河 南 省 暖 通 行 业 施 工 标 准

引  言

为规范和推动可再生清洁能源供热制冷单井全回灌浅层地热能循环换热采集井（以下简称浅层地热能采集井）规范施工的标准，特编制本行业施工技术规范标准。

浅层地热能单井全回灌循环换热采集井技术是一项适用于多种地质条件的浅层地热能采集循环交换技术，它以地下浅层的循环水为介质，与200米以内（根据钻井深度）浅层土壤中的18℃左右的恒定温度进行能量转换，通过调节装置它可以完全实现地下水就地全部同层回灌，不消耗水资源也不污染地下水，对地下水是安全的。浅层地热能单井全回灌循环换热井在我国各省市自治区和直辖市逐步几倍上升，每年可实现浅层地热能替代传统供暖能源约2000万吨以上标煤。我省有许多重要工程都采用了浅层地热能单井循环换热采集技术供暖和制冷。

河南省空调冷冻节能协会提醒大家，应用本项技术时可能涉及到发明专利号地源中央空调节能系统和地热能单井全回灌同井循环采集装置专利权，为了节能减排，减少雾霾，为了大家共同的蓝天白云，发明人愿意把本项节能环保技术贡献给全社会每一位热爱节能环保事业的人。

可再生清洁能源单井全回灌节能环保技术施工要求

1．技术范围：

本标准规定了浅层地热能单井全回灌循环换热井节能环保技术的设计、施工、验收等技术要求。

2．技术规范引用文件：

GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB/T 13663-200 供水用聚乙烯（PE）管材

GB50443-2002通风与空调工程施工质量验收规范

GB50296 供水井技术规范

GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准

DBJ41/T119-2013河南省地源热泵建筑应用检测及验收技术规程

3．技术术语：

以下为本文件的技术术语

3.1 钻井工艺

 浅层地热能单井全回灌循环换热节能采集井壁钻井时形成800mm-1000mm直径的圆形井壁

3.2成井工艺

根据钻孔成孔后的电阻率测试图设计出浅层地热能的提取和交换区域，合理配置井内隔离装置，把土壤、沙层等浅层地热能交换效率达到最佳状态。

3.3 分水器

是调节浅层地热能地下土壤换热量装置，通过调节浅层地热能一次能效提取交换分配阀门，减少二次备用区域调节阀门的流量，可以把单井全回灌的换热能效调节至最佳处。单井全回灌系统是一个随着使用时间的延长，地下土壤中的水流通道会更畅通，其能效交换会更高，为了更好地节能，在正常使用一月后对能效调节装置在统调一次，至第二个月时再调节一次至此其能效可提高初次运行时的30%以上，通过几次调节后有些特殊地质区域能效可成倍增加。

3.4 地热能交换提取颗粒

当浅层地热能提取装置工作时，因地质而宜大部分浅层地热能能效通过水流与沙层、土壤砾石等石层进行水流传导交换，交换区域一般为20㎡（半径10 米)。地热能交换提取颗粒也是能量转换的主要材料之一，通过提取颗粒可向地下各个可传播交换的岩土、沙层进行能量感应传导交换，其单井交换效率根据地质结构不同、地下水流速度的不同、施工设计等因素，每百米井深可达200KW-800KW。

3.5单井全回灌浅层地热能并联井系统

本系统最小可为2000平方以内的建筑物供热供冷，最大可通过多井并联为千万平方以上面积供热、供冷，对食品、药业、冷链、冷冻、冷藏等低温供冷系统节能量更加显著 ，特别适合燃煤、燃气、锅炉改造、大中型居民和商业区的集中供热（冷）节能减排应用。

4．设计：

4.1.1 浅层地热能单井全回灌循环井内结构图：

4.1.2 浅层地热能采集循环井设计包括以下内容：

1）搜集所需浅层地热能采集井周边地区的水文地质资料，并进行现场勘查；

2）确定浅层地热能换热井位置和采集深度；

3）确定浅层地热能提取交换供热（冷）室内所需交换功率，一般采用按使用量的90%进行设计；

4）根据现场地质情况确定浅层地热能提取井的位置和数量，一般为20米-30米之间；

4.1.3 浅层地热能单井全回灌循环采集井位置，应根据施工现场采集区的地质结构和水文地址条件确定并符合下列要求: 

1）靠近机房近处，可提高水泵效率。

2）浅层地热能采集井应能满足15米吊机工作半径位置以利于施工和后期维修，离建筑物应保持3米以外距离；

3）两口井相距位置应大于20米以上，地质条件好的地方可延至25米以上；

4）浅层地热能采集井应注意当地地下水流方向、地质结构，严防相干扰。

4.1.4 浅层地热能采集井设计结构应注意以下内容:

1）浅层地热能采集井为了便于浅层开采同层回灌钻孔直径应大于800mm以上，而且上下同径深度应为120米以上，200米以内的浅层地热能。

2）钻井成孔后通过电测数据精确设计出对流能效交换区、隔离区、隔离传导交换提取区，高能效混合提取区等。

3）蓄能滤料颗粒能效传导材料应使用1.5mm-3.0mm左右的干净无细沙 的大沙或小米石。

4）选择合格的桥式滤水管和螺旋管（377mm），厚度应在标准6mm以 上，根据地质条件按施工设计成井工艺进行施工。

5）成井后用井内摄像机确认好桥式管和螺旋管准确位置。

6）通过确认好的位置制作隔离装置，并把隔离装置和水泵确保无误的下到能效高效提取区域内。
    7）选择优质耐用的多级潜水泵。

4.2 浅层地热能单井全回灌高能效采集井的结构设计

4.2.1 对于不同的地质条件，其单井每米换热量也有所不同，个别地区因地质复杂的原因，每眼井均应进行探测地质结构。

4.2.2浅层地热井换热区域计算应从地下6米以下，浅层地热井能效提取层上部为能效交换区域计算，交换面积立方×20平方=总交换立方面积。一般根据使用功能和地质结构而定室外换热面积。

附表:浅层地热能单井全回灌采集井参数表:

             注：封水层以下、提取层以上为能效采集区

4.2.3浅层地热能单井回灌系统应符合下列条件:

   1）蓄能填料颗粒应采用直径大于0.15mm小于0.3mm无细末的大沙和干净的小米石。

   2）橡胶密封囊应有足够弹性，厚度应大于0.5mm，有足够的抗拉力和抗压强度，材质应符合饮用水管件的相关标准；

   3）阻水换热井壁需采用6mm以上厚度桥式滤水管和螺旋管，根据设计成井工艺进行施工，特殊区域必须采用不锈钢304或PE-R等防腐材料；
4）沉淀管长度设计应不少于6—12米；
5）能量高效提取区（下部水泵区域）砂网密度应在80目叁层，上部浅层地热能混合对抗交换区砂网密度应不大于30目两层；
6）严防井管连接处焊缝漏砂和出现焊接毛刺，焊接完成后及时包80目滤网两层。下管时必须焊接传导向器以防擦边擦破滤网。

5．施工标准：

5.1 一般规定：

5.1.1 施工前一定要进行现场地质勘探或先打一探测井，根据相关地质数据依据编制施工组织设计内容：

5.1.2 施工组织设计包括以下内容:

   1）施工任务及施工安全，材质，成井要求；

   2）施工技术措施优先采用反循环钻机；

   3）钻井设备、人员、材料、费用和施工进度；

   4）注重施工工艺和施工质量监管；

   5）成井后的换热通道清洗时间不宜过长。

5.2 单井全回灌浅层地热能循环换热采集井施工

5.2.1 井管与橡胶能量采集区应密封到位，位置分布合理，下井内装置前应先用井内摄像机复查后再确定准确位置。

5.2.2 橡胶密封装置下井过程中确保装置完好无破损。
5.2.3 各换热分配管管径可根据井的换热量进行变动。根据地质不同，换热量不同，抽水管为DN40-DN80，回水管为DN40-DN80其他为DN20

5.2.4 井内装置应用法兰盘焊接密实牢固并加密封垫片用螺丝上牢。
5.2.5 浅层地热能分水器和能量调节装置，井口修建下口直径不少于1.2米，井内腔高度不少于1.2米，井上口直径750mm，花池内井盖采用承重30t以上井盖，路面采用承重60t以上井盖。

6．工程验收

6.1 隐蔽工程前期监管验收钻井成孔必须达到800mm以上才算合格‚井管为377mm厚度为6mm以上的桥式滤水管和螺旋钢管，而且管内无毛刺、挂钩、管子焊接应满缝且光滑平整。

6.2 隐蔽工程施工记录应齐全（包括电阻率测试柱状图成井录像），并已通过相应的施工质量过程的监督检验。

6.3水压、水流试验应符合浅层地热能提取设备的相关要求。

6.4 施工单位应提交成井相关材质、工艺报告。报告应包括浅层地热能单井全回灌采集井的地质柱状图，施工工艺图等资料。

6.5成井完成后应结合浅层地热能采集井内装置和供热（冷）系统，对浅层地热能采集井的供热（冷）采集循环交换功率进行测试，并计算出实际采集供热（冷）功率。采集井的实际供热（冷）功率应不低于设计值。浅层地热能采集井初始使用时因原有地质结构未有改变水流交换通道的原因，一般在工作60-180天以上，工作换热效率会提高20%以上。