污水源热泵系统工程技术规范DOC.doc

污水源热泵系统工程技术规范
(草拟稿)
Technical code for sewage source air-conditioning system

起草单位：广西瑞宝利热能科技有限公司

起草人：张 昊

目 录

1 总 则…………………………………….…..…………2
2 术 语….……………..…………………………………3
3 工 程 勘 察……………………………..……………...…4
4 污水换热系统设计……………………………………...…6
5 室内系统…………………………..……...….…..……….12
6、整体运转、调试与验收…………………….…………….13
7、附录A 换热盘管外径及壁厚…………………..………15

1 总 则

1.0.1 为使污水源热泵系统工程设计、施工及验收，做到技术先进、经济合理、安全适用，保证工程质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于以污水源为低温热源，以污水为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。
1.0.3 污水源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术 语
2.0.1 污水源热泵系统sewage source heat pump system
以污水源为低温热源，由污水换热系统、污水源热泵机组、建筑物内系统组成的供热空调系统。
2.0.2 污水源 sewage source
含有固体悬浮物的城市污水、江河湖水、海水等，统称污水源。
2.0.3 污水源热泵机组sewage source heat pump unit
以污水或与污水进行热能交换的中介水为低温热源的热泵。
2.0.4 污水换热系统 sewage heat transfer system
与污水进行热交换的污水热能交换系统。分为开式污水换热系统和闭式污水换热系统。
2.0.5 开式污水换热系统 open-loop sewage heat transfer system
污水在循环泵的驱动下，经处理后直接流经污水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。
2.0.6 闭式污水换热系统 closed-loop sewage heat transfer system
将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的污水体中，传热介质通过换热管管壁与污水进行热交换的系统。
2.0.7 传热介质 heat-transfer fluid
污水源热泵系统中，通过换热管与污水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水溶液。
2.0.8 城市原生污水 city original sewage
污水渠中未经任何处理的城市污水称为城市原生污水。
2.0.9 污水换热器 sewage heat exchanger
在含污水源热泵系统中，从污水中吸取热量或释放热量的换热设备。
2.0.10 中介水intermediate water
污水换热器中与污水换热的清洁水，视需求其中可加防冻液。
2.0.11 污水防阻机defend against hinder machine
含污水源热泵系统中分离污水中的悬浮物，防止悬浮物阻塞管路与设备的一种专利产品。

3 工 程 勘 察

3.1 一 般 规 定

3.1.1 污水源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对污水热能资源进行勘察
3.1.2 对已具备污水管网资料的地区，应通过调查获取污水管网资料。
3.1.3 工程勘察应由具有勘察资质的专业队伍承担。工程勘察完成后，应编写工程勘察报告，并对资源可利用情况提出建议。
3.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容：
1 场地规划面积、形状及坡度；
2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布；
3 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布；
4 场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深；
5 场地内已有水井的位置。

3.2 污水换热系统勘察

3.2.1 污水换热系统方案设计前，应对工程场区污水源的水文状况进行勘察。
3.2.2 在挖掘、挖沟之前，所有埋设的公共气源、排水、电力和灌溉系统均应由有关单位和承包人共同标记出位置。
3.2.3 污水换热系统勘察应包括下列内容：
1 污水源来源、流动走向、管径及其污水管网分布；
2 不同时段的污水水温、水深动态变化；
3 污水流速和流量动态变化；
4 污水中含有的杂质和水质成分及其动态变化；
5 污水利用现状；
6 未来10年该地区污水管网规划；
7 污水取水和回水的适宜地点及路线。
3.4 海水换热系统勘察
3.4.1 海水源热泵系统方案设计前，应对工程场区海水源的水文状况进行勘察。
3.4.2 海水换热系统勘察应包括以下内容：
1 近岸海水性质、海面用途、深度变化、沉积物及海面漂浮物；
2 不同深度的海水温度、潮位动态变化；
3 海水透明度、酸碱度、盐度及其动态变化；
4 海水取水和回水的适宜地点及路线。

4 污水换热系统

4.1 一 般 规 定

4.1.1 污水换热系统设计前，应根据工程勘察结果评估污水换热系统实施的可行性及经济性。设计污水源热泵系统能效比不低于3.5。
4.1.2 污水换热系统可采用开式或闭式两种形式，应根据污水水质确定采用开式还是闭式水系统，为使系统能效达到最高，一般宜采用开式污水换热系统，且为污水直接进热泵机组系统。
4.1.3 污水换热系统如采用市政污水管道内污水或者经污水处理厂处理后的二级污水，取用前应获得污水管理部门的许可。
4.1.4 如污水换热系统采用江、河、湖、海水等，还须严格执行《广西壮族自治区实施〈取水许可和水资源费征收管理条例〉办法》、《广西壮族自治区实施〈中华人民共和国水法〉办法》和《广西壮族自治区取水许可权限》（桂政办发[2008]120号）等法律法规的相关规定。
4.1.5 污水换热系统设计前应明确待埋管区域内各种地下管线、构筑物等的种类、位置及深度，预留未来地下管线所需的埋管空间及埋管区域进出重型设备的车道位置。
4.1.6 污水换热系统设计方案应根据污水源来源、流动走向，污水深度、污水水质、水位、水温和周边建筑情况综合确定。
4.1.7 污水流量大小应使得污水换热器的换热量应满足污水源热泵系统最大吸热量或释热量的需要。
4.1.8 污水取水口和退水口处应设置工作井，引退水管道每隔50m应设置一口检查井，以方便日后维护清理。
4.1.9 污水源换热系统施工时，严禁损坏既有地下管线及构筑物。
4.1.10 污水换热器安装完成后，应在埋管区域或者管沟沿线做出标志或标明管线的定位带，并应采用两个现场的永久目标进行定位。

4.2 开式系统设计

4.2.1 水系统宜采用变流量设计。
4.2.2 开式污水换热系统取水口应远离回水口，并宜位于回水口上游。取水口应设置污物过滤装置，并能够进行定期清洗。
4.2.3 开式污水换热系统，污水在进入设备之前，应根据水质情况进行处理。污水流量应以平均污水流量依据。
4.2.4 开式污水换热系统，污水取水管内污水流速不宜低于1.5m/s。
4.2.5 开式污水换热系统，污水取水口和设备之间的管段，如采用重力流设计，则需设计坡度宜为0.00015。
4.2.6 开式污水换热系统的污水处理设备应具备长期自动过滤、反冲洗、清理的功能，避免设备堵塞，需要频繁清理的现象发生。且污水处理设备不宜过繁琐，耗电不宜过大，以免影响系统的能效。
4.2.7 与污水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、清理的功能。
4.2.8 当水体为海水时，与海水接触的所有设备、部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力；与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、清理的功能。
4.3 闭式系统设计
4.3.1 闭式污水换热系统宜为同程系统。每个环路集管内的换热环路数宜相同，且宜并联连接；环路集管布置应与水体形状相适应，供、回水管应分开布置，间距不应小于0.6m。
4.3.2 污水换热盘管应牢固安装在水体底部，如污水水体表面和大气直接接触，则污水的最低水位与换热盘管距离不应小于1 m。换热盘管设置处水体的静压应在换热盘管的承压范围内。
4.3.3 在进行污水换热器的设计时，应考虑污垢热阻。
4.3.4 污水换热盘管管材与传热介质应符合本规范第4.4节的规定。
4.3.5 闭式污水换热系统应设置自动充液及泄露报警系统。
4.3.6 闭式污水换热系统设计时应根据实际选用的传热介质的水力特性进行水力计算，且宜采用变流量设计。
4.3.7 闭式污水换热系统宜设置反冲洗系统，冲洗流量宜为工作流量的2倍。
4.3.8 当水体为海水时，与海水接触的所有设备、部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力；与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、清理的功能。

4.4 闭式系统污水换热盘管管材与传热介质

4.4.1 换热盘管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报告和生产厂的合格证。
4.4.2 换热盘管及管件应符合下列规定
1 换热盘管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB），不宜采用聚氯乙烯（PVC）管。管件与管材应为相同材料。
2 换热盘管质量应符合国家现行标准中的各项规定。管材的公称压力及使用温度应满足设计要求，且管材的公称压力不应小于1.0MPa。换热盘管外径及壁厚可按本规范附录A的规定选用。
4.4.3 传热介质应以水为首选，也可选用符合下列要求的其他介质：
1 安全，腐蚀性弱，与换热盘管无化学反应；
2 较低的冰点；
3 良好的传热特性，较低的摩擦阻力；
4 易于购买、运输和储藏。
4.4.4 在冬季温度较低的地区，从露天污水中取热的闭式污水换热盘管内，传热介质应添加防冻剂。防冻剂的类型、浓度及有效期应在充注阀处著名。
4.4.5 传热介质进出水温度应符合以下要求：
1 夏季运行工况条件下，污水换热器侧出水温度宜低于35℃；
2 冬季运行工况条件下，添加防冻剂的污水换热器侧进水温度宜高于－2℃；不添加防冻剂的污水换热器侧进水温度宜不低于4℃。
4.4.6 添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行水稳低3-5℃。选择防冻剂时，应同时考虑防冻剂对管道与管件的腐蚀性，防冻剂的安全性、经济性及其对换热的影响。

4.5 污水换热系统施工

4.5.1 污水换热系统施工前应具备污水换热系统勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。污水换热系统引退水宜采用水平埋管敷设。
4.5.2 污水换热系统施工前应了解施工场地内已有地下管线、其它地下构筑物的功能及其准确位置，并应进行地面清理，铲除地面杂草、杂物和浮土，平整地面。
4.5.3 开式污水引退水管管材和闭式污水换热盘管管材及管件应符合设计要求，且具有质量检验报告和生产厂的合格证。引退水管和换热盘管宜按照标准长度由厂家做成所需的预制件，且不应有扭曲。
4.5.4 施工过程中，应严格检查并做好管材保护工作，管道应做好防腐及保温措施。
4.5.5 埋地管道应采用热熔或电熔连接。聚乙烯管道连接应符合国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。
4.5.6 在市政道路上敷设管道，宜采用人工顶管或非开挖定向钻技术施工，并需获得相关市政部门的施工许可证；在建筑红线内敷设管道，可采用沟槽开挖技术施工。施工时应根据地勘报告及现场实际情况采取技术措施护坡，确保边坡稳定及施工安全。如有地下水要采取降水措施，严禁泡槽施工。施工后做好回填工作。
4.5.7 水平埋管换热器铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细沙。水平埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑，且应采取固定措施。
4.5.8 水平埋管换热器回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。
4.5.9 如室外管线较多，施工时遇到管线交叉，应遵循以下避让原则：
（1）压力管道避让重力自流管道；
（2）新建管道避让已建管道；
（3）小管径管道避让大管径管道；
（4）临时性管道避让永久性管道。
（5）生活给水管道与污水管道交叉时，给水管道应敷设在污水管道上面，且无接口重叠；但应保证给水管覆土大于700mm.若无法保证,给水管从排水管下部通过时,应在给水管外部加装钢套管,长度应保证交叉点两侧各三米以上.
4.5.10 污水换热盘管应能够定期清洗，闭式污水换热盘管固定在水体底部时，换热盘管下应安装衬垫物。
4.5.11 供、回水管进入污水源处应设明显标志。
4.5.12 污水排水检查井位于路面时，其井盖与路面平；位于绿化地带，其井盖应高出地面30MM，并在井口周围以0.02的坡度向外做护坡。位于绿化带内的检查井采用轻型铸铁井盖井座;位于机动车道上的检查井采用超重型铸铁井盖井座（具体制作参照国家建筑标准设计图集《02（03）S515排水检查井》）。
4.5.13 污水换热系统安装前后应对管道进行冲洗，充注防冻和防腐剂前，应进行排气。每根管必须保持0.61米/秒以上的流速，至少运行15分钟，以排除管道内的空气。
4.5.14 污水换热系统安装过程中应进行水压试验。水压试验应符合本规范第4.6.2条的规定，30分钟内不应该出现渗漏现象。
4.5.15 将测得的流量与压降同计算结果进行比较，以判断管路是否有堵塞现象。
4.5.16 在闭式污水环路水压试验完成后，可在机房内向系统充注防冻液及防腐剂。
4.5.17 海水取水口应具有清洗的功能，海水换热器应定期检查和清洗。

4.6 污水换热系统检验与验收

4.6.1 污水换热系统安装过程中，应进行现场检验，并应提供检验报告，检验内容应符合下列规定:
1 与污水直接接触的设备和管道应符合易于过滤、清理的设计要求；
2 污水处理设备应符合长期自动过滤、反冲洗、清理，且处理简便、能耗低的设计要求；
3 管材、管件等材料应具有产品合格证和性能检验报告；
4 引退水管道和换热盘管的长度、布置方式及管沟设置应符合设计要求；
5 埋管的位置和深度、直径、壁厚及长度均应符合设计要求；
6 回填料及其配比应符合设计要求，回填过程的检验应与安装污水引退水管道或换热盘管同步进行；
7 各工作井和检查井应符合设计及施工要求
8 水压试验应合格；
9 各管路流量应满足设计要求；
10 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求；
11 循环水流量及进出水温差应符合设计要求。
12 污水引退水管道和换热盘管的设计、施工与验收应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GBJ13、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268及《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的规定。
4.6.2 水压试验应符合下列规定：
1 闭式污水换热系统水压试验应符合下列规定：
1）试验压力：当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压力的 1.5倍，且不应小于0.6MPa；当工作压力大于1.0MPa时，应为工作压力加0.5MPa。
2）水压试验步骤：换热盘管组装完成后，应做第一次水压试验，在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；换热盘管与环路集管装配完成后，应进行第二次水压试验，在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；环路集管与机房分集水器连接完成后，应进行第三次水压试验，在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不应大于3%。
2 开式污水换热系统水压试验应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的相关规定。

5 室内系统

5.1 一般规定

5.1.1 建筑物内系统的设计应符合现行国家标准《采暖通风空气调节设计规范》GB50019的规定。其中，涉及生活热水或其他热水供应部分，应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015的规定。

5.2 室内系统设计

5.2.1 建筑物内系统应根据建筑的特点及使用功能确定污水源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。
5.2.2 建筑物内系统设计时，应通过技术经济比较后，增设辅助热源、蓄热（冷）装置或其它节能设施。对以冷负荷为主的大型商用或公共建筑地源热泵系统，基于污水流量限制，可运用辅助散热设备。污水换热器则根据最大供热工况设计，辅助散热设备负担供冷工况下超过换热器能力的那部分散热量。
5.2.3 污水源热泵机组性能应符合现行国家标准《水源热泵机组》GB/T19409的相关规定，且应满足污水源热泵系统运行参数的要求，直接污水源热泵机组应具备防堵塞、防腐蚀，易清理的功能。
5.2.4 污水源热泵机组应具备能量调节功能，且蒸发器出口应设防冻保护装置。
5.2.5 当建筑物内有余热可以回收时，热泵机组应具备余热回收功能。污水源热泵制冷同时利用余热回收提供生活热水的冷热联供工况下设计系统综合能效比应大于6。
5.2.6 污水源热泵机组及末端设备应按实际运行参数选型。
5.2.7 建筑物内系统应根据建筑的特点及使用功能确定污水源热泵机组的设置方式及末端空调系统形式。
5.2.8 在污水源热泵机组外进行冷、热转换的污水源热泵系统应在水系统上设冬、夏季节的功能转换阀门，并在转换阀门上做出明确标识。直接污水源热泵机组的系统应在水系统上预留机组清洗用旁通管。
5.2.9 污水源热泵系统在具备供热、供冷功能的同时，宜先采用污水源热泵系统提供（或预热）生活热水，不足部分由其他方式解决。污水源热泵系统提供生活热水时，应采用换热设备间接供给。
5.2.10 热泵机组实际的最高进水温度和最低进水温度应不超过制造商所要求的范围。
5.2.11 建筑物内系统设计时，通过技术经济比较后，可合理增设辅助热源、蓄热（冷）装置或其他节能设施。
5.2.12 热水系统设计按《建筑给水排水设计规范》GB50015、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的规定执行。

5.3 室内系统施工、检验与验收

5.3.1 污水源热泵机组、附属设备、管道、管件及阀门的型号、规格、性能及技术参数等应符合设计要求，并具备产品合格证书、产品性能检验报告及产品说明书等文件。
5.3.2 污水源热泵机组及建筑物内系统安装应符合现行国家标准《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274及《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的规定。
5.3.3 与污水直接接触的设备和管道应符合易于过滤、清理的设计要求；

6 整体运转、调试与验收

6.0.1 污水源热泵系统交付使用前，应进行整体运转、调试与验收。
6.0.2 污水源热泵系统整体运转与调试应符合下列规定：
1 整体运转与调试前应制定整体运转与调试方案，并报送专业监理工程师审核批准；
2 污水源热泵机组试运转应进行水系统及风系统平衡调试，确定系统循环总流量、各分支流量及各末端设备流量均达到设计要求；
3 水力平衡调试完成后，应进行污水源热泵机组的试运转，并填写运转记录，运行数据应达到设备技术要求；
4 污水源热泵机组试运转正常后，应进行连续24h的系统试运转，并填写运转记录。
5 污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。
6 污水源热泵系统能效比不低于3.5；污水源热泵制冷同时利用余热回收提供生活热水的冷热联供工况下设计系统综合能效比应大于6。
6.0.3 污水源热泵整体验收前，应进行冬、夏两季运行测试，并对污水源热泵系统的实测性能作出评价。
6.0.4 污水源热泵系统系统整体运转、调试与验收除应符合本规范规定外，还应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243和《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。

附录A 换热盘管外径及壁厚

A.0.1 聚乙烯（PE）管外径及公称壁厚应符合A.0.1的规定

表A.0.1 聚乙烯（PE）管外径及公称壁厚（mm）
公称外径dn
平均外径
公称壁厚/材料等级
最小
最大
公 称 压 力

1.0MPa
1.25MPa
1.6MPa
20
20.0
20.3
——
——
——
25
25.0
25.3
——
2.3+0.5/PE80
——
32
32.0
32.3
——
3.0+0.5/PE80
3.0+0.5/PE100
40
40.0
40.4
——
3.7+0.6/PE80
3.7+0.6/PE100
50
50.0
50.5
——
4.6+0.7/PE80
4.6+0.7/PE100
63
63.0
63.6
4.7+0.8/PE80
4.7+0.8/PE100
5.8+0.9/PE100
75
75.0
75.7
4.5+0.7/PE100
5.6+0.9/PE100
6.8+1.1/PE100
90
90.0
90.9
5.4+0.9/PE100
6.7+1.1/PE100
8.2+1.3/PE100
110
110.0
111.0
6.6+1.1/PE100
8.1+1.3/PE100
10.0+1.5/PE100
125
125.0
126.2
7.4+1.2/PE100
9.2+1.4/PE100
11.4+1.8/PE100
140
140.0
141.3
8.3+1.3/PE100
10.3+1.6/PE100
12.7+2.0/PE100
160
160.0
161.5
9.5+1.5/PE100
11.8+1.8/PE100
14.6+2.2/PE100
180
180.0
181.7
10.7+1.7/PE100
13.3+2.0/PE100
16.4+3.2/PE100
200
200.0
201.8
11.9+1.8/PE100
14.7+2.3/PE100
18.2+3.6/PE100
225
225.0
227.1
13.4+2.1/PE100
16.6+3.3/PE100
20.5+4.0/PE100
250
250.0
252.3
14.8+2.3/PE100
18.4+3.6/PE100
22.7+4.5/PE100
280
280.0
282.6
16.6+3.3/PE100
20.6+4.1/PE100
25.4+5.0/PE100
315
315.0
317.9
18.7+3.7/PE80
23.2+4.6/PE100
28.6+5.7/PE100
355
355.0
358.2
21.1+4.2/PE80
26.1+5.2/PE100
32.2+6.4/PE100
400
400.0
403.6
23.7+4.7/PE80
29.4+5.8/PE100
36.3+7.2/PE100

A.0.2 聚丁烯（PB）管外径及公称壁厚应符合A.0.2的规定

表A.0.1 聚丁烯（PB）管外径及公称壁厚（mm）
公称外径dn
平均外径
公称壁厚
最小
最大
20
20.0
20.3
1.9+03
25
25.0
25.3
2.3+04
32
32.0
32.3
2.9+04
40
40.0
40.4
3.7+05
50
50.0
50.5
4.6+06
63
63.0
63.6
5.8+07
75
75.0
75.7
6.8+08
90
90.0
90.9
8.2+1.0
110
110.0
111.0
10.0+1.1
125
125.0
126.2
11.4+1.3
140
140.0
141.3
12.7+1.4
160
160.0
161.5
14.6+1.6