接监控柜
8.4地表水地源热泵系统的监测
8.4.1可以根据室外环境温度的变化对地表水地源热泵的运行 进行设置以达到良好的使用效果。对地表水水质的监测市明珠街东段道路改造工程施工组织设计方案，可以避 免水质变化对换热器产生影响
9.1.1拟建工程的概况，尤其是供热供冷需求、基础形式等， 对于地源热泵系统的适宜性评价、工程设计有很大影响，这些基 本情况也是提出相关建议的基础。尽管这些资料来源于设计方， 但是为保证资料的完整性，同时为了说明建议的合理性，详细列 出工程概况是必要的。
9.2成果报告的内容和建议
9.2.1场地工程地质分区图、水文地质分区图的目的是按照不
2.1场地工程地质分区图、水文地质分区图的目的是按月 的分区进行工程设计。
9.2.2成果报告中的建议应包含下列内容：
1地源热泵系统的适宜性难于制定统一的评价标准，更加 不适合采用定量的标准。适宜性在目前综合考虑各种因素某钢结构工程安全施工方案，尤其 是考虑制约性因素，由工程勘察人员作出判断 5这些条件或因素影响到地源热泵系统的经济合理性及节 能效果。
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