《辽宁省海水水源热泵供冷供热技术导则》

'DB21辽宁省地方标准DB21/T1720–2009JXXXXX–2009海水源热泵系统工程技术规程Technicalspecificationforseawater-sourceheatpumpsystem2009-02-25发布2009-03-25实施联合发布辽宁省建设厅辽宁省质量技术监督局IV 辽宁省地方标准海水源热泵系统工程技术规程Technicalspecificationofseawater-sourceheatpumpsystemDB21/T1720–2009JXXXXX–200X主编单位：大连理工大学批准部门：辽宁省建设厅施行日期：2009年03月25日2009沈阳IV 辽宁省建设厅文件辽建发［2009］XX号关于发布辽宁省地方标准《海水源热泵系统工程技术规程》的通知各市建委、有关单位：由大连理工大学建筑环境与设备工程研究所会同有关单位编制的《海水源热泵系统工程技术规程》，经审定，批准为辽宁省地方标准，编号为DB21/TXXXX-2009，现予以发布，自2009年月日起施行。本标准由辽宁省建设厅负责管理，大连理工大学土木水利学院建筑环境与设备工程研究所负责解释。辽宁省建设厅年月日IV 前言根据辽建［2007］145号文件的要求，为规范海水源热泵系统工程的规划、设计，指导工程实践，在广泛深入调查研究辽宁省海水源热泵系统工程的规划、设计、施工和运行，认真总结实践经验，参考国内外相关标准和其他技术文献，并在广泛征求意见的基础上，经专家论证，制定了本规程。本规程共分9章，主要内容有：1总则；2术语和符号；3海水源热泵系统规划设计条件；4海水取水系统；5海水取水泵房的工艺设计；6海水源热泵站；7供冷供热管网系统；8电气和自动控制；9系统整体运行、调试与验收。本规程由辽宁省建设厅负责管理，授权主编单位大连理工大学负责具体技术内容的解释。本规程在使用过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，并请随时将有关意见和建议反馈给大连理工大学土木水利学院建筑环境与设备工程研究所（邮编：116023；电话：0411-84707684-806；电子邮件：hvac@dlut.edu.cn），以供今后修订时参考。主编单位：大连理工大学参编单位：大连金昱新能源科技开发有限公司山东富尔达空调设备有限公司恒有源科技发展有限公司主编：端木琳副主编：李祥立舒海文主要起草人：丁海斌李震金权高翀张颖王振江徐生恒张德喜主要审查人员：崔巍王岳人郭晓岩周占环赵立张晓明全明IV Tableofcontents1Generalprinciples12Termsandsymbols22.1Terms22.2Symbols23Plananddesignconditonsofseawater-sourceheatpump43.1Generalregulations43.2Seawaterconditoninvestigation43.3Topgraphicandgeologicalinvestigation44Seawaterintakesystem64.1Generalregulations64.2Locationselectionofwaterintakeunit64.3Seawaterintakehead64.4Intakepipe(channel)74.5Seawatercollectingwellandintakechamber74.6Anticorrosionandantiscaleofseawaterintakepipenetworkandequipment84.7Preventionofoceantideinvasion95Processdesignofseawaterintakepumphouse105.1Pumpselection105.2Pumphouse106Seawater-sourceheatpumpstation116.1Generalregulations116.2Selectionofseawater-sourceheatpumpunit116.3Designofassistantcoolingorheatingsource116.4Configurationofseawater-sourceheatpumpstation116.5Selectionofsupplyandreturenwatertemperature126.6Settingofcirculatingpump126.7Anticorrosionprotectionandalgaeprevention126.8Otherdesignrequirementsofseawater-sourceheatpumpstation136.9Constructionandacceptanceofseawater-sourceheatpumpstation137Coolingandheatingpipenetworksystem147.1Generalregulations147.2Installationofpipline147.3Hydrauliccaculationofcoolingandheatingpipenetwork147.4Stresscalculationofthepipeline157.5Thermalinsulaitnofthepipeline157.6Connectionbetweenthecoolingandheatingpipenetworkandterminaldevices177.7Constructionandacceptanceofthecoolingandheatingpipenetwork178Electricityandautomaticcontrol198.1Generalregulations198.2Powersupplyanddistribution198.3Controlandmonitoring198.4Constructionandacceptanceofelectricityandautomaticcontrolsystem21IV 9Operation,debuggingandacceptanceofthewholesystem22AppendixAElectricityandautomaticcontrol23AppendixBCalculationofeconomicalthermalinsuationlayerthicknessofthedirect-buriedpipeline25Wordingexplanationofthisspecification27Namelistofthecitingstandards28Clauseexplanation29IV 目次1总则12术语和符号22.1术语22.2符号23海水源热泵系统规划设计条件43.1一般规定43.2海水状况调查43.3地形地质勘察44海水取水系统64.1一般规定64.2取水构筑物位置选择64.3取水头部64.4进水管（渠）74.5集水井和进水室74.6取水管网和设备的防腐和防垢84.7防止海潮侵袭95海水取水泵房的工艺设计105.1水泵选择105.2水泵房106海水源热泵站116.1一般规定116.2海水源热泵机组的选择116.3辅助冷热源设计116.4海水源热泵站配置116.5供、回水温度选择126.6循环水泵的设置126.7防腐、防藻126.8海水源热泵站设计的其他要求136.9海水源热泵站施工及验收137供冷供热管网系统147.1一般规定147.2管线敷设147.3供冷供热管网水力计算147.4管道应力计算157.5管道绝热157.6供冷供热管网与末端设备的连接177.7供冷供热管网的施工与验收178电气和自动控制198.1一般规定198.2供配电198.3控制与监测198.4电气和自动控制系统的施工与验收21IV 9系统整体运行、调试与验收22附录A黄渤海海域海水温度分布图23附录B直埋敷设管道经济绝热层厚度的计算25本规程用词说明27引用标准名录28条文说明29IV 1总则1.0.1为规范海水源热泵系统工程的规划、设计、施工及验收，保证获得良好的节能环保效益和经济效益，避免项目实施过程中的盲目性，促进海水源热泵系统工程的发展，特制定本规程。1.0.2本规程适用于在辽宁省沿海地区新建、扩建和改建的海水源热泵系统工程。1.0.3海水源热泵系统工程的规划设计需要综合考虑当前的技术、经济条件以及国家和地方的相关政策规定。1.0.4海水源热泵系统工程的规划、设计、施工及验收，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关法律、标准和规范的规定。13 2术语和符号2.1术语2.1.1海水源热泵seawater-sourceheatpump海水源热泵是利用海水吸收太阳能形成的低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种设备。2.1.2海水源热泵系统seawater-sourceheatpumpsystem海水源热泵系统是利用海水作为低位热(冷)源，并通过热泵机组加热载热剂或冷却载冷剂，最终为用户提供热量或冷量的系统。2.1.3供冷供热管网coolingandheatingdistributionpipenetwork通过载冷剂或载热剂将热泵装置制取的冷或热输送到用户的管路系统。2.1.4海水直接供冷directseawatercoolingsupply海水不经过热泵机组的冷凝器，而是通过换热器冷却制冷用户的循环回水，或直接将海水作为载冷剂输送到用户用于制冷。2.1.5海水直接供冷系统directseawatercoolingsupplysystem由换热器、水泵、管道及其附件组成的能够实现海水直接供冷的系统。2.1.6取水构筑物waterintakestructure利用进水管将取水头部伸入海水中取水的构筑物，一般由取水头部、进水管（自流管或虹吸管）、进水间（或集水井）和泵房组成。2.1.7取水头部waterintakehead伸入水源的进水构筑物。2.1.8水输送系数watertransportfactor,WTF循环水泵单位电耗（1kWh）所能输送出的热媒供热量。2.1.9负荷密度cooling(heating)loaddensity指某一区域单位建筑面积的冷(热)负荷量。2.2符号——栅条净间距；——水的比热容；——管道内径；——管道外径；——管道绝热层外表面直径；——格栅进水孔面积；——设计流量；——从地表面到管道中心线的埋设深度；——管道的折算深度；——利率；——堵塞系数；13 ——栅条引起面积减少系数；——管道长度；——取排水口之间的最短距离；——功率；——冷（热）价；——绝热材料的单位造价；——冷热量；——比摩阻；——栅条厚度；——绝热工程投资年摊销率；——输水管道内介质温度；——土壤表面温度；——绝热工程投资回收期；——过网流速；WTF——水输送系数；——局部阻力当量长度百分比；——土壤表面的对流散热系数；——管道附件的散热损失附加系数；——绝热层厚度；——水泵运行效率；——绝热材料的导热系数；——土壤的导热系数；——水的密度；——年运行时间；——系统总压力损失；——热泵机组压力损失；——用户压力损失；——供冷供热管网压力损失；——管道冷（热）损失；——设计供回水温差。13 3海水源热泵系统规划设计条件3.1一般规定3.1.1海水源热泵系统工程应规划在冷、热负荷密度大且距离海岸较近的区域。3.1.2方案论证前应对海水水文状况进行调查，并对热泵站选址、取水泵站选址、区域供冷供热管网的敷设条件等进行工程勘察。3.1.3应通过调查获取海水水文资料。应收集尽可能长时间的历史监测调查资料，并应注明资料来源和时间。注：调查前可参考黄渤海海域平均温度分布，见附录A。3.1.4工程勘察应由具有相关勘察资质的专业公司承担。工程勘察完成后，应编写工程勘察报告。3.1.5紧邻海水养殖海域或海水浴场规划建设海水源热泵站时，宜进行海水温升的模拟预测，且温升幅度在夏季时不超过当时当地平均水温1℃，其他季节不超过2℃。3.2海水状况调查3.2.1海水源热泵系统方案设计前，应对拟利用海域的水文状况进行调查。3.2.2海水水文状况调查宜包括下列内容：1拟利用的海域利用现状、海域等深线和水下地形图；2不同深度的海水水温、冰点温度等参数及其动态变化；3海流流速和流向及其动态变化；4海水水质及其动态变化；5海水规划利用情况；6潮汐特征、潮位特征值、潮差特征值；7波浪、各不同重现期的波要素（波高、波向、波周期等）；8拟利用海域的泥砂状况，包括泥砂来源、悬移质泥砂运动。3.3地形地质勘察3.3.1在海水源热泵系统方案设计前，应对海水输送管线和区域供冷供热管线的敷设路由及热泵站、取水泵站的选址进行勘察。3.3.2管线敷设路由的勘察应包括下列内容：1敷设管线的海底地形、泥沙状况及工程地质条件，包括土壤的各项力学参数；2邻近海域内已有取排水管线的位置、流量及水质状况；3陆上敷设管线区域的工程地质和水文地质条件，包括土壤的结构、性质和各项力学参数；4陆上规划区域内建筑物、构筑物和道路的占地面积及其分布；5陆上规划区域内植被、池塘、排水沟状况及各种地下管线和电缆的具体位置与走向。3.3.3对海水源热泵站、海水取水泵站可能选址区域的勘察应包括下列内容：1地形、地物测量；2水文地质及工程地质条件，包括土壤结构、性质、各项力学参数；3查明地下构筑物或地下管线现状；13 4区域内建筑物或构筑物的性质、占地及分布；5区域的交通、运输、通信、供电等设施状况；6可利用海域和用户之间的地理位置关系。13 4海水取水系统4.1一般规定4.1.1海水取水形式可采用岸边直接取水、自流明渠取水、蓄水池自动逆止闸板门取水、明渠蓄水池综合取水、海底自流管渠引入取水和虹吸管取水方式等。4.1.2取海水量少且有良好透水层的地区，宜采用岸边打井取水方式。可采用增设辐射井的方式利用管道将远处的井水输送到岸边设置的集水井内，在集水井内安装潜水泵取水。4.2取水构筑物位置选择4.2.1取水构筑物的选址应根据流域治理或城镇建设的总体规划、泵站规模、运行特点和综合利用等要求，考虑地形、地质、对外交通、占地、拆迁、施工、管理、对环境影响等因素以及扩建的可能性，经技术经济比较后选定。4.2.2应根据取水量和水质要求、地形和地质情况、水深和水位变幅、航运情况、施工条件等，正确选择取水构筑物类型。4.2.3根据当地沿海海岸水温条件，取水口应选冬季能取到-5m～-10m水深的海水。4.2.4取水构筑物的进水口应处于一定的水深中，应按保证率为95％的低潮位设计，并以保证率为97％的低潮位校核。4.2.5在同一海湾内取、排水，取水口与排水口之间应保持一定间距。4.2.6取水构筑物宜选择在岩土坚实、抗渗性能良好的天然地基上，不应设在大的或活动性的断裂构造带以及其他不良地质地段。4.3取水头部4.3.1取水头部布置和形式的确定，除应满足水流条件外，还应考虑地质、结构、施工、航运等因素。应尽量减少水流对取水头部的阻力和局部冲刷，避免受船只碰撞，便于施工和清洗检修。在选择取水头部位置和形式时，还应考虑水生动物对取水头部的危害。4.3.2取水头部取水形式可采用管式、箱式和淹没式等多种形式，根据取水量的大小、施工条件及取水海域的不同自然条件进行具体分析研究确定取水头部形式，应按下列规定选用：1在近海海底地形平缓、潮间带较宽的情况下，且不能采用岸边取水方式时，应采用设置淹没式取水头。中小型取水头部形式宜采用管式取水头，外形可选喇叭口和莲蓬式头部，莲蓬式取水头大部分安装在虹吸管或自流管端上。中大型取水构筑物采用箱式取水头，可采用钢筋混凝土制成的箱型结构，安置在海底，从一侧设格栅进水，或在四周壁开条缝进水；2在直接受波浪影响的岸边修建取水头部时，宜选用桩架透空式结构；3设计取水头部时，应把泥沙和漂浮物阻拦在取水头部之外。4.3.3取水头部应满足下列要求：1取水头部的结构设计必须有足够的强度和稳定性，同时应设有坚固而可靠的支墩；2应根据当地施工条件，与施工、建设单位共同研究确定既能满足取水要求，又结构简单、施工简便、经济合理的取水头部；3应具有合理的外形和较小的体积。4.3.4进水孔应满足下列要求：1宜在取水头部顶上开设进水孔；当有漂浮物时宜在侧面开设进13 水孔，以免在水面形成漩涡时吸入漂浮物；2小型取水构筑物进水孔栅条间净距为20mm～50mm，大中型取水构筑物进水孔栅条间净距80mm～120mm；3应根据水质、流速和取水量大小选择合适的进水孔流速。4.3.5进水孔在最低潮位下的淹没深度按下列规定采用：1顶部进水不得小于0.5m～1.0m；2侧面进水不得小于0.3m～0.5m；3虹吸进水和吸水管吸水不得小于1.0m；4在通航航道上取水，应征得航运部门同意，并应在周围设置航标和保护措施。设置在通航水区的淹没式取水头部，应满足船舶吃水深度以下最小的富裕水深要求，可按表4.3.5确定；5应考虑风浪对设计最低水位的影响。表4.3.5最小富裕水深设计标准船型(t)100以下100～500500～3000最小富裕水深(m)0.20.30.54.4进水管（渠）4.4.1进水管（渠）可采用暗渠、自流管（渠）和虹吸管三种形式。4.4.2自流管（渠）内的设计流速，应考虑当泥沙进入自流管（渠）后，不致产生淤积。4.4.3自流管（渠）宜在取水端安装可以启闭的闸门并设置冲洗措施，停用时预先关闭。4.4.4自流管（渠）根数应根据取水量、管材、施工条件、操作运行要求等因素，综合考虑确定。4.4.5当进水管敷设较深时，宜采用虹吸管。4.4.6虹吸管进水头部上缘在设计最低水位下的淹没水深不得低于1.0m，防止吸入空气。4.4.7虹吸管管道正常设计流速为1.0m/s～1.5m/s，最小流速应大于0.6m/s。4.4.8可利用虹吸高度宜为4m～6m，或由计算确定，但应考虑水中带气的影响以及地面高程和水温等因素对真空度的影响。4.4.9虹吸管末端至少应伸入集水井最低动水位以下1.0m。4.4.10虹吸管根数不宜少于两根，每根虹吸管应有单独的抽真空管路。4.4.11真空泵系统中真空泵的数量宜设置两台。4.5集水井和进水室4.5.1取水构筑物均应设置集水井或进水室，并设置各种形式的格栅、滤网和闸板等设备。4.5.2应尽量缩短吸水管长度，合理选定集水井位置。4.5.3集水井上部的操作平台应安装用以吊起闸门、格栅及滤网等设备的装置。4.5.4进水室宜采用隔墙分成可独立工作的若干分格，一般不少于两个。4.5.5格栅与构造格栅面积可采用式4.5.5-1计算。（4.5.5-1）13 式中：——格栅进水孔面积，m2；——设计流量，m3/s；——过网流速，m/s；——堵塞系数，取0.75；——栅条引起面积减少系数，采用下式计算：（4.5.5-2）——栅条净间距，可采用30mm～50mm；——栅条厚度，mm。4.5.6格栅设计应符合下列规定：1格栅宜可拆卸，并考虑人工或机械清洗措施；2格栅与水平面宜布置成75°～80°倾角，或可垂直布置；3格栅过网流速可采用0.3m/s～0.5m/s；4通过格栅水头损失可采用500Pa～1000Pa。4.5.7格网、滤网及滤网室格网有平板格网和旋转滤网两种，选用应根据水中漂浮物数量、每台水泵的出水量等因素确定，并符合下列规定：1采用平板格网，不宜单独设置格网室，格网可设在进水室与吸水室之间的隔墙前后。通过格网的水头损失可采用1000Pa～1500Pa；2采用旋转滤网，应设滤网室。滤网布置可分成正面进水、网内进水和网外进水三种形式。4.5.8大型取水构筑物中应设排污泵，在中小型取水构筑物中，可用移动式潜水电泵代替。4.5.9吸水室内应设置泥沙冲洗措施。4.5.10应在滤网前后装设测量水位的仪表或标尺。4.6取水管网和设备的防腐和防垢4.6.1取水管网和设备的设计应能承受长期的海水腐蚀。4.6.2取水管网和设备涂刷防腐保护层时，应满足下列规定：1采用的涂料应能与阴极保护配套，具有较好的抗阴极剥离能力和耐碱性能；2其他应按《滩海石油工程防腐蚀技术规范》SY/T4091执行。4.6.3当采用电化学防腐保护层时，应满足下列规定：1钢、铸铁、铜合金、不锈钢等组成的设备、部件和管道，保护电位范围应达-0.85V～-1.05V(相对于铜/饱和硫酸铜参比电极)；2铁与钢、铸铁、铜合金等组成的设备，铁表面保护电位不得小于-0.80V；3电化学防腐保护层尚应符合国家现行标准《滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护》GB/T16166的规定。4.6.4可向水中投加化学药剂，进行碱化在管内形成保护层。4.6.5可采用下列方法防止海生物堵塞：1化学杀灭法可采用的药剂有液氯、漂白粉等，或者采用电解海水法。液氯的投注量控制在余氯0.5mg/L～1.0mg/L；2涂料法，用含有毒性很大的专用防污染涂料刷在过流部件及管道内壁，有效期5年～8年；13 3采用格栅、滤网定期清理等人工、机械清理方法；4设计至少两条取水管道，并适当加大管径和水泵扬程。4.6.6海水泵应采取防腐处理，大型海水泵宜采用低镍铸铁泵体，内部过流面涂防腐漆，小型海水泵也可以采用防腐材质泵，如钛泵、不锈钢泵等。4.7防止海潮侵袭4.7.1取水构筑物应建在海湾内风浪较小的地方，合理选择利用天然地形。4.7.2取水构筑物应放在坚硬的原土层上和基岩上，结构本身应具有足够的刚度和稳定性。13 5海水取水泵房的工艺设计5.1水泵选择5.1.1海水取水泵的设计流量和设计扬程应满足最大需水工况的流量和扬程要求，在最高与最低流量时，水泵能安全、平稳运行，并符合下列要求：1水泵选择必须考虑节约能源，除选用高效率泵外，还应考虑运行工况调节；2水泵台数及流量配比应根据系统运行需要进行调度；3应考虑近远期结合，可考虑远期增加水泵台数和换装大泵。5.1.2海水一次泵系统，热泵机组、取海水管线的压力损失、静压损失由一套水泵系统承担。一般采用定流量泵，适用于对冷却水温度变化没有要求的海水源热泵系统。5.1.3海水二次泵系统适用于热泵机组制冷工况对冷却水温度有低温限制的情况，一次取水泵变流量，二次循环泵定流量。5.2水泵房5.2.1取水泵房平面布置应满足下列要求：1应满足机电设备布置、安装、运行和检修的要求；2应满足泵房结构布置的要求。当主泵房分为多层时，各层楼板应设吊物孔，其位置应在同一垂线上，并在起吊设备的工作范围之内；3应满足泵房内通风、采暖和采光要求，并符合防潮、防火和防噪声的技术规定；4应满足内外交通运输的要求；5取水泵房除安装水泵机组的主要建筑外，还应考虑到附属建筑物的布置，如值班室、高低压配电室、控制室、维修间、生活间等。平面布置应从方便操作及维护管理统一考虑；6泵房布置应考虑预留发展与扩建的可能性。5.2.2取水泵房高程布置应满足如下要求：1取水泵房的±0.000层相对高程应为频率1％潮位加频率2％浪高再加0.5m，并有防止浪爬高的措施；2主泵房各层高度应根据主机组及附属设备、电气设备的布置、机组安装、运行、检修、吊装及泵房内通风、采暖和采光要求等因素确定；3立式泵取水泵房的电动机层楼板高程应根据水泵安装高程和泵轴、电动机轴的长度等因素确定；4主泵房底板高程应根据水泵安装高度和进水流道布置和管道安装要求等因素确定。5.2.3海水取水泵房尚应符合国家现行标准《泵站设计规范》GB50265的相关规定。13 6海水源热泵站6.1一般规定6.1.1海水源热泵系统方案确定时，应综合热泵站选址、热泵机组选型、供冷供热管网系统配置、辅助热源运行等技术措施，应确保冬季热泵供热系统平均COP值不应低于2.2。6.1.2应对海水直接供冷的可行性进行分析，并考虑优先使用。6.1.3应根据全年海水温度分布，确定海水最低温度是否满足热泵机组的运行条件，并确定是否需要设置辅助热源。6.1.4海水温度低于2℃时，不宜运行热泵机组进行供热，应考虑其他辅助热源供热的方式。6.1.5建筑冷热负荷计算方法应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019、《公共建筑节能设计标准》GB50189和《民用建筑节能设计标准》JGJ26的有关规定。建筑负荷计算应进行全年负荷分析，并根据分析结果确定热泵机组的选型。热泵站为多幢建筑服务时，热泵机组容量应根据各建筑的使用功能考虑同时使用系数。6.1.6应根据建筑或区域的全年负荷曲线、热泵机组的性能和辅助冷热源的型式，经技术经济分析决定是否设置冷热源辅助系统。6.1.7热泵站的位置不仅要考虑靠近负荷中心，还应考虑供冷供热管网和取海水管网的投资及运行费用，宜作技术经济分析后决定。6.2海水源热泵机组的选择6.2.1装机容量设计要求：1优先满足制冷需求时，热泵装机容量按照建筑暖通空调设计确定的制冷负荷选定。区域供冷供热要考虑不同建筑的同时使用系数；2优先满足制热需求时，根据建筑暖通空调设计确定的供热总负荷逐时曲线、热泵机组COP曲线，通过技术经济分析，确定热泵承担负荷与调峰负荷，从而确定热泵装机容量；3含蓄冷功能设计时，机组制冷负荷应按照既定蓄冷策略设计确定的负荷选择，并考虑三工况机组的性能。6.2.2热泵机组台数和单机容量应满足冷热负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求，机组台数不宜少于两台；当仅设一台时，应选调节性能优良的机型。6.2.3制冷剂的选择必须符合有关环保要求。6.3辅助冷热源设计6.3.1应采用经济可行的辅助冷热源设计，减小热泵装机容量，以降低热泵系统投资，提高系统效率，并确保冬季在海水温度低于2℃时，热源系统正常运行。6.3.2对于集中式热泵站，辅助冷热源的连接方式视情况可采用集中调峰方式或分散调峰方式；对于分散式热泵站，宜采用分散调峰方式。6.4海水源热泵站配置6.4.1海水源热泵站布置形式可分为集中式、一级分散式、两级分散式三种形式，可根据13 建筑类型、建筑空间分布、冷（热）负荷特点等规划条件采取适宜的布置形式。6.4.2按海水侧换热形式，海水取水系统可分为直接式系统和间接式系统。间接式系统的换热器宜采用钛板板式换热器，并应具备可拆性。6.4.3海水水温相对比较低的时段，建筑有空调供冷需求时，应该考虑采用海水通过换热器直接供冷。6.4.4宜根据负荷的时间分布特点和当地的电价政策，考虑蓄冷设计的可能性。6.5供、回水温度选择6.5.1单栋建筑供热，海水源热泵机组设计供水温度不宜大于60℃；海水源热泵区域供热的供水温度不宜大于65℃。供热工况供回水温差以10℃为宜。供冷工况时，冷冻水供水温度不宜低于4℃，供回水温差宜在6℃～11℃范围内。对于带有蓄冷装置的系统，冷冻水供水温度可以降低。6.5.2多个热泵站联网运行的系统中，各热泵站的设计供、回水温度应一致。6.5.3海水源热泵机组的温差应大于末端设备进出水温差，以保证负荷侧所需冷热量。6.6循环水泵的设置6.6.1单栋小型建筑内海水源热泵系统宜采用一次泵系统。6.6.2单栋大型建筑或小型区域海水源热泵系统宜设二次泵系统。6.6.3大型区域海水源热泵系统宜采用一、二、三次泵系统。6.6.4大、中型区域海水源热泵系统可采用分布泵系统。6.7防腐、防藻6.7.1海水用板式换热器的材质宜选用金属钛，应具有可拆卸功能，并且应具有宽通道、大壁面剪切应力。6.7.2海水管道宜选用内衬聚乙烯（PE）等防腐材料的复合钢管，或采用高密度聚乙烯管（HDPE）、硬质聚氯乙烯管（PVC）。6.7.3海水直接进入海水源热泵机组，机组换热器应采用防腐材质，系统宜采用胶球自动清洗装置。6.7.4与海水直接接触的传感器、仪器、仪表选用耐海水腐蚀型。13 6.8海水源热泵站设计的其他要求6.8.1海水源热泵站内其他通风、照明、安装、检修、运输通道等设置应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的规定。6.8.2设备、管道的绝热应符合国家现行标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264的规定。6.8.3监测与控制的一般要求应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的规定。6.9海水源热泵站施工及验收6.9.1海水源热泵站的施工企业应具有相应的施工安装资质。6.9.2海水源热泵站施工前应具备相关的设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。6.9.3海水源热泵及其他设备的安装应符合下列规定：1设备技术参数应符合设计要求；2设备到场后，应进行质量检验；3设备安装应符合安装手册的要求；4设备的吊装及搬运过程中应避免磕碰；5设备的临时存放及运输过程中，与设备底面的接触底面应平整；6机组安装前首先要进行设备基础验收。6.9.4海水源热泵机组单机安装应按国家现行标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231、《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274的相关规定执行。6.9.5海水源热泵站的施工及验收应符合国家现行标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411的相关规定。13 7供冷供热管网系统7.1一般规定7.1.1单体建筑内的供冷供热管网系统设计应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的规定；区域供冷供热管线的布置应符合国家现行标准《城市热力网设计规范》CJJ34的有关规定。7.1.2供冷供热管网水力计算的内容应包括确定输配管网各管段的设计流量和管径，循环水泵的流量和扬程；分析管网正常运行时的压力工况，绘制水压图，确定定压点位置和定压方式，确保各末端用户有足够的资用压头，且系统不超压、不汽化、不倒空；区域供冷供热管网应进行典型事故工况分析。7.1.3区域供冷供热管道宜采用预制保温钢管道。7.2管线敷设7.2.1区域供冷供热管线布置可采用枝状管网或环状管网，管道宜采用双管制直埋敷设。直埋敷设时应考虑土壤冰冻深度、地下水水位、土壤腐蚀特性等。7.2.2当需要同时供冷供热时，可采用三管制或四管制。7.2.3海水源热泵系统承担热水供应负荷时，宜单独敷设管道。7.2.4区域供冷供热管线宜采用无补偿直埋敷设方式。7.2.5管线跨越河流时，宜采用管道桥或利用交通桥进行架设，其规划设计应与桥梁设计相结合。7.3供冷供热管网水力计算7.3.1区域供冷供热管网的水力计算宜根据当时当地的技术经济数据进行优化设计。7.3.2区域供冷供热管网输送距离不宜过长，输送距离不宜大于2km～3km。7.3.3管道压力损失计算时，输送冷水或热水时，应采用不同的粘性系数。7.3.4水输送系数()应符合下式要求：(7.3.4-1)式中：——水输送系数；——系统总压力损失，Pa；——设计供回水温差，℃。系统总压力损失采用下式计算：(7.3.4-2)式中：——热泵机组压力损失，取15×104Pa；——用户压力损失，间接连接取10×104Pa，直接连接取8.0×104Pa；——供冷供热管网压力损失包括沿程阻力和局部阻力，Pa；用下式估算：(7.3.4-3)式中：——比摩阻，Pa/m；13 ——局部阻力当量长度百分比；——室外主干线（包括供回水管）总长度，m；——与有关的计算系数，，按如下选取或计算：当≤400m时，=115；当400＜＜1000m时，；当≥1000m时，=69。7.3.5供冷供热管网各管段管径的确定要结合冷热媒水设计温差、循环水泵形式等因素，综合考虑供冷供热参数的匹配问题。输送干线、输配干线及负担多个用户的支干线应考虑同时使用系数。7.3.6当供冷供热管网承担夏季制冷负荷和冬季供热负荷时，应计算供冷期和供热期管网的设计流量，并取较大值作为管网设计流量。7.3.7输送管网及输配管网干线供冷时的比摩阻宜为60Pa/m～120Pa/m，并宜根据技术经济分析结果选取。7.3.8输配管网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但介质流速不应大于3.5m/s，支干线比摩阻不应大于300Pa/m。连接一个热力站（冷站）的支线可大于300Pa/m，但应符合《城市热力管网设计规范》CJJ34的要求。7.3.9为避免冬季能耗增加，应分设管网冷热水循环水泵或考虑变频泵，对于大型系统，也可使用多台水泵运行、冬夏采取不同的台数控制策略。7.4管道应力计算7.4.1区域供冷供热管道的应力计算应采用应力分类法。管道由内压、持续外载引起的一次应力验算应采用弹性分析和极限分析，管道由热胀冷缩及其他位移受约束产生的二次应力和管件上的峰值应力应采用满足必要疲劳次数的许用应力范围进行验算。供冷供热采用一套管网的系统应分别进行验算。7.4.2管道的许用应力取值、管壁厚度校核计算、热胀和冷缩长度计算及应力验算应按《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81的规定执行。7.5管道绝热7.5.1直埋敷设管道应计算经济绝热层厚度，包括保冷厚度和保温厚度计算，计算保冷层经济厚度后，还应进行外表面凝露校核计算，校核计算应符合国家现行标准《设备及管道保冷技术通则》GB11790的相关规定。7.5.2绝热层及保护层应选择强度高的材料，在使用环境下不得软化、脆裂，且应抗老化，其使用寿命不得小于设计使用年限。7.5.3直埋敷设管道冷（热）量损失采用下式计算：（7.5.3-1）式中：——管道冷（热）损失，W；13 ——绝热材料的导热系数，W/(m·℃)；——土壤的导热系数，W/(m·℃)；——输水管道内介质温度，℃——土壤表面温度，℃；——管道保温层外表面直径，m；——管道外径，m；——管道附件的散热损失附加系数；——管道长度，m；——管道的折算深度，m。管道的折算深度按下式计算：（7.5.3-2）式中：——从地表面到管中心线的埋设深度，m；——土壤表面的对流散热系数，可取12～15W/(m2·℃)；如埋深较深（），公式（7.5.3-1）可按下式计算：（7.5.3-3）土壤的导热系数受土壤润湿度的影响较大，由于湿气会沿着供冷管道系统传递，计算保温和保冷应采用不同的导热系数，导热系数可按表7.5.3选取。表7.5.3土壤的导热系数土壤润湿度土壤导热系数W/(m·℃)砂子泥砂粘土低，<4%0.290.140.14中，4～20%1.871.301.00高，>20%2.162.162.16土壤润湿度不清楚的情况下，保温计算时土壤的导热系数可取1.4～1.7W/(m·℃)，保冷计算时土壤的导热系数可取2.16W/(m·℃)。7.5.4计算管道总的散热损失时，由支座、补偿器和其他管路附件所产生的附加热损失系数可按表7.5.4给出的值计算。表7.5.4管道散热损失附加系数管道敷设方式散热损失附加系数地上敷设0.15～0.20管沟敷设0.15～0.20直埋敷设0.10～0.15注：当管路附件绝热较好、管径较大时，取较小值；当附件绝热较差、管径较小时，取较大值。13 7.5.5直埋敷设管道经济绝热层厚度按下式计算：（7.5.5-1）式中：——冷（热）价，元/GJ；——绝热材料的单位造价，元/m3；——年运行时间，h；——绝热工程投资年摊销率，%；、——同公式7.5.3-1。采用静态回收期，按下式计算；（7.5.5-2）式中：——绝热工程投资回收期，年。采用动态回收期，用下式计算；（7.5.5-3）式中：——利率，％。经济绝热层厚度可用下式计算：（7.5.5-4）注：公式详细推导过程见附录B。7.5.6架空、管沟敷设管网允许的冷热损失、管道的经济保温厚度按国家现行标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264计算，尚应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019和《城市热力网设计规范》CJJ34的规定。7.6供冷供热管网与末端设备的连接7.6.1供冷供热管网与用户或设备的连接可采用直接式或间接式连接。7.6.2直接式连接适用于规模小、建筑高度不高的情况。对于高层建筑，应采取防超压的措施。7.6.3间接连接时用户侧二次系统设计温差应考虑由于换热器造成的温差降低。7.6.4对于有不同供水温度需求的供冷用户，宜采用串联连接，首先满足低温用户的需求，然后连接供水温度较高的用户。7.6.5辐射供冷的末端用户，干线回水温度不低于18℃，可以直接连接到回水上。7.6.6供冷供热管网末端用户应设置平衡阀。7.7供冷供热管网的施工与验收7.7.1施工企业应具备相应安装资质，开工前应熟悉图纸和现场，并应按建设单位或监理单位审定的施工组织设计组织施工。13 7.7.2工程施工和安装所需的材料及设备必须符合设计要求且有产品合格证，设计未提出要求时，应符合国家现行有关标准的规定。工程变更、材料及设备需代用或更换时，必须得到设计部门的同意。产品进入现场，应办理验收手续。7.7.3供冷供热管网施工及验收应按国家现行标准《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411的规定执行。13 8电气和自动控制8.1一般规定8.1.1热泵站、海水取水水泵房及换热站供配电与照明系统的设计，应与工艺设计相互配合，选择合理的供配电系统及电机控制方式，并应采用节能高效的光源和灯具。8.1.2热泵站、海水取水泵房及换热站的供配电和照明系统设计，除应遵守本章规定外，尚应符合电气设计国家和行业内相关标准、规范的规定。8.2供配电8.2.1对于设有中继泵的系统，中继泵站及热泵站的用电负荷分级及供电要求，应根据各站在系统中的重要程度，按《供配电系统设计规范》GB50052等相关技术规范规定的原则确定。8.2.2海水取水泵站的供电系统设计应以泵站所在地区电力系统现状及发展规划为依据，经技术经济论证，合理确定供电点、供电系统接线方案、供电容量、供电电压、供电回路数及无功补偿方式等。8.2.3海水取水泵站宜采用专用直配输电线路供电。应根据泵站工程的规模和重要性，合理确定负荷等级。8.2.4当海水源热泵系统规模较大、用电容量较大时，宜单独设置供配电系统。8.2.5热泵站内所有电缆（不含接地电缆）应采用屏蔽电缆。8.2.6区域供冷供热系统中按一级负荷要求供电的中继泵站及热泵站，当主电源电压下降或消失时应投入备用电源，并应采用有延时的自动切换装置。8.2.7中继泵站的高低压配电设备应布置在专用的配电室内。热泵站的低压配电设备容量较小时，可不设专用的低压配电室，但配电设备应设置在便于观察和操作且上方无管道的地方。8.2.8中继泵站及热泵站的主要用电设备宜采用放射式布置。8.2.9低压配电应符合国家现行标准《低压配电设计规范》GB50054对配电线路与管道净距的规定，并宜采用桥架、线槽或钢管敷设，在进入电机接线盒处应设置防水弯头或金属软管。8.2.10水泵站及热泵站的水泵与水泵控制柜（箱）异地设置时，应设置就地控制按钮。8.2.11用于热泵系统的电气设备和控制设备的防护等级应与所在场所的环境条件相适应。8.2.12海水源热泵系统的电气设备和控制设备防雷及接地系统的设置应符合国家现行标《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的规定。8.3控制与监测8.3.1热泵站的中央控制系统宜具备冗余功能，确保热泵机组及附属设备能够长期稳定运行。8.3.2控制系统设计时，应编制系统运行状态表和运行控制说明。8.3.3热泵系统中各设备及附件的起停应设置电气联锁控制，并满足下列顺序要求：1热泵系统启动时，电动水阀、海水泵、中介水循环泵、冷/热水循环泵应先于热泵机组启动，热泵主机在冷/热水水流得以证实后开机；2热泵系统停机时按与上述相反的顺序依次进行操作。13 8.3.4系统在制冷工况下，应有防止冷却水进水温度过低的控制措施。8.3.5系统应有人工或自动的供冷和供热的转换措施。8.3.6在有海水换热器清洗措施的方案中，应有换热器的清洗控制方案。8.3.7热泵系统应配置监测及中央控制系统，系统设计宜实现下列监测控制内容：1热泵机组的供、回水温度及压差控制或监测；2海水供排水温度、流量以及取水口海水水位的监测；3换热器热泵侧的水温、水质、水量监测；4冷（热）媒水质自动控制与监测；5辅助热源设备的启停控制；6水泵的变频控制；7热泵机组启停台数的控制；8热泵机组运行状态监测及故障报警；9供冷供热模式的控制和转换；10换热站、取水泵房与热泵站之间的通讯与控制；11冷热量计量与管理；12机组自动保护；13热泵机房的制冷剂浓度的监测与报警。8.3.8技术可靠时，宜对热泵机组的出水温度进行优化设定。8.3.9热泵机组应优先采用由冷量优化控制运行台数的方式。8.3.10在总装机容量较大、数量较多的大型海水源热泵工程中，宜采用机组群控方式。8.3.11应对系统供冷、供热量的瞬时值和累计值进行监测。8.3.12在下述情况下，热泵系统供回水总管之间不宜设置压差旁通控制：1在以电磁阀通断控制的风机盘管与其他水侧不控的空调末端（水阀不控的空调机组；水阀不控或使用三通阀的风机盘管）组成的水系统中，水侧不控的空调末端的设计水量大于系统总设计水量的30%；2在以水阀自控的空调机组与其他水侧不控的空调末端组成的水系统中，水侧不控的空调末端的设计水量大于系统总设计水量的50%；3全部由水侧不控的空调末端组成的水系统。8.3.13热泵站内压差旁通控制阀应采用常闭式。8.3.14大型海水源热泵系统设置气动调节阀时，宜采用两级过滤压缩空气。8.3.15海水取水泵房自动控制应分成两部分，一是流量控制；二是运行控制。运行控制分为就地控制和集中控制。设备运行监测项目应包括流量、压力、设备启停显示、阀门开度等。自动控制设计宜符合下列规定：1对有配水池的系统，可采用水泵台数控制；2对于流量变动范围小的系统，可采用阀门开启度控制；3对于流量变化大且负荷分配要求渐变的系统，可采用转速控制。8.3.16采用二次泵系统的冷/热水系统中，其二次泵应采用自动变速控制方式。8.3.17冷、热计量装置的设置应按照国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019和《公共建筑节能设计标准》GB50189执行。13 8.4电气和自动控制系统的施工与验收8.4.1电气和自动控制系统的施工企业应具有相应的施工资质。8.4.2电气和自动控制系统施工前应具备相关的设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。8.4.3电气和自动控制系统的施工与验收应符合国家现行标准《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50305、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169、《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254～GB50259、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411的相关规定。13 9系统整体运行、调试与验收9.0.1海水源热泵系统交付使用前，应进行整体运行、调试与验收。9.0.2海水源热泵系统整体运行与调试应符合下列规定：1整体运行与调试前应制定整体运行与调试方案，并报送专业监理工程师审核批准；2海水源热泵机组试运行前应进行水系统平衡调试，确定系统循环总流量、各分支流量及各用户流量均达到设计要求；3水力平衡调试完成后，应进行海水源热泵机组的试运行，并填写运行记录，运行数据应达到设备技术要求；4海水源热泵机组试运行正常后，应进行连续24h的系统试运行，并填写运行记录；5海水源热泵系统调试应分冬、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，并提交甲方确认后存档。9.0.3海水源热泵系统整体验收前，应进行冬、夏两季运行测试，并对海水源热泵系统的实测性能做出评价。9.0.4海水源热泵系统整体运行、调试与验收除应符合本规程外，尚应符合国家现行标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243、《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28和《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411的相关规定。13 附录A黄渤海海域海水温度分布图经度（°）纬度（°）图A.0.12月份表层海水温度多年平均图图A.0.22月份20米海水温度多年平均图13 经度（°）纬度（°）图A.0.38月份表层海水温度多年平均图图A.0.48月份20米海水温度多年平均图注：上图引自：贾瑞丽,孙璐.“渤海、黄海冬夏季主要月份的海温分布特征”.海洋通报.2002，21（4）：1～8。13 附录B直埋敷设管道经济绝热层厚度的计算设单位长度圆管道全年的绝热总费用为，绝热投资年折算费用为，圆形管道绝热后的年散热损失为，根据经济绝热厚度的定义：（B.0.1）式中：——冷（热）价，元/GJ；——绝热材料的单位造价，元/m3；——年运行时间，h；——绝热工程投资年摊销率，%——单位换算系数，1kWh=3.6MJ。——管道冷（热）损失，W；采用静态回收期，用下式计算；（B.0.2）式中：——绝热工程投资回收期，年。采用动态回收期，用下式计算；（B.0.3）式中：——利率，％。直埋管道冷（热）损失采用条文中公式（7.5.3-1）计算，将公式（7.5.3-1）代入公式（B.0.1）得：（B.0.4）令，得：（B.0.5）由于，公式（B.0.5）可以表示为：13 （B.0.6）公式（B.0.6）可以采用隐式求解法得到管道经济绝热层外表面直径，经济绝热层厚度可用下式计算：（B.0.7）例如：以DN500管道保冷时经济厚度计算为例，计算参数如下：，静态投资回收期年，m，W/(m·℃)，W/(m·℃)，W/(m2·℃)，℃，℃，mm，h，元／GJ，元／m3。计算经济绝热层厚度40mm。13 本规程用词说明1．为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。2．规程中指明应按其他有关标准执行时，写法为：“应符合……的规定（或要求）”或“应按……执行”。13 引用标准名录《海水水质标准》GB3097《海洋工程环境影响评价技术导则》GB/T19485《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019《公共建筑节能设计标准》GB50189《泵站设计规范》GB50265《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332《低压配电设计规范》GB50054《供配电系统设计规范》GB50052《滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护》GB/T16166《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264《设备及管道保冷技术通则》GB11790《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254～GB50259《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411《蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T18430.1《滩海石油工程防腐蚀技术规范》SY/T4091《民用建筑节能设计标准》JGJ26《城市热力网设计规范》CJJ34《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28辽宁省《民用建筑节能设计标准》DB21/T1476辽宁省《公共建筑节能设计标准》DB21/T1477辽宁省《地源热泵系统工程技术规程》DB21/T164313 辽宁省地方标准海水源热泵系统工程技术规程Technicalspecificationforseawater-sourceheatpumpsystem条文说明13 前言为在全省推广海水源热泵技术，以规范和指导工程应用为原则编制本规程。规程力求概念准确、内容全面，注意实际可操作性。规程不仅及时总结了我省有关的工程经验，还引用了最新的研究成果，具有一定的先进性。为了便于广大规划、设计、施工、科研、教学等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，辽宁省地方标准《海水源热泵系统工程技术规程》编制组按章、节、条、款顺序编制了本规程的条文说明，供使用者参考。在使用中如果发现本条文说明有不妥之处，请将意见函寄大连理工大学土木水利学院建筑环境与设备工程研究所（116023）。13 目次1总则323海水源热泵系统规划设计条件333.1一般规定333.2海水状况调查333.3地形地质勘察334海水取水系统354.1一般规定354.2取水构筑物位置选择354.3取水头部364.4进水管（渠）364.5集水井和进水室374.6取水管网和设备的防腐和防垢375海水取水泵房的工艺设计385.1水泵选择385.2水泵房386海水源热泵站396.1一般规定396.3辅助冷热源设计396.4海水源热泵站配置396.5供、回水温度选择406.6循环水泵的设置406.7防腐、防藻416.9海水源热泵站施工及验收417供冷供热管网系统427.1一般规定427.2管线敷设427.3供冷供热管网水力计算427.5管道绝热437.6供冷供热管网与末端设备的连接438电气和自动控制448.2供配电449系统整体运行、调试与验收4513 1总则1.0.2海水源热泵系统可以用于沿海的单体建筑供热供冷工程，也可以用于多栋建筑的区域供冷供热工程。1.0.3海水源热泵系统工程方案论证过程中，宜对多个方案进行比较，以确定技术经济合理的方案。1.0.4本规程对海水源热泵供冷供热工程设计中的海水取水系统、海水取水泵站、海水源热泵站、供冷供热管网以及系统的电气和自动控制设计等做出了规定。但海水源热泵系统工程涉及的专业较多，各专业均有相应的标准，在进行海水源热泵系统的设计时，除应符合本规程外，尚应符合其他国家现行的有关标准的规定。13 3海水源热泵系统规划设计条件3.1一般规定3.1.1规划区域的冷、热负荷密度一般在70W/m2～130W/m2以上。3.1.3应在当地距工程地点最近的水文站点获取海水水文资料，一般应有最近10年以上的实测资料。附录B中给出了1976~1999年间黄、渤海区域的冬夏季海水平均温度分布，可供实地调查前参考，但不能作为设计依据。3.1.5根据国家现行标准《海水水质标准》GB3097的规定，此时海水水质应满足第一类和第二类要求，即排水造成的温升夏季时不超过当时当地水温1℃，其他季节不超过2℃。第三、第四类水质要求人为造成的海水温升不超过当时当地4℃。按照海域的不同使用功能和保护目标，海水水质分为四类：第一类适用于海洋渔业水域、海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区；第二类适用于水产养殖区、海水浴场、人体直接接触海水的海上运动或娱乐区，以及人类食用直接有关的工业用水区；第三类适用于一般工业用水区、滨海风景旅游区；第四类适用于海洋港口水域、海洋开发作业区。3.2海水状况调查3.2.2对于海水源热泵工程宜做以下内容的海水状况调查：1要了解取排水海域是否通航和航道的位置、等级，通航船舶类型、通航水位、限航水位以及该海域是否有游乐场等人工设施的情况；2海水的温度分布及其动态变化，以及冰点温度对海水源热泵系统的可利用温差和运行调节非常重要，海水温度数据应取近10年以上数据的统计平均值。海水高、低潮位、涨落潮等水位变化将直接影响取水口的深度设计。对于夏季某一深度以下的海水温度低于10℃时，应优先考虑在该海域取水，利用海水直接供冷；3海水能够承担的用户冷热负荷、取排水口之间再循环问题和夏季向海水排放的废热所产生的水体温升问题都与拟利用海域海底暗流、涨落潮和波浪等海流的流速和流向变化有关，因此要掌握这方面的资料；4海水盐度和海水中水生植物、浮游动物繁殖、生长特性和数量等水质状况直接影响海水管道和设备的腐蚀与结垢，故应了解这些方面的资料；5应了解拟利用海域是否有其他取排水设施或海水养殖等，并注意协调拟建工程与它们之间的关系。3.3地形地质勘察3.3.1对于敷设供冷供热管线，除了要查明地形、地址等自然条件外，必须查明已建的地上、地下建筑物或构筑物，才能合理地确定管线路由，并处理好新建和已有建筑物及构筑物的协调关系。3.3.2在进行海水源热泵系统的取、排水管道，冷、热水管道的布置时，应对欲设置管道的路线的地上、地下状况进行调查，确保新增管道不会对周围原有建筑物、构筑物、交通及其他13 管道等造成影响。此外，管线在具体敷设时，还应根据对管线敷设线路上的地形、土壤条件等的具体勘查结果来决定管道采取地下或地上的敷设方式，并根据实际情况适当采取管道加固、防腐等技术措施。3.3.3确保热泵站、取水泵站的建设安全与可靠运行是其选址时应首要考虑的问题，应对条文中提到的地形、地质条件等影响热泵站和取水泵站安全、可靠的因素进行实地勘察。另外，热泵站、取水泵站的选址及其与可利用海域及用户之间的地理位置关系，对工程造价和系统的经济运行影响很大，所以也应提供它们之间地理位置关系的信息，为系统的总体规划设计提供方便。13 4海水取水系统4.1一般规定4.1.1岸边直接取水多适用于海岸陡，海水含泥砂量少，淤积不严重，高低潮位差值不大，低潮位时近岸水深度大于1.0米以上，且取水量较少的工程；自流明渠取水多适用于海岸陡峻，引水口处海水较深，高低潮位差值较小，淤积不严重的石质海岸的取水工程；蓄水池自动逆止闸板门取水根据潮位涨落规律，当涨潮时潮位水位高于蓄水池水位，蓄水池自动进水逆止闸板门开启，海水流入蓄水池。落潮时，阀门自动关闭，水泵房直接从蓄水池吸水，适用于潮位涨落差值很大，适用于具备可利用天然的洼地、海滩修建蓄水池的地区；明渠蓄水池综合取水是自流明渠和蓄水池取水两种形式的结合，海水高潮时，潮位高于蓄水池池内水位，蓄水池的自动进水逆止闸门开启，海水流入蓄水池开始蓄水，海水可由明渠直接流往滤网至水泵吸水井；而当低潮时，海水水位低于水泵最低吸水水位，关闭明渠进水闸门，开启明渠与蓄水池相通闸门，此时水泵由蓄水池供水。海底自流管渠取水适用于取水量很大，海滩平坦，潮差大而低潮位离海岸远，海湾条件恶劣如风大、浪高、流急地区；虹吸管取水方式适用于高低潮位差值大，水位低，海滩宽阔，采用自流管取水施工难度大，或自流管需要穿越水工构筑物的取水工程。海水的取水方式多种多样，由于目前海水源热泵的应用经验还比较少，对海水的取水可能还有许多有效的方式可以采用，原则是取得的海水水质能够满足热泵系统的运行要求。4.1.2海水取水方式之一为在换热站周边开凿海水井。因为在近海区域的岩土体通常存在一些地质裂缝，使得距离海岸线一定范围内的岩土体内充满海水。如果开凿水井，则水量较大，该方案的优点是取水路径缩短，相当于就地取水，可以节省部分管道投资以及海水构筑物的投资。但是该方案是否可行，应进行进一步的打井测试实验，以校核水量、水温条件是否满足要求。如果条件允许，应优先采用该方法。因为地下海水温度相对恒定、水质容易得到保证，这更有利于机组稳定、高效运行。辐射井由一口大直径的钢筋混凝土管竖井及自竖井内的任一高程沿水平方向向含水层打进具有一定长度的多层、数根至数十根水平辐射管组成。4.2取水构筑物位置选择4.2.1取水构筑物首先要安全可靠，以保证连续供水。在确保安全可靠的前提下，通过方案比较，力求做到技术先进，施工方便，经济合理。4.2.3规定本条的目的是：1避免回流区或死水区以减少悬浮物、藻类和泥沙等进入取水口；2海水中生物会危及取水安全和影响净水效果，选择取水构筑物时，应采取必要措施。在泥沙较多的水域，应根据不同深度含砂量分布选择合适的取水高程。4.2.5取水口与排水口之间的布置间距，从再循环的限制条件看大致有以下数值关系：（4.2.5）式中：——取排水口之间水面上的最短距离，m；——经验系数，取20s/m2；——海水用量，m3/s。13 注：此公式引自：周金全.地表水取水工程.化学工业出版社.2005，7，p31。4.2.6取水构筑物应设在地质构造稳定，承载力大的地基上，不宜设在断层、滑坡、冲积层、移动沙丘、风化严重和岩溶发育地段。4.3取水头部4.3.1取水头部是取水构筑物的组成部分。取水头部的运行条件与所在取水源的水文特征有密切的关系。取水头部的结构形状对泥沙和进草条件影响较大。合理的取水头部结构形状应对周围水动力学平衡的破坏和扰动最小，有效进水面积与总体积之比最大，吸入水层薄，水流进入头部时流线较曲折，能形成除沙和撇草作用，以及结构稳定和便于施工。水生动物（贝类）对取水头部的危害往往很严重。这些水生动物贴在网眼上生长，黏着力大，繁殖快，经常堵塞进水口，应采取有效措施避免。4.3.2取水头部为框架式取水头部，一般采用钢筋混凝土桩、木桩或内填混凝土的钢管桩。框架取水头部周围一般用抛石护底，防止冲刷。为了防止漂浮物进入取水头部，必要时框架周围用围栏围护。要注意的是所有取水头部目前都不能解决进草问题，只是有进草量多少的区别。4.3.31淹没式取水头部是在动水流条件下工作的，水流冲击取水头部，会产生很大的侧压力，这就要求取水头部结构设计有必须的强度和稳定性，否则会酿成不可挽回损失；2海床为岩石、砂土及较硬黏土或沙黏土地基时，多采用桥墩式或箱式；对中等密度的土壤地基，一般采用箱式；对软弱地基，可用桩架式；对砂砾式地基可用沉井式取水头部。4.3.4进水孔流速过大，容易吸进泥沙和杂物。流速过小会增加取水头部的外形尺寸和体积，进水孔流速采用以下规定：1过栅流速：岸边取水口0.4m/s～1.0m/s，淹没式取水头部取0.2m/s～0.6m/s；2在计算格栅面积时应加25％的堵塞系数。4.3.5为确保取水头部在最低水位下能取到所需要的水量，进水孔必须保持一定的淹没深度。4.4进水管（渠）4.4.2流速过大会带进过多的泥沙，但是也不能低于不淤流速。设计中采用的正常流速可采用1.0m/s，初期投产流速不宜低于0.6m/s。4.4.3自流管（渠）取水在停用期间会引起管内淤积。应注意停用情况下的自流管的设计。冲洗方式可采用正向冲洗法和反向冲洗法。4.4.4一般取水工程应设两条自流管，当事故停用一条时，其余应能通过70%设计流量。但是增大管径，流速波动大，特别是刚投产时，取水量一般较小，管内流速往往小于不淤流速，而产生泥沙淤积现象，因而要有冲洗措施。4.4.5虹吸技术的优点是可减少大量土石方开挖量，可以减少大量水下工作量和施工难度，加快施工进度，缩短施工周期。其缺点是需要一套抽真空设备和相应的管路系统，同时对管材和施工质量要求严格。4.4.7最小流速应大于泥沙自清流速，但也不宜过大。流速大会增加管道阻力，减少虹吸利用高度，致虹吸管埋深加大，增加施工费用。4.4.11真空泵系统要力求简单，便于操作管理，真空管路上的阀门宜采用明杆式，便于判断其启闭状态，以免误操作。虹吸管上应安装真空信号装置。13 4.5集水井和进水室4.5.1设置集水井或进水室的目的是结合取水工艺布置便于分格维护和检修；设置各种形式的格栅、滤网和闸板等设备的目的是截留各种杂物、漂浮物，取得较好水质。4.5.2在泥沙含量高的海域中取水，为防止吸水管堵塞，尽量缩短吸水管长度，将集水井深入泵房中间。4.5.4进水室采用隔墙分成若干分格，可以保证安全运行，便于检修和清洗、排泥等要求，4.5.71平板格网一般采用槽钢或角钢做框架，把金属网固定在框架上。一般只设一层，网眼大小根据水中漂浮物而定，一般为5mm×5mm～10mm×10mm。网丝直径采用1mm～2mm，材料考虑采用耐腐蚀，采用黄铜，不锈钢等。当平板格网面积较大可设两层网，第二层网眼一般采用25mm×25mm,金属丝直径采用2mm～3mm，作为增加细网的强度；2旋转滤网是由绕在上下两个旋转轮上的连续网板和电机及传动机构组成。旋转滤网网孔一般采用4mm×4mm～10mm×10mm，网丝直径为0.8mm～1.0mm。旋转滤网用电动机带动，网板上升速度一般采用4.0m/min，视截留物数量而定。4.5.8为冲洗底部沉积的泥沙，可在吸水室内应设置若干高压水的喷嘴；对小型取水构筑物也可用水龙带冲洗。4.6取水管网和设备的防腐和防垢4.6.1取水管网管材宜采用铸铁、高密度聚乙烯材料等防腐材料。水泵腐蚀主要发生在机械磨损与水流较快的部位，材料宜采用铸铜、磷青铜和不锈钢等。阀门腐蚀主要是丝杆、闸板密封圈，可采用不锈钢或者铜质材料。4.6.5液氯的投注量控制在余氯0.5mg/L～1.0mg/L可杀死海红卵，大于5mg/L可杀死大海红，但对设备有腐蚀，宜在产卵期加以消灭。13 5海水取水泵房的工艺设计5.1水泵选择5.1.3冷却水水温不稳定或过低，会造成热泵制冷工况运行不稳定、影响节流过程的正常进行。参照的是现行国家产品标准《蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T18430.1，电动压缩式冷水机组冷却水最低温度要求为15.5℃。5.2水泵房5.2.2频率为2％的浪高，可采用重现期为50年的波列累积频率为1％的波高乘以系数0.6~0.7后得出。13 6海水源热泵站6.1一般规定6.1.1海水源热泵的选择需要考虑的因素包括热泵效率、能源的价格体系、节能与环境保护政策、技术成熟度。与传统的采暖、空调方式相比较，是否采用热泵需要综合考虑、评价以上因素。海水源热泵供热系统COP包括热泵机组能耗、管网热损失、海水取水泵和外网循环水泵能耗。考虑末端用户每得到1kWh热量，用热泵供热耗能和用燃煤供热耗能的环境影响相当，则海水源热泵供热系统的平均COP不应低于2.2。计算条件：综合燃煤热值为5.56kWh/kg，1kWh综合电力环境负荷为0.0133pt/kWh(以我国目前的电力组成：煤电83%，天然气发电2%，水力发电15%，含电力输配过程损失8%)；燃煤供热总环境负荷为0.004532pt/kWh(考虑输配的5%热损失)。集中供热时考虑燃煤效率78%、热力网热损失5%和循环泵耗电占供热量的1%；海水源热泵系统供冷供热管网供热时热损失2%。综合电力环境负荷指基于我国背景条件下的电力生产及输配，按照目前我国电力组成比例，利用生命周期终点破坏方法，把电力生产造成的环境影响按照人类健康损害、生态破坏、资源耗竭和能耗耗竭进行分类，综合加权得到生产1kWh电力产生的环境负荷。环境负荷的单位定为“环境负荷点”（point,pt）。注：李震.海水源热泵区域供热供冷系统3E评价.大连理工大学博士论文，2008.6.1.2有些海水区域在夏季时某一深度以下的海水温度可能长时间低于10℃，可以不经过热泵机组而是通过换热器或直接将海水输送到用户用于制冷，从而大幅节约系统运行费用，对于符合直接供冷的区域，应优先采用海水直接供冷的方案。6.1.3设置辅助热源是为了避免因海水水温过低造成海水源热泵机组运行效率过低或无法运行。6.1.4海水温度低于2℃时，一般热泵机组的COP值均较低，热泵机组的运行安全性也降低，故不宜运行。6.1.5当负荷设计资料不全时，可以采用面积指标法并根据建筑使用功能考虑不同的同时使用系数，夏季同时使用系数可取0.6～0.8，冬季同时使用系数可取0.7～0.9。6.1.6辅助冷热源选择的技术经济分析可以投资回收期作为目标，其投资回收期宜小于5年。6.1.7对海水源热泵站选址作技术经济分析时可采用费用年值最小作为目标。6.3辅助冷热源设计6.3.2集中调峰是指调峰站设置在热泵站内或附近供水总管路由的某一点处并联接入。分散调峰是指调峰站设置在换热站或建筑的热力入口。6.4海水源热泵站配置6.4.1集中式是指海水集中送至热泵站内，海水源热泵机组制出满足制冷、采暖温度要求的冷热水，再通过室外管网送至各个供冷供热对象。适合建筑密度较大的大型区域供冷供热工程。13 一级分散式是指集中取海水，集中处理，通过海水泵及取海水管网送至各个分散的热泵站。分散热泵站可以是单体建筑的独立机房，也可以是一定规模的集中冷热站。适合建筑密度小、分配管网损失大的情况。两级分散式是指海水集中送至一级热泵站内，热泵机组制出满足一定温度的水（如18℃），作为冷热源再通过室外管网送至各个二级热泵站，二级分散热泵站可以是单体建筑的独立机房，也可以是小型水环热泵机组，也可以是一定规模的集中冷热站。适合大型区域供冷供热、建筑密度大、建筑之间存在冷热需求不一致情况，比如供热季节，有部分建筑需要供冷，一级热泵出水即可以作为热源，也可以作为冷却水源回收部分能量。6.4.21直接式海水不经热交换器，直接进入热泵机组。冬季运行模式下，海水直接进入蒸发器，夏季运行模式下，海水直接进入冷凝器。由于不需要间接热交换器，没有中间温差损失，因此系统效率较高，对海水温度较低的应用场合比较适合。但海水直接进入机组，可能会腐蚀机组，这就对机组的换热材质、海水的处理方式要求更高，初投资中这部分费用将增加。针对渤海海域使用情况，采用直接进入机组方式比较合适，但在选择设备时，需要注意防腐材质、防腐处理方式的选择。2间接式海水通过间接板式换热器，将热量释放给中间介质（制热工况）或吸收中间介质热量（制冷工况）。冬季运行模式下，如果机组蒸发器端出液温度在0℃以下，中间介质必须采用常温常压下凝固点低于0℃的溶液，可选择浓度适宜的乙二醇溶液。6.4.4对于峰谷电价差较大（峰谷电价比大于3：1），空调用电负荷不均匀，且空调用电峰谷时段与电网重叠的建筑工程，可以考虑设置蓄冷系统以降低热泵机组的容量，提高系统运行的经济性。6.5供、回水温度选择6.5.1ASHRAE（美国采暖、制冷和空调工程师学会）手册中推荐最低的冷冻水供水温度为4℃。最佳设计供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑冷热源、供冷供热管网、用户系统等方面的因素，进行技术经济比较确定。当不具备条件进行最佳供、回水温度的技术经济比较时，设计供、回水温度可采用户内系统的设计温度。6.6循环水泵的设置6.6.1一次泵系统（集中泵系统）指循环水泵设在热泵站处，循环水泵必须产生足够的压头，克服包括热泵机组、输配管网、用户末端阻力损失等，一般采用定流量泵。6.6.2二次泵系统中，一次泵用于克服热泵机组本身的阻力，二次泵克服输配管网系统的阻力并提供末端用户所需扬程。6.6.3一、二、三次泵系统是在标准一、二次泵的基础上在末端用户增加三次泵，用于提供末端用户的扬程，二次泵只提供输配管网的循环动力。6.6.413 分布泵系统形式上相当于去掉一、二、三次泵系统中的二次泵，分布泵用于提供末端用户的扬程，适用大型系统（但不适合室外管网压降较大情况）。对小型系统，技术经济条件允许时也可以使用。6.7防腐、防藻6.7.3海水直接进入热泵机组，机组换热器宜采用海军铜、镍铝青铜、金属钛等。系统采用胶球自动清洗装置的可以防止藻类的附着。6.9海水源热泵站施工及验收6.9.3设备到场后，组织建设单位、监理单位、施工单位及生产厂家联合进行设备开箱验收，应做好验收记录。设备临时存放处应具有防潮、防磕碰等措施。对机组进行拆卸吊装运输，现场安装完毕后应重新打压抽真空。13 7供冷供热管网系统7.1一般规定7.1.3区域供冷供热管网对保温要求较高，应进行经济厚度的计算。采用其他材质的管道时，也应满足保温、保冷的要求。7.2管线敷设7.2.4海水热泵区域供冷供热时，由于供回水温度较低，可以采用无补偿直埋敷设方式，施工方便快捷，节约安装成本，可靠性高，应优先采用。7.3供冷供热管网水力计算7.3.2为避免区域供冷供热系统全年运行能效比过低，投资过大，管网输送距离不宜过长。7.3.3水的粘性随温度的增加而减小，输送5℃冷水的阻力损失要比输送80℃热水的阻力损失高20%左右。7.3.4海水源热泵区域供冷供热工程由于供回水温差较小，导致冷（热）水循环水泵的输送流量相对于高温水区域供热系统大。设计水输送系数应尽量接近按合理选用水泵的铭牌轴功率计算的水输送系数，并逐步接近理论水输送系数。提高单位电耗的制冷制热量，使水泵选用合理化。1设计条件下供冷供热系统的水流量(7.3.4-1)式中：——供冷供热系统的水流量，m3/s；——冷热量，kW；——水的比热容，4.19kJ/(kg·℃)；——水的密度，kg/m3；——设计供回水温差，℃。2设计条件下供热（冷）系统循环水泵理论功率采用下式计算：(7.3.4-2)式中：——供冷供热系统循环水泵理论功率，kW；——水泵运行效率，取0.7；——设计流量，m3/s；——系统总压力损失，Pa。3设计条件下理论水输送系数(7.3.4-3)《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）JGJ26-9513 中规定应对热水供热系统的一、二次水泵动力消耗予以控制。按设计选用的水泵的铭牌轴功率计算的水输送系数应不小于0.6倍的理论水输送系数，一般情况下管网的水输送系数值应大于按下式计算所得的值。(7.3.4-4)例如一个间接连接区域供冷供热管网系统，主干线总长度=2,000m，供回水温差=10℃，则45.4。7.3.5供冷供热管网一般采用双管制，夏季通冷水，冬季通热水。供冷供热时管网内热媒流量差异较大，流速和比摩阻确定应结合冷热负荷动态特性确定流量，并结合供冷供热温差来综合考虑管网流速和比摩阻。可以采用全局优化的方法，综合考虑各种因素，优选管径。同时使用系数应根据实际工程具体情况确定，没有详细资料时，可参考本规程6.1.5条文说明给出的数值。7.5管道绝热7.5.2绝热层外设置保护层，保护层材料应具有防水、防潮、抗大气腐蚀、化学稳定性好等性能，不得对绝热层产生腐蚀或溶解作用；保护层材料应采用不燃性材料或难燃性材料。7.5.3计算地下敷设管道的散热损失时，当管道中心埋深大于两倍管道保温外径(或管沟当量外径)时，环境温度应取管道(或管沟)中心埋深处土坡自然温度；当管道中心埋深小于两倍管道保温外径（或管沟当量外径）时，环境温度可取地表面土壤自然温度。7.5.5《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-97没有直接给出直埋敷设圆形管道的经济保温层厚度计算公式。本条文给出了单层圆筒型绝热层经济厚度公式，公式推导时，目标函数为绝热后的年冷（热）损失费用和投资年分摊费用之和为最小值。7.6供冷供热管网与末端设备的连接7.6.1直接式连接指供冷供热管网与末端用户不经过换热设备而直接连接；间接式连接指用户系统通过表面式换热器与供冷供热管网相连接，管网的压力不能作用于用户系统的连接方式。对于海水源热泵供冷供热系统，应根据系统水压图、末端用户的承压能力和系统控制要求，选择适宜的连接方式。7.6.3设计时用户侧设计温差较一次侧温差至少低1℃考虑。7.6.5低温辐射供冷的供水温度较高，冷源温度只需要15℃～18℃，可以考虑直接连接在回水管道上，以增加区域管网的供回水温差。13 8电气和自动控制8.2供配电8.2.2当海水源热泵系统规模较大、用电量较大时，其大容量的热泵机组等设备的启停对其他用电负荷的影响较大。为了提高供配电的可靠性，减少对其他用电负荷的影响，宜单独设置供配电系统。8.2.6本条规定主要是为了保证供电可靠并使保护简单。8.2.7本条规定主要考虑塑料管易老化，且易受外力破坏，不能保证供电可靠。水泵和供冷供热管道在运行或检修过程中难免漏水，为防止水溅落到配电管线中，应采用防水弯头或金属软管，以保证供电的安全可靠。13 9系统整体运行、调试与验收9.0.2海水源热泵系统试运转需测定与调整的主要内容包括：1系统的压力、温度和流量等各项技术数据应符合有关技术文件的规定；2系统连续运行应达到正常平稳；水泵的压力和水泵电机的电流不应出现大幅波动；3各种自动计量、检测元件和执行机构的工作应正常，满足设备自动化系统对被测定参数进行监测和控制的要求；4系统的状态参数应能正确显示，控制和检测设备应能与系统的检测元件和执行机构正常沟通；设备连锁、自动调节、自动保护应能正确动作；5调试报告应包括调试前的准备记录、水力平衡、各设备及系统试运转的全部测试数据。13'