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闭环地源热泵系统设计与安装标准(2007版)国际地源热泵协会编制国际地源热泵协会中国地区委员会译2008年3声明《闭环地源热泵系统设计与安装标准》由国际地源热泵协会理事会下的标准委员会编写，得到了众多业界人士的大力支持，特别是国际地源热泵协会会员的资助，在此对他们表示衷心的感谢！本标准作者虽尽努力，也未能完全保证无任何错误。对标准有任何意见或建议，请书面联系：InternationalGroundSourceHeatPumpAssociationOklahomaStateUniversity374CordellSouthStillwater,OK74078-8018Fax:(405)744-5283校订：AllanSkouby出版：国际地源热泵协会地址：374CordellSouthOklahomaStateUniversityStillwater,OK74078-80181997年第一版，俄克拉荷马州立大学和国际地源热泵协会版权所有2007年修订版，俄克拉荷马州立大学和国际地源热泵协会版权所有根据1964年颁布的公民权利法第VI章和1972年教育修正案(高等教育法)第IX章，俄克拉荷马州立大学在种族、肤色、土著及性别上无任何政治、风俗和程序上的歧视，包括但不仅限于行政许可、雇佣、财政援助和教育服务等。译者注：国际地源热泵协会授权国际地源热泵协会中国地区委员会对《闭环地源热泵系统设计与安装标准》进行翻译、校对并发布，其版权属俄克拉荷马州立大学和国际地源热泵协会共同所有。本标准中文版禁止其他任何单位和个人用于商业用途！本《闭环地源热泵系统设计与安装标准》中文译者虽尽努力，也不能保证无任何误译。若对翻译的中文内容有任何意见或建议，请联系国际地源热泵协会中国地区委员会()。Email：igshpa@igshpa.org电话：010-51690107传真：010-51690103信函：北京东城区东四十条大街甲22号南新仓国际大厦A506室100007序《闭环地源热泵系统设计与安装标准》(以下简称《标准》－译者注)作为闭环地源热泵系统设计和安装的统一标准和指南，是面向产品研发人员、制造商、承包商、建设商、工程师和市政建设规划部门，以及其他所有关心地源热泵系统正确、有效设计与安装的人员的必备工具。《标准》是国际地源热泵协会出版的全套六册参考书中的重点手册之一，该套手册包括：·《闭环地源热泵系统安装指南》；·《闭环地源热泵系统设计与安装标准》；·《地源热泵系统灌浆程序》；·《土壤和岩石分类地质手册》；·《垂直埋管地源热泵系统灌浆手册》；·《水平盘管系统安装指南》。《标准》的开发和更新得到了众多国际地源热泵协会会员的资助。国际地源热泵协会目前会员数量超过1200个，是引领国际地源热泵行业发展的领导者。国际地源热泵协会标准委员会由众多业内专家和代表组成，负责《标准》的编制。《标准》的主要目的是确保地源热泵系统的产品质量、安装规范和使用安全，其内容力求准确、完整。若对《标准》有任何修订、补充意见和建议，请电话联系IGSHPA标准委员会：1(800)626-4747，并参照本《标准》第6章的指南。本标准定期更新，以保证内容符合当前技术发展要求。第一章闭环地下热交换器1A(1996)安装人员及其培训要求1A.1(2000)环路承包商或承包商指派的安装人员必须持有当前IGSHPA认证，完成了基本的IGSHPA培训课程(包括地源热泵系统的设计、安装和运行)，通过了IGSHPA的认证考试以及管道熔接测试。1A.2(2005)地下热交换器安装人员必须参加IGSHPA认可的热熔接培训，并在有IGSHPA认证资格的热熔接技术人员直接指导下完成热熔接操作。熔接技术人员必须对熔接程序非常熟悉，在有IGSHPA培训资格的教师直接指导下接受过正式的IGSHPA认证热熔接培训和测试。1A.2.1(2005)管道熔接技术人员必须每隔3年进行再培训。若发生任何熔接失败，技术人员就需要重新参加培训并重新测试，确保良好的熔接能力。1A.3(1996)管道系统的埋设必须严格遵守国家和地方的法律法规。1B(1996)设计方法和要求1B.1(1996)制造商的设计程序必须按照以下手册最新版的要求进行：a)(1996)《闭环地源热泵系统安装指南》，IGSHPA出版发行，俄克拉荷马州立大学b)(1996)《地源热泵系统数据设计手册》，ASHRAE发布c)(1997)《水平盘管系统安装指南》，IGSHPA出版1B.2(1996)地下热交换器的设计文件必须存档，以适应热泵制造商和/或电（热）力公司的规范、要求。1B.3(2003)土壤热物性值用于埋管长度计算。对于水平地下热交换器系统，不需要进行导热性测试来计算土壤热物性值，可以查阅IGSHPA手册《土壤和岩石分类地质手册》来获得，或联系当地土地保护局(SCS，SoilConservationService)获得其区/县勘测数据。(2004)对于采用垂直安装地下热交换器的大型商用项目，需要进行现场土壤热物性测试来获得土壤/岩石的热物性数据。闭环地源热泵系统设计与安装标准1B.3.1(2007)由ASHRAE设计并推荐的测试方法，参见美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE，AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc)2007年发布的《HVAC应用手册》，第32章。1B.3.1.1(2004)测试时间不少于36小时。1B.3.1.2(2003)对采集数据进行线性方法进行分析。1B.3.1.3(2004)电源要求：1B.3.1.3.1(2004)电源功率的标准偏差≤平均功率的1.5%。1B.3.1.3.2(2004)电源功率的最大偏差(峰值)≤10%。1B.3.1.3.3(2004)以上两条要求都不满足，但对全部数据进行曲线分析时，若U管环路温度最大偏差≤0.5℉(0.28℃)，仍可以利用测试数据计算出合适的热物性值。1B.3.1.3.4(2004)供给U型管环路的热量应该是每英尺孔深15～25W，即49.2～82.0W/米(孔深)。1B.3.1.4(2004)未扰动土壤温度通过测量从U型管环路回流到测试设备的初始水温来得到，也可以通过热电偶探头直接测量不同深度的环路温度获得。1B.3.1.5(2003)环路灌浆后最少5天后才能开始测试。1B.3.1.6(2004)测试设备的最低要求：1B.3.1.6.1(2004)测量进水/出水温度的传感器精度高于±0.5℉(0.28℃)。1B.3.1.6.2(2004)测量输入热量速率的传感器读数的误差2.0%(非全刻度误差度)。1B.3.1.6.3(2004)U型管的实际长度测量允许误差最大为±1%。1B.3.1.6.4(2004)测试设备和U型管头之间的管道长度(单管)应不长于4英尺(1.22米)，并须进行有效保温，尽量减小与周围环境的换热。1B.3.1.6.5(2004)测试设备内的有关液流循环组件须进行有效保温，尽量减小与周围环境的换热。1B.3.1.7(2004)测试孔直径应不超过6英寸(15.24厘米)，并按本《标准》2B.1节要求进行灌浆。建议灌浆材料的导热率大于或等于0.75Btu/hr-ft-℉(1.30W/mºK)。1B.3.1.8(2004)测试中若发生故障，须按《标准》1B.3.1.4节方法测U型管环路温度，使其自然回复到初始的未扰动地下土壤温度，可接受误差范围为0.5℉(0.28℃)。C(1996)地下热交换器的材料1C.1(1997)地下热交换器地下部分的管道和管件材料为聚乙烯，参看1C.2节。1C.2(1996)聚乙烯热交换器的规格要求如下：1C.2.1(2007)总要求。·所有的管道和热熔材料都必须是全新聚乙烯原料挤塑而成，符合美国材料实验协会ASTMD-2513标准第4.1章和4.2章的要求。·管道外径、壁厚及公差必须符合ASTMD-3035、D-2447或F-714的要求。·管件的直径、壁厚及公差必须符合ASTMD-3261(对接熔接管件)、ASTMD-2683(套筒熔接管件)或ASTMF-1055(电熔熔接管件)的要求。1C.2.2(2007)材料。·材料的静液压强度须达到ASTMD-2837规定的73.4℉(23℃)下的1600psi(11.03MPa)。·材料须符合塑料管道协会(PPI)TR4中的PE3408/3608或PE4710配方要求。·材料为高密度聚乙烯化合物，符合ASTMD-3350标准中PE345464C原料成分分类要求。1C.2.3(2007)尺寸。1C.2.3.1(2007)额定直径小于1¼英寸(3.175cm)的管道须按照ASTMD-3035标准生产，最小额定工作压力为160psi(1.103MPa)。1C.2.3.2(2007)额定直径≥1¼英寸(3.175cm)的管道须按照ASTMD-3035标准生产，最小额定工作压力为110psi(0.758MPa)；或遵循ASTMD-2447标准(Schedule40)生产。若该管道用于垂直井孔安装时，须按照ASTMD-3035标准生产，最小额定工作压力为160psi(1.103MPa)。1C.2.3.3(2007)额定直径≥3英寸(7.62cm)的管道须按照ASTMD-3035，F-714标准生产，最小额定工作压力为100psi(0.689MPa)；或按照ASTMD-2447标准(Schedule40)生产。1C.2.3.4(2007)DR-PRPE3408/3608塑料管在73.4℉(23℃)条件下的额定工作压力(水)如下表所示。闭环地源热泵系统设计与安装标准尺寸厚度比额定工作压力(psi)92001116013.512815.5110171001C.2.3.5(2007)DR-PRPE4710塑料管在73.4℉(23℃)条件下的额定工作压力(水)如下表所示。请注意：4710的批准日期是2007-10-28，目前只有少量的管道生产商能提供用4710原料制造的地源热泵用管。1C.2.4(1996)标志。·必须按照合适的ASTM标准在管道表面永久性标明管道相关信息。1C.2.5(1996)证明材料。·制造商应须提供相关文件以证明其材料符合以上标准要求(3.2.1～3.2.4)。1D(1996)管道连接方法1D.1(2000)地下埋管系统的连接方法只允许1)热熔接或2)锥刺型(stab-type)管件连接，联接要保证密封性好，且联接处的强度比管道本身强度更高。1D.2(1997)聚乙烯管道须采用热熔接方式，包括：对接熔接、套筒熔接、侧边熔接和电熔熔接，按生产商的要求进行熔接。尺寸比额定工作压力(psi)92521120213.516115.513917126211011D.3(2000)与铜管或铜管件相连时，需要通过螺纹热熔转换接头。与高强度软管相连时，需要通过螺纹热熔转换接头/倒刺式热熔转换接头。不允许使用倒刺式转换接头直接连接聚乙烯管，上述锥刺型接头除外。所有接头处应留有操作空间。1E(1996)冲洗、净化以及压力、流量测试1E.1(1996)所有管道和管道熔接点都必须经过检查，确保没有因熔接和运输带来的渗漏问题。1E.2(1996)所有环路管道在安装之前必须进行压力试验，地下热交换器的水平组件也必须在回填之前进行压力试验。1E.3(1996)热交换器必须进行水压试验，试验压力为管道设计额定压力的1.5倍，或系统运行压力的3倍1E.4(1996)在30分钟的测试时间里，应无渗漏发生。1E.5(1996)将测得.流量和压降数据与计算结果进行比较，以判断管路是否有堵塞和纽结。1E.6(1996)管内测试流速须保持在2英尺/秒(0.6096米/秒)以上，连续运行15分钟以上，以排除管内空气。压力测试中，净化泵罐内超过1英寸(2.54cm)液面变化都表示系统内仍有残留空气。第二章管道安装与回填2A(1996)水平埋管系统2A.1(2000)水平埋管在挖沟转