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DB11T 2038-2022 中深层地热供热技术规范 井下换热.pdf简介：

DB11/T 2038-2022《中深层地热供热技术规范》是一部关于中深层地热能利用的技术标准，它涵盖了地热能的勘查、开发、利用和管理等多个环节。井下换热，通常指的是地热能系统中的一种技术，它主要应用于地热井中，通过将地下的低温热能与地表的高温热流体（如水或空气）进行交换，以实现热量的提取和输送。

在井下换热过程中，地热井中的水或流体（称作工作流体）被注入地下，通过地热岩层，吸收地下的高温热能后返回地面，经过换热器后，工作流体的热量被转移到供暖系统，提供给建筑物或其他设施使用。这种技术能够有效利用地热能，减少对传统能源的依赖，同时也有助于降低碳排放，是一种环保的供热方式。

然而，井下换热也存在一些挑战，比如井下设备的耐温抗压性能、工作流体的管理及污染物的控制等，都需要在技术规范中明确。DB11/T 2038-2022标准会详细规定这些技术要求，以确保地热供热工程的安全、高效和可持续运行。

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术语和定义适用于本文件

地热换热井boreholeforgeothermalheatexchange 全井封闭（包含底端）：可安装换热器与周围地层、 号

地热换热井boreholeforgeothermalheatexchange

某工作井基坑支护施工组织设计-secretDB11/T2038—2022

以高导热性质坚固材料为外管、高保温性质材料为内管、内外管同心轴方式安装在地热换热井 热器。

4.1地热工程前期策划应与能源规划、清洁供热规划、可再生能源规划等相协调。 4.2 地热工程承担单位在勘查、设计、施工安装、运维等方面应具有相应的技术能力。 4.3地热工程设计方案应符合安全可靠、绿色低碳、高效节能、经济合理、精细智慧的要求 4.4 2 地热工程应选用兼高效节能设备和绿色环保材料。 4.5地热工程施工前应进行工程场地状况调查和中深层地热勘查。

5.1.1地热资源勘查应符合GB/个11615的规定，收集建设场地及周边一定范围内地质、水文地质等 方面的基本资料，查明场地地层及岩性特征、地质构造、地温场特征，核算地温梯度，编制地热资源 勘查评估报告。 5.1.2应综合分析建设场地及周边一定范围内中深层地热资源条件、地温梯度、岩层热导率等，提 出合理可行的中深层地热供热方式。 5.1.3地热换热井底岩体温度宜不低于60℃，地温梯度宜不小于2.0℃/100m。

地热工程场地调查应包括建设区域内场地状况、热泵机房及配套设施的建筑空间条件。 场地状况调查应包括下列内容： 场地内可供开发利用的中深层地热容量、地质构造、地层特征、岩性特征和地温场特征： 场地附近如果已有中深层地热水热型供热系统，需了解其位置、用途、类型、结构、深度 层分布、出水量、年用水量、水位及变化、水温和水质情况；

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C） 场地内已有或规划范围内的地面建筑物位置分布、占地面积、建筑面积、建筑物功能和建筑热 负荷情况； d）场地内地热换热井施工的条件。 5.2.3地热地质资料不充分区域宜采用数值模拟方法预测中深层地热取热容量，或开展地热地质勘 查，选1个钻孔作为探采结合井，并包括以下勘查测试内容： a）样品采集与测试：对探采结合井取热段每个热储层取1~3组岩心，并进行岩心样密度、孔隙 度、导热系数、热扩散系数和比热容参数测试，取岩心的位置、数量和质量符合GB/T11615 的要求； b）对探采结合井进行全井段测温，获取岩体温度和地热增温率； c）热泵供热机房与井下换热场地、管线路由情况； d）热泵供热机房和配套设施建筑空间所需面积、层高、承重、抗震、隔音和防水性能需求。

5.3.1应从能量平衡的角度对建设场地内中深层地热可利用资源容量进行计算和评估，计算方法可 参考GB/T11615，按照运行100年、消耗20%地热储热量，根据公式（1）计算单个井下换热器每年 最大可利用的累积取热量

八中： Q 换热器每年最大可利用的累积取热量，单位为焦耳(J); A 中深层地热井下换热器采热影响面积，按公式（2）计算，单位为平方米（㎡")； H 中深层地热井下换热器对应热储层深度，单位为米(m)； C 热储的体积比热容，单位为焦耳每立方米每摄氏度[J/(㎡²·°℃C)］； Tp 热储层平均温度，单位为摄氏度(C)； 基准温度，建议取为当地全年平均气温，单位为摄氏度(C)。

R 一一中深层地热井下换热器取热影响半径，建议值为50，单位为米（m)。 3.2对于具有多套热储层的中深层地热井下换热器，可分层计算各层热储的体积比热容及地热 叠加获得总地热储量

量，叠加获得总地热储量

5.3.3勘查评估报告内容宜包括：

a) 项目概况； b) 自然地理条件： C) 1 场地调查工作概况； 2 供热工程场区供暖期气象条件； e) 供热建筑物的用能需求及特征； f) 工程场区场地条件； g) 工程场区地质条件； h) 1 地温场特征； ） 中深层地热可利用容量； i 1 井下换热器换热能力及供热能力分析评价：对中深层地热取热量和建筑供热量之间进行长期热 平衡分析，长期热平衡分析的计算周期不少于25年； k） 地质环境影响及安全性评价：

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1） 可行性分析与可靠性评价； m 换热井钻探建议方法和成本估算； n) 结论与建议

1） 可行性分析与可靠性评价； m) 换热井钻探建议方法和成本估算： n) 结论与建议

6.1.1井下换热系统设计应充分结合项目工程场地与资源调查、地热资源评估和钻井成本等因素综 合考虑。 6.1.2供热系统设计应符合GB55015的要求，宜采用市政热力、空气源热泵、蓄能等辅助热源优化 系统设计，提高系统全生命周期运行的经济性。 6.1.3宜进行建筑动态负荷计算，并对换热并取热量进行数值模拟计算，根据计算结果开展中深层 地热供热系统设计。 6.1.4换热井位置宜靠近热泵机房和供热建筑；当设有多个地热井时，应依据地质条件和场地条件 对排布方式与井间距进行评估与设计。

6.2井下换热系统设计

入口温度在10℃~25℃进行调节，不应低于4

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b）介质循环采用大温差、变流量运行工况设计。循环工质的具体设计流量和设计进出口温差， 据实际地质条件按公式（3）计算后，参考建筑设计供热负荷、供热季累积耗热量设计值等进 行确定，设计流量取值为20m/h~30m/h，循环工质进出口设计温差取值为10C~15C； c）井下同轴换热器确定设计循环流量后，宜根据设计循环流量进行井下同轴换热器和管道水力计 算，确定循环水泵扬程、功率。井下同轴换热器管道水力计算方法见附录B。 6.2.6管材与循环工质性能宜满足以下要求： a）井下同轴换热器应采用化学性稳定、耐腐蚀、承压强和流动阻力小的管材及管件； b）井下同轴换热器外管的管材宜采用导热系数大、承压能力强的特质钢套管或石油钢套管； c）井下同轴换热器内管采用高热阻管材，导热系数不大于0.4W/(m·°C)，且其强度、耐温性及耐 久性满足设计和使用要求，并具有温差补偿措施； d）管材进行拉伸强度和应力验算，满足设备安装、运行和恢复期间的安全运行要求； e） 循环工质可使用不低于GB/T14848中规定的II类水质量标准的水，水中不得加注乙二醇等 对环境产生危害的添加剂。

6.3.1地热换热井钻井工程设计应符合DZ/T0260、NB/T10266的要求，并作为钻井施工组织管理 和完井验收的依据。 6.3.2钻井工程设计宜包括：地质概况、设计依据、质量要求、井身结构、钻进方法、钻井设备、 钻具组合与强度校核、钻井参数设计、取芯设计、钻井液设计、裂隙堵漏设计、含水层保护要求、固 井设计、钻井施工重点技术要求、测试要求、井口装置、钻井资料收集要求、钻井进度计划和相关表 格等。

a) 固并材料的导热系数不低于岩土体的导热系数； b 当地热换热井穿透含水层时，采取止水措施防止地下水串层。 6.3.4井下换热系统的钻孔孔径不宜小于200mm

4.1应确定中深层地热在建筑供热负荷中的比例、供热系统流程、建筑内供热末端系统形式以 同供热负荷时的调节、保障手段等， 4.2中深层地热取热功率与供热系统经热泵机组提升温度后的供热功率应满足公式（4）、么 公 5）：

? =Q。 + W hp +W (4 Q =Q;×N 5

式中： Q。一一热泵机组输出的供热功率DB11／T 634-2018标准下载，单位为千瓦（kW）； Qa一中深层地热取热功率，单位为千瓦（kW）； Qi一单个地热换热井取热功率，单位为千瓦（kW）； Wh一井下换热循环水泵轴功率，单位为千瓦（kWp）； N一一中深层地热换热井数量。 6.4.3中深层地热不能全部满足建筑物供热需求时，应考虑辅助供热，宜优先选用清洁能源，并满 足以下要求：

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a）中深层地热的供热量满足建筑物冬季采暖需求的基础负荷，辅助供热作为调峰使用； b）多能耦合供热方案应能保障建筑物不同供热需求，并满足经济性要求； c）辅助热源不应对中深层地热系统正常运行时的压力、流量、温度及水质产生影响； d）辅助热源与中深层地热供热之间避免直接混水，根据建筑实际供热需求采用串联、并联混水等 设计方案及调节策略。 6.4.4供热系统可根据项目应用电价政策和场地条件，设置蓄热设施，节约运行成本，并具备与电 网进行需求侧响应的能力。 6.4.5供热管线应做好有效防冻措施，避免故障停机和运维检修时出现水管冻结的风险。 6.4.6供热系统配电设计应满足不间断供电要求，停开机时需缓慢降速或增速运行，避免因流量或 压力突变造成井内管路不可逆的形变及影响。 6.47消防安全设计应符合以下规定：

6.4.7消防安全设计应符合以下规定：

a) 2 供热机房内水路系统管道保温、电气系统导线护套等采用耐火阻燃材料； b) 供热机房内不得堆放易燃易爆危险品； C) 供热机房内设置灭火器、消火栓等消防设施，设置起火自动报警和自动灭火装置； d) 1A 供热机房内设置防火门、疏散通道、安全出口，且划定和设置其他设施时不得占用和堵塞； e) 在出入口、电梯口、防火门等醒目位置设置提示安全逃生路线、安全出口、消防设施器材使用 方法的明显标志和警示标语。

6.5.1热泵机组容量及高效运行工作区，应综合建筑尖峰供热工况、部分负荷工况下需求的供回水 温度及流量等进行选择 6.5.2热泵机组应具备负荷调节功能，满足热负荷变化时的调节要求，宜采用变频压缩机。 6.5.3热泵机组一般不宜少于2台，当一台故障或维修时，剩余机组供热能力不应低于设计总供热能 力的65%。 6.5.4热泵机组蒸发器取热侧设计进水温度宜为30℃。热泵机组蒸发器进出水温差不宜大于10℃。 6.5.5热泵机组冷凝器供水温度设计值宜为45℃，运行调节时可在40℃~60℃范围内调节，热泵机 组冷凝侧进出水温差不宜大于10℃。 5（执石机组的制执地能系数可按分式（6）进行山钩

式中： COP一热泵机组制热性能系数； Q。一—热泵机组供热输出热量功率，单位为千瓦（kW） Wh一热泵机组输入电功率Q／GDW 11977-2019 电动汽车充电设施网络安全防护技术规范.pdf，单位为千瓦（kWp）。 6.5.7热泵机组制热性能系数：不宜低于5.0。

6.6供热输配系统及供热末端

Qs COP 二 W