污水源热泵系统工程技术规程

DB21

辽 宁 省 地 方 标 准

DB21/T1795–2010 J11626–2010

污水源热泵系统工程技术规程

Technical specification for sewage source heat pump system

2010-03-19 发布 2010-04-19 实施

辽宁省住房和城乡建设厅 辽宁省质量技术监督局

联合发布

辽 宁 省 地 方 标 准

Technical specification of sewage source heat pump system

污水源热泵系统工程技术规程

DB21/T1795–2010 J11626–2010

主编单位：大连理工大学

批准部门：辽宁省住房和城乡建设厅

施行日期：2010年4月19日

2010 沈阳

辽宁省住房和城乡建设厅文件

辽建发［2010］14号

关于发布辽宁省地方标准

《污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《污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/T1795-2010，现予以发布，自2010年 4月19日起施行。

本标准由辽宁省住房和城乡建设厅负责管理，大连理工大学建筑环境与设备工程研究所负责解释。

辽宁省住房和城乡建设厅

2010年4月19日

前 言

根据辽宁省住房和城乡建设厅<2008年度辽宁省工程建设地方标准编制计划>（辽建[2008]78号）文件的要求，为规范污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污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规划设计条件；4污水取水系统；5污水专用换热器；6污水源热泵站；7供冷供热管网系统；8电气与自动控制；9系统整体运行、调试与验收。

本规程由辽宁省住房和城乡建设厅负责管理，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。

本规程主编单位：大连理工大学 本规程参编单位：大连大学

大连冷冻机股份有限公司

大连奥德空调制造工程有限公司 大连恒有源能源开发有限公司 沈阳冰川冷冻机有限公司

本规程主要起草人员：端木琳 李祥立 舒海文 毕海洋 王宗山 于永辉 单莉 关海

啸 张颖 王振江 王仁瑾 单红娜 汪星圩 徐生恒 张德喜 王长森 高亚民

本规程主要审查人员：王岳人 高汉民 郭晓岩 张晓明 王可为 马黎明 王庆辉

1

目 次

1 总 则 ........................................................................................................................................ 1 2 术语和符号 ................................................................................................................................ 2

2.1 术 语 ................................................................................................................................ 2 2.2 符 号 ................................................................................................................................ 2 3 规划设计条件............................................................................................................................. 4

3.1 一般规定 .......................................................................................................................... 4 3.2 污水参数条件 .................................................................................................................. 4 3.3 污水处理措施 .................................................................................................................. 4 4 污水取排水系统......................................................................................................................... 5

4.1 取排水管线 ...................................................................................................................... 5 4.2 污水泵 .............................................................................................................................. 5 4.3 取水除污器 ...................................................................................................................... 6 5 污水专用换热器......................................................................................................................... 7

5.1 一般规定 .......................................................................................................................... 7 5.2 污水专用换热器 .............................................................................................................. 7 6 污水源热泵站............................................................................................................................. 8

6.1 一般规定 .......................................................................................................................... 8 6.2 污水源热泵机组的选择 .................................................................................................. 8 6.3 供回水温度选择 .............................................................................................................. 8 6.4 污水源热泵站配置 .......................................................................................................... 9 6.5 污水源热泵站设计的其他要求 ...................................................................................... 9 6.6 污水源热泵站施工及验收 .............................................................................................. 9 7 供冷供热管网系统 ................................................................................................................... 11

7.1 一般规定 ........................................................................................................................ 11 7.2 管线敷设 ........................................................................................................................ 11 7.3 供冷供热管网水力计算 ................................................................................................ 11 7.4 管道应力计算 ................................................................................................................ 12 7.5 管道绝热 ........................................................................................................................ 12 7.6 供冷供热管网与末端设备的连接 ................................................................................ 13 7.7 供冷供热管网的施工与验收 ........................................................................................ 13 8 电气与自动控制....................................................................................................................... 14

8.1 一般规定 ........................................................................................................................ 14 8.2 供配电 ............................................................................................................................ 14 8.3 控制与监测 .................................................................................................................... 14 8.4 电气与自动控制系统的施工与验收 ............................................................................ 16 9 系统整体运行、调试与验收 ................................................................................................... 17 附录A 污水专用换热器计算 ..................................................................................................... 18 本规程用词说明 ............................................................................................................................ 23 引用标准名录 ................................................................................................................................ 24 条文说明 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

I

Contents

1 General Provisions ...................................................................................................................... 1 2 Terms and Symbols ..................................................................................................................... 2

2.1 Terms ................................................................................................................................... 2 2.2 Symbols ............................................................................................................................... 2 3 Plan and Design Conditions ........................................................................................................ 4

3.1 General Requirements ......................................................................................................... 4 3.2 Sewage Parameters ............................................................................................................. 4 3.3 Sewage Treatment Measures ............................................................................................... 4 4 Sewage Intake and Drain System ................................................................................................ 5

4.1 Sewage Intake and Drain Pipeline ...................................................................................... 5 4.2 Sewage Pump .................................................................................................................... 5 4.3 Decontamination Device of Sewage Intake ........................................................................ 6 5 Dedicated Heat Exchanger for Sewage ....................................................................................... 7

5.1 General Requirements ......................................................................................................... 7 5.2 Performance Requirements ................................................................................................. 7 6 Sewage Source Heat Pump Station ............................................................................................. 8

6.1 General Requirements ......................................................................................................... 8 6.2 Selection of Sewage Source Heat Pump Unit ................................................................... 8 6.3 Selection of Supply and Return Water Temperature ........................................................... 8 6.4 Configuration of Sewage Source Heat Pump Station.......................................................... 9 6.5 Other Design Requirements of Sewage Source Heat Pump Station ................................... 9 6.6 Construction and Acceptance of Sewage Source Heat Pump Station ................................. 9 7 Cooling and Heating Pipe Network System .............................................................................. 11

7.1 General Requirements ....................................................................................................... 11 7.2 Installation of Pipeline ...................................................................................................... 11 7.3 Hydraulic Calculation of Cooling and Heating Pipe Network .......................................... 11 7.4 Stress Calculation of the Pipeline ...................................................................................... 12 7.5 Thermal Insulation of the Pipeline .................................................................................... 12 7.6 Connection Between the Cooling and Heating Pipe Network and Terminal Devices....... 13 7.7 Construction and Acceptance of the Cooling and Heating Pipe Network ......................... 13 8 Electricity and Automatic Control ............................................................................................ 14

8.1 General Requirements ....................................................................................................... 14 8.2 Power Supply and Distribution ......................................................................................... 14 8.3 Control and Monitoring..................................................................................................... 14 8.4 Construction and Acceptance of Electricity and Automatic Control System .................... 16 9 Operation, Debugging and Acceptance of the Whole System .................................................. 17 Appendix A Calculation of Dedicated Heat Exchanger for Sewage .......................................... 18 Explanation of Wording in This Specification ................................................................................ 23 List of Citing Normative Standards ................................................................................................ 24 Explanation of Provisions ............................................................................................................... 25

II

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、安全可靠，保证工程质量，避免项目实施过程中的盲目性，促进污水源热泵技术的良性发展，特制定本规程。

1.0.2 本规程适用于以城市原生污水及污水处理厂出水为低位热源，采用蒸气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 本规程适用于在辽宁省新建、扩建和改建的污水源热泵系统工程。 1.0.4 污水源热泵系统工程的规划设计需要综合考虑当前的技术和经济条件。

1.0.5 污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。

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 城市原生污水 urban raw sewage

未经任何处理的城市污水称为城市原生污水。

2.1.2 污水处理厂出水 treated sewage by sewage treatment plant 经污水处理厂一级处理或二级处理后的污水。 2.1.3 污水源热泵 sewage source heat pump

以污水作为低位热源的热泵。

2.1.4 污水源热泵系统 sewage source heat pump system

污水源热泵系统就是利用污水作为低位热(冷)源，并通过热泵机组提升热媒温度或降低冷媒温度，最终为用户提供热量或冷量的系统。

2.1.5 直接式污水源热泵系统 direct sewage source heat pump system

污水直接进入热泵机组的蒸发器或冷凝器，换热后返回污水渠的污水源热泵系统。 2.1.6 间接式污水源热泵系统 indirect sewage source heat pump system

污水先与中间传热介质换热，该中间传热介质再进入热泵机组的蒸发器或冷凝器进行换热的污水源热泵系统。

2.1.7 中间传热介质 intermediate heat-transfer medium

间接式污水源热泵系统中，通过换热装置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。

2.1.8 污水专用换热器 dedicated heat exchanger for sewage

在间接式污水源热泵系统中从污水取热或向污水释热的换热器称为污水专用换热器。 2.1.9 污水防阻机 sewage clog-proof machine

污水源热泵系统中能自动截留并排除水中污物，有效防止污杂物阻塞换热器、水泵和管路的一种机械设备。

2.1.10 供冷供热管网 cooling and heating distribution pipe network

通过冷媒或热媒将热泵装置制取的冷或热输送到用户的管路系统。

2.2 符 号

A b? —— 换热器的总换热面积； —— 换热器内最外层管的中心与外壳内壁的距离； —— 换热管的直径； —— 换热器的外壳直径； —— 壳程流体的摩擦系数； —— 管子排列方法对压力降的修正系数； —— 壳程压力降的结垢修正系数； —— 结垢修正系数；

dm D f0 F Fs Ft

h hq —— 折流板间距； —— 清洁流体侧换热系数； —— 污水侧换热系数； —— 换热器总换热系数； —— 换热管的管长； —— 换热器内的换热管数目； —— 横过管束中心线的管子数； —— 折流挡板数； —— 换热器内的管程数； —— 串联的壳程数； —— 换热管的管间距； —— 按壳程流通截面积计算的流速； —— 管道附件的散热损失附加系数； —— 管内污垢厚度； —— 换热管壁厚； —— 沿程阻力系数。 —— 管内污垢导热系数； —— 换热管导热系数； —— 换热器有效平均温差的修正系数； —— 流体流经直管的压力降； —— 流体流经回弯管时的压力降； —— 流体横过管束的压力降； —— 流体通过折流板时的压力降； —— 换热器两侧的有效平均温差； —— 换热器逆流方式的对数平均温差。 hw K L n nc NB Np Ns S u0 ? ?1 ?2 ? ?1 ?2 ??t ?p1 ?p2 ?p1' '?p2 ?tm ,?tm ,逆

3 规划设计条件

3.1 一般规定

3.1.1 污水源热泵站选址宜靠近污水水源收集区。

3.1.2 方案设计前，应对污水参数进行详细调查，应收集尽可能长时间的相关监测调查资料，并对污水输送管线与污水源热泵站选址进行工程勘察。

3.1.3 污水源热泵系统形式的选择应以安全、可靠、稳定为基本准则，应综合考虑污水流量、污水水质、污水水温和当地的气候条件等因素，进行全面的技术经济分析。

3.2 污水参数条件

3.2.1 污水源热泵系统可利用的污水主要包括城市原生污水与污水处理厂出水。

3.2.2 污水参数的现场调查应包括污水水量与污水水温的各季节变化情况和典型天的逐时变化数据，应调查污水的全年最大流量和最小流量，以及全年最高水温和最低水温。 3.2.3 设计工况下污水水源可利用的温降（温升）不宜小于3℃。

3.2.4 污水水源为城市原生污水时，冬季流出蒸发器的污水温度应满足污水处理厂处理工艺的最低要求，夏季流出冷凝器的污水温度不应高于35℃。

3.3 污水处理措施

3.3.1 在污水源热泵系统中需要对污水进行处理时，宜采用低成本的物理措施，具体方法的选择应综合考虑污水处理技术效果与换热器运行维护要求等因素，经技术经济分析后确定。 3.3.2 污水水源为城市原生污水时，污水在进入污水取水管路前宜设置孔径≤50mm的自动清洗滤网或格栅，且在进入换热设备前应设置具有连续自动除污功能的取水除污器，并满足换热设备使用要求。

3.3.3 污水水源为污水处理厂出水时，在取水管路上宜设置常规过滤装置。 3.3.4 进入污水专用换热器或热泵机组的污水水质应满足相应设备的具体要求。

4 污水取排水系统

4.1 取排水管线

4.1.1 污水取排水管线设计不应影响市政排水。

4.1.2 污水取水管线不宜过长，应尽量减少污水管线转弯及阀门安装；污水泵和管道应采取减震降噪措施。

4.1.3 污水取水管道管内壁应光滑，一般可选用铸铁管及PVC等耐腐蚀性的管材。机房内管道可选用内外防腐的碳钢管。

4.1.4 在污水泵的总压水管上、污水干管进出热泵机组处及换热器进出口处应安装压力表和温度计；宜选用无表弯的压力表，且朝上安装。

4.1.5 污水干管的公称管径不宜小于100mm，污水管道中的流速不应低于0.7m/s。 4.1.6 污水取水口应设置在污水渠最低水位以下，且应防止吸入底部泥沙或水面污杂物。 4.1.7 在污水干渠内取水时，宜采用具有切割功能的装置将污水中大尺度污物切割搅碎。 4.1.8 污水流量波动较大，不能满足瞬时冷/热负荷需求时，应修建污水蓄水池，蓄水池的容量应能满足热泵系统供冷/热的需要。污水蓄水池应设置溢流通道和人工或自动排污清污措施。

4.1.9 在有压污水管上取水时，应设置必要的安全措施，且有压取水口的孔口面积不宜小于后接取水管道的面积。有压污水的进水管应设有闸门。

4.1.10 当采用自流管（渠）取水时，宜在取水端安装可启闭的闸门并设置冲洗措施，停用时应将闸门关闭。

4.1.11 应注意取水管线与热泵机房的位置与高差，热泵机房位置较低时，应采取防污水倒灌机房的措施。

4.1.12 污水取用后应排到取水点下游的市政污水管道中，且排水管路上宜采取消能措施。

4.2 污水泵

4.2.1 污水取水泵应选择专用污水泵，并应设计成自灌式。

4.2.2 污水泵进口不应设底阀，出口设置止回阀，水泵进出口均应装设闸阀。 4.2.3 污水管网流动阻力计算时应考虑其流动阻力特性与清水的差异性。

4.2.4 污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，并符合以下要求：

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 污水取水泵不宜少于两台，当不超过三台时，其中一台宜设为备用泵； 3 应考虑近远期结合，一般可考虑远期增加水泵台数或换装大泵。

4.2.5 污水泵房周围应设置排水沟，并通向集水池，设置小型潜水排污泵，及时排走集水池中的污水。

4.2.6 设置污水泵的房间应进行机械通风，并应设置事故通风装置。

4.3 取水除污器

4.3.1 当使用城市原生污水作为污水源热泵的冷热源时，应采用具有自动除污功能的取水除污器去除污水中的大型污杂物。当使用污水处理厂出水作为污水源热泵的冷热源时，可采用常规过滤器进一步去除污水中的污杂物。

4.3.2 原生污水取水除污器应具有连续自动除污功能和防泄漏功能。 4.3.3 取污水量少的系统，宜采用具备防泄漏功能的容器型污水防阻机。

5 污水专用换热器

5.1 一般规定

5.1.1 污水专用换热器应用于间接式污水源热泵系统。

5.1.2 设计前应根据污水参数确定采用污水专用换热器的技术经济可行性。 5.1.3 存在冻结的可能时，中间传热介质应添加防冻剂。

5.1.4 添加防冻剂后的中间传热介质的冰点宜比设计最低运行水温低3℃～5℃。

5.2 性能要求

5.2.1 宜选用多管程的固定管板式壳管换热器及其他不易堵塞的高效换热器作为污水专用换热器。

5.2.2 污水专用换热器采用壳管式换热器时，污水应流经管程，中间传热介质流经壳程。换热管管径不宜小于25mm，污水专用换热器的布置应满足安装、运行和检修要求。污水专用壳管式换热器的选择计算参见附录A。

5.2.3 中间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 安全环保，腐蚀性弱； 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。

5.2.4 污水专用换热器应根据水质参数选择耐腐蚀的管材。

5.2.5 污水专用换热器的总换热系数的取值，应考虑污水换热性能和流动性能与清水的差异性，并应根据专业设备厂家的技术参数确定。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。

5.2.6 污水专用换热器应设置清洗装置，宜采用在线清洗技术。

5.2.7 污水专用换热器应设自动充液及泄漏报警系统；需要防冻的地区，应设防冻保护装置。

6 污水源热泵站

6.1 一般规定

6.1.1 污水源热泵系统方案确定时，应综合考虑污水源热泵站选址、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，并应确保冬季热泵供热系统平均COP值不低于2.2。

6.1.2 污水源热泵站位置应根据建筑总体规划、污水取水位置、冷（热）用户位置、环境卫生和管理维护要求等因素确定。

6.1.3 建筑冷热负荷计算方法应符合国家及辽宁省现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019、《公共建筑节能设计标准》DB21/T1477和《居住建筑节能设计标准》DB21/T1476的有关规定。建筑应进行全年负荷计算分析，并根据分析结果确定热泵机组的选型。污水源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。

6.1.4 应根据建筑或区域的全年负荷曲线、全年污水温度与污水量曲线、热泵机组的性能和辅助冷热源的形式，经技术经济分析决定是否设置辅助冷热源系统。

6.1.5 污水源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污水管网的投资及运行费用，宜做技术经济分析后决定。

6.1.6 污水源热泵站内应设置机械通风及事故通风装置。

6.2 污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、污水参数逐时曲线和热泵机组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满负荷与部分负荷时的调节要求，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 污水直接进入污水源热泵机组，机组换热器应采用防腐材质，且机组宜设置自动清洗装置。

6.2.4 制冷剂的选择必须符合有关环保要求。

6.3 供回水温度选择

6.3.1 污水源热泵系统冷热水设计参数，应通过技术经济比较后确定。宜采用以下数值：

1 冷水供水温度：4℃～9℃，对于带有蓄冷装置的系统，冷水供水温度可以降低； 2 冷水供回水温差：5℃～10℃；

3 热水供水温度：40℃～60℃；

4 热水供回水温差：5℃～15℃，低温热水地板辐射采暖系统宜小于或等于10℃。 6.3.2 多个污水源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。 6.3.3 污水源热泵机组热源侧的进出水温差应不小于使用侧的进出水温差。 6.3.4 应根据所选择的供回水温度，设计或校核供热空调末端装置的容量。

6.4 污水源热泵站配置

6.4.1 污水源热泵站布置形式可分为集中式、一级分散式和两级分散式三种形式，应根据建筑类型、建筑空间分布和冷热负荷特点等规划条件采取适宜的布置形式。 6.4.2 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。

6.4.3 当污水源热泵站的供冷与供热转换通过热泵机组外部阀门的启闭来实现时，应根据水质状况选择具有良好防腐、密闭性能的转换阀。

6.4.4 对直接式污水源热泵系统，当采用热泵机组外部阀门的启闭来实现供冷与供热的转换时，应对转换前的污水管路系统（含污水流经的冷凝器或蒸发器）进行冲洗，冲洗用水的水质宜与冷热循环水的水质相同。

6.4.5 热泵机房内排水系统的排水能力必须能够满足管路系统冲洗时的最大排水量。 6.4.6 污水源热泵站的冷热水系统应按《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019中6.4节的相应规定执行。

6.5 污水源热泵站设计的其他要求

6.5.1 污水源热泵站内应有良好的通风和照明设施，安装、检修和运输通道等其他设置应符合国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的规定。

6.5.2 设备和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》GB 50264的规定。

6.5.3 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》GB 50019的规定。

6.6 污水源热泵站施工及验收

6.6.1 污水源热泵站的施工企业应具有相应的施工安装资质。

6.6.2 污水源热泵站施工前应具备经审图单位审查通过后的相关设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。

6.6.3 污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。

6.6.4 污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》GB 50231和《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB 50274的相关规定执行。

6.6.5 污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》GB 50243、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411的相关规定。

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》GB 50019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》CJJ 34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等。定压压力选取应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。 7.1.3 区域供冷供热管网水力计算应包括典型事故工况分析。 7.1.4 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 污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。

7.2.6 管网输送干线每隔2.0km～3.0km，输配干线每隔1.0km～1.5km，宜装设一个分段阀。 7.2.7 露天敷设的管道上宜采用钢制阀门和附件，不得采用灰铸铁的阀门和附件。 7.2.8 管网主干管或支干管的起点应安装关断阀门。

7.2.9 地下敷设管道安装阀门、放水放气装置等管路附件时应设检查室。 7.2.10 管线的下列地点应设除污器：

1 循环水泵的入口前的管道上； 2 用户入口处的管道上。

7.3 供冷供热管网水力计算

7.3.1 计算冷热负荷时应按近期冷热负荷并应考虑计入发展的冷热负荷，对于分期建设的管网，可以留有余地或考虑增设管网的可能性。

7.3.2 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。 7.3.3 区域供冷供热管网输送距离不宜过长，输送距离不宜大于2.0km～3.0km。 7.3.4 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分别计算。 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《城市热力网设计规范》CJJ 34的要求。

7.3.9 区域管网的公称管径DN不应小于50mm，通向单体建筑的管径不宜小于32mm。 7.3.10 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/T 81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》GB 11790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）量损失计算参见辽宁省《海水源热泵系统工程技术规程》DB21/T1720。

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 地上敷设 管沟敷设 直埋敷设 散热损失附加系数? 0.15～0.20 0.15～0.20 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。

7.5.5 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》GB 50264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》GB 50019和《城市热力网设计规范》CJJ 34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。

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》CJJ 28、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411的规定执行。

8 电气与自动控制

8.1 一般规定

8.1.1 污水源热泵站、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 污水源热泵站、水泵房及换热站的供配电和照明系统的设计，除应符合本章规定外，尚应符合国家和行业内相关电气设计标准、规范的规定。

8.2 供配电

8.2.1 污水源热泵站应根据其工程规模和重要性，合理确定用电负荷等级，规模较大的污水源热泵站宜采用专用直配输电线路供电。

8.2.2 水泵房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 对于设有中继泵的系统，中继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》GB 50052等相关技术规范规定的原则确定。 8.2.4 当污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，并宜采用放射式配电方式。

8.2.5 污水源热泵站内的自动控制线路宜采取屏蔽措施。

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污水源热泵站，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。污水源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场所。

8.2.8 低压配电应符合国家现行标准《低压配电设计规范》GB 50054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。

8.2.9 水泵房及污水源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。 8.2.10 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。 8.2.11 污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准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169的规定。

8.3 控制与监测

8.3.1 污水源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、污水泵、中介循环泵、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。

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与供热工况间的转换措施。

8.3.6 在有污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 污水取水口应设置水质监测点和控制闸门。

8.3.8 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和控制内容：

1 热泵机组的供、回水温度及压差控制或监测； 2 污水调节池水位、调节池入口污杂物的监测； 3 污水供排水温度和流量监测；

4 换热器热泵侧的水温、水质、水量监测； 5 换热器侧污水防堵液位监测与报警； 6 冷（热）媒水质自动控制与监测； 7 辅助热源设备的启停控制； 8 水泵的变频控制； 9 热泵机组启停台数的控制；

10 热泵机组运行状态监测及故障报警； 11 供冷供热模式的控制与转换；

12 换热站、取水泵房与污水源热泵站之间的通讯与控制； 13 冷热量计量与管理； 14 机组自动保护；

15 热泵机房的制冷剂浓度的监测与报警； 16 污水取水的流量计量；

17 污水进出换热器或热泵机组处及污水防阻机的压差报警。 8.3.9 技术可靠时，宜对热泵机组的出水温度进行优化设定。 8.3.10 热泵机组应优先采用由冷量优化控制运行台数的方式。

8.3.11 在总装机容量较大、数量较多的大型污水源热泵工程中，宜采用机组群控方式。 8.3.12 应对系统供冷、供热量的瞬时值和累计值进行监测。

8.3.13 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。 8.3.14 污水源热泵站内压差旁通控制阀应采用常闭式。

8.3.15 大型污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装置。 8.3.16 污水取水泵自动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。 8.3.17 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。 8.3.18 污水源热泵站内宜预留通讯管理接口。

8.3.19 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》GB 50019和《公共建筑节能设计标准》GB 50189执行。

8.4 电气与自动控制系统的施工与验收

8.4.1 电气与自动控制系统的施工企业应具有相应的施工资质。

8.4.2 电气与自动控制系统施工前应具备经审图单位审查通过后的相关设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。

8.4.3 电气与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》GB 50305、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169、《电气装置安装工程施工及验收规范》GB 50254～GB 50259、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411的相关规定。

9 系统整体运行、调试与验收

9.0.1 污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 污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 污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，应进行污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 污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 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。

9.0.3 污水源热泵系统整体验收前，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做出评价。

9.0.4 污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》GB 50243、《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ 28和《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB 50274、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300和《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411的相关规定。

附录A 污水专用壳管式换热器计算

污水中含有大量的污杂物，其流动性能与换热性能与清水有很大差异，通常选用固定管板式的壳管换热器作为污水专用换热器，设计计算中应重点考虑换热器总换热系数的选取与阻力计算等内容。

1、冷、热流体流动通道的选择

由于清洗管子的内部较之清洗其外部要更为容易，以及污水极其容易污染堵塞换热设备的缘故，清洁流体走壳程，污水走管程。

2、根据系统的冷热负荷要求来计算换热器的换热量 3、流体两端温度的确定

冷热流体进出口温度根据实际工程条件由设计确定。 4、确定参与换热的两种流体的流向，计算传热温差

为改善壳程换热，通常采用折流挡板，通过设置折流挡板，以达到实现强化传热的目的。示意图如图A，即两种流体的流向为错流。

图A 设置折流板的壳管式换热器

两种流体的有效平均温差先按逆流计算，再乘以考虑流动方向的温差修正系数，即：

?,逆 （A.0.1） ?tm???t??tm?,逆＝式中：?tm?t2??t1为逆流对数平均温差；??t为考虑流动方向的温差修正系数，?t2ln?t1具体可参见《管壳式换热器》GB 151。 5、总换热系数的计算1

换热热阻由四部分组成：污水侧对流换热热阻、污垢热阻、管壁热阻、清水管外侧对流换热热阻，即：

11?1?21 （A.0.2） ????Khw?1?2hq式中： K —— 换热器总换热系数，kW/(m2·℃)；

hw —— 污水侧换热系数，kW/(m2·℃)；

hq —— 清水侧换热系数，kW/(m2·℃)；

?1 —— 管内污垢厚度，m；

?1 —— 管内污垢导热系数，kW/(m·℃)；

1

杨善让，徐志明，孙灵芳. 换热设备污垢与对策. 北京: 科学出版社, 2004.

?2 —— 换热管厚度，m；

?2 —— 换热管导热系数，kW/(m·℃)。

1）污垢热阻计算2,3,4

换热管污垢增长特性与流速有直接关系，流速在0.5m/s～2.5m/s之间时，污垢平衡厚度在0.3mm～5.0mm之间；污垢导热系数1.163 W/(m·℃) ～3.490W/(m·℃)。

2）污水侧换热系数计算5,6

实验表明：随着流速增长，污垢热阻比逐渐减小，而污水侧对流热阻比逐渐增大，当流速大于1.5m/s后，污水侧对流热阻比与污垢热阻比均已趋于稳定，污水对流热阻是污垢热阻的四倍左右，实际计算中取其四倍。

3）清水侧换热系数与管壁热阻计算：按常规换热准则关联式计算

对于已知的换热系统，管壁热阻及清水侧对流热阻所占比例很小，热阻主要集中在污水侧对流热阻和污垢热阻。原生污水的流动换热效果不好，尽管流速很大，但总换热系数基本在600 W/(m2·℃)左右7。目前污水专用换热器的平均换热系数的取值宜为550 W/(m2·℃) ～750 W/(m2·℃)。 6、主要工艺尺寸的确定

根据换热器需要传递的换热量计算出换热面积A，当确定了换热面积后，初步确定换热器的基本参数（管径、管程数、管子根数、管长、管子排列方式、折流元件等的型式及布置、壳体直径等结构参数），主要包括以下内容：

1）管子的选用

选用较小直径的管子，可以提高流体的对流换热系数，并使单位体积设备中的换热面积增大，设备较紧凑，单位换热面积的金属耗量少，但制造麻烦，小管子易结垢，不易清洗，可用于较清洁流体。大管径的管子用于粘性较大或易结垢的流体。

我国壳管式换热器常采用无缝钢管，规格为外径×壁厚，常用的换热管的规格：2.5，?25×3。 ?38×

管子的选择要考虑清洗工作的方便及合理使用管材，同时还应考虑管长与管径的配合。 2）折流挡板

挡板的形状和间距必须适当，方能取得良好效果。以弓形为例，缺口的高度一般取为壳体内径的10%～40%，常见的是20%～25%。缺口方向可水平和垂直排列。挡板间距过大，流速小，不能保证流体垂直流过管束；间距过小，流动阻力增加，且不便于检修。可采用园缺型、园盘型、分流型等；我国系列标准规定的固定管板式挡板间距：150 mm、300 mm 和 600 mm 三种规格）。

3）管子总数n的确定

n?A （A.0.3） ?dmL式中：A为总换热面积；dm为换热管的直径；L为换热管的管长；国内管材生产规格， 23

吴荣华, 张承虎, 孙德兴等. 城市原生污水冷热源换热管软垢特性研究. 流体机械, 2006, 34(01): 59～62. 李鑫, 孙德兴, 张承虎等. 污水换热器内污垢生长特性实验研究. 暖通空调, 2008 38(2)：5~8. 4

崔福义, 李晓明, 周红. 污水换热器污垢热阻特性研究. 煤气与热力, 2005, 25(06): 9～12. 5

吴荣华. 原生污水源热泵系统研究与工程应用: [博士学位论文]. 哈尔滨工业大学, 2006. 6

吴荣华, 孙德兴, 张成虎等.热泵冷热源城市原生污水的流动阻塞与换热特性. 暖通空调, 2005, 35(2): 86-88 7

武姿,张世钢,付林等. 污水换热器传热性能测试分析. 暖通空调, 2009, 39(2): 87-89

长度一般为：1.5、2、2.5、3、4.5、5、6、7.5、9、12ｍ等。

4）管程数Np的确定

通常采用6～8管程，并应使每程的管数大致相等。 5）管子的排列方式及管间距的确定

管子在管板上排列的原则是：管子在整个换热器的截面上均匀分布，排列紧凑，结构设计合理，方便制造并适合流体的特性。其排列方式通常为等边三角形与正方形两种，也有采用同心圆排列法和组合排列法。

在排列管子时，应先决定好管间距。决定管间距时应先考虑管板的强度和清理管子外表时所需的方法，其大小还与管子在管板上的固定方式有关。

换热管管长与壳径（LD）之比：LD?4～6。

换热管排列：正三角形、正方形直排、正方形错排、同心圆排列。

管间距：胀接法，S=(1.3～1.5) dm，且S>(dm+6)；焊接法，S=1.25dm。 6）外壳直径的确定

D?S(nc?1)?2b' （A.0.4）

正三角形排列：nc?1.1n；正方形排列：nc?1.19n。

b?为最外层管的中心与外壳内壁的距离，通常b??1.0～1.5dm。 壳体的标准尺寸见下表A。

表A 壳体标准尺寸

外壳直径D（mm） 最小壁厚（mm） 325 8 400，500，600，700 10 800，900，1000 12 1100，1200 14

7、流动阻力计算

1）管程流体阻力

由于污水换热器的传热系数较小，为满足换热量的要求，采用多管程换热器，对于多管程换热器，流体总阻力应等于各程直管阻力、回弯阻力及进、出口阻力之和（通常忽略进、出口阻力）：

??P???P??P?FNNi12tsp （A.0.5）

2式中： ?P1 —— 流体流经直管的压力降，N/m；

?P2 —— 流体流经回弯管时的压力降，N/m2；

2.5取1.4； Ft —— 结垢修正系数，?25×Ns —— 串联的壳程数； Np —— 管程数。

89

（1）直管压力降 ?P 1，

按流体力学的一般公式进行计算，要考虑污水流动性能与清水的差异性。城市污水的流动切应力本构式可表示为A.0.6式： 89

吴荣华, 张承虎, 孙德兴. 城市污水类非牛顿幂律湍流流动特性研究. 水动力学研究与进展A辑 2005, 20(06): 708～713. 吴荣华, 张成虎, 孙德兴. 城市原生污水源热泵系统运行工况与参数特性. 流体机械, 2005, 33(11): 73～76.

n?du???k??dy?? （A.0.6）

??式中k、n为本构常数， k=8.0×10-4，n=1.6。

特征广义雷诺数Res

Res?d?um2?nn1n?k?? （A.0.7）

式中： um —— 管内水的平均流速，m/s；

d —— 管径，m；

? —— 水的密度，kg/m3。 层流时沿程阻力系数?：

190s1.6??紊流光滑区沿程阻力系数?：

?Re? （A.0.8）

???Re?0.416s0.23 （A.0.9）

原生污水的流动阻力特性与清水有很大差异，相同紊流条件下，其阻力系数为清水的四倍左右。

（2）回弯管中的压力降 ?P2 由下面的经验公式估算：

2??um??P2?3?2??? （A.0.10） ??2）壳程流体阻力

壳程流体阻力的计算公式很多，但由于壳程流体的流动状况十分复杂，由不同的公式计算的结果相差较大。

埃索法计算壳程压降

??P0的公式：

??P???P???P??FN012ss （A.0.11）

式中： ?P1? —— 流体横过管束的压力降，N/m2；

?P2? —— 流体通过折流板时的压力降，N/m2；

Fs ——

壳程压力降的结垢修正系数，对于液体取1.5， 对于气体或可凝蒸汽取1.0；

Ns —— 串联的壳程数。 ?按下式计算 ： ?P1?、?P2??P1?Ff0nc?NB?1?2?u02h??u0，?P2??NB? （A.0.12） 3.5???2D?2?

2

式中： F ——

管子排列方法对压力降的修正系数；对于正三角形排列F=0.5，对于正方形排列 F=0.3，对于正方形斜转 45 度 F=0.4；

f0 —— 壳程流体的摩擦系数； nc —— 横过管束中心线的管子数；

NB —— 折流挡板数；

h —— 折流板间距，m； u0 ——

按壳程流通截面积计算的流速，而A0?h?D?ncdm?， 或由系列标准中查得，m/s。

通常，液体流经换热器的压力降为0.1atm～1.0atm，设计时，换热器的工艺尺寸应在压力降与换热面积之间予以权衡，使之既能满足工艺要求，又经济合理。 8、校核计算

根据确定的尺寸，进行换热量的校核。

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”。

引用标准名录

《污水综合排放标准》GB 8978

《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082 《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T19923 《污水再生利用工程设计规范》GB 50335 《室外排水设计规范》GB 50014 《管壳式换热器》GB 151

《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019 《公共建筑节能设计标准》GB 50189 《泵站设计规范》GB 50265

《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/T 18430.1 《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069 《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332 《低压配电设计规范》GB 50054 《供配电系统设计规范》GB 50052

《滨海电厂污水冷却水系统牺牲阳极阴极保护》GB/T 16166 《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264 《设备及管道保冷技术通则》GB 11790

《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231

《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB 50274 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50305

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169 《电气装置安装工程施工及验收规范》GB 50254～259 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300 《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411 《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082 《民用建筑节能设计标准》JGJ 26 《城市热力网设计规范》CJJ 34

《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T 81 《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ 28 辽宁省《海水源热泵统工程技术规程》DB21/T1720 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/T1643

辽宁省地方标准

污水源热泵系统工程技术规程

DB21/T1795–2010

条文说明

2010沈阳

辽宁省地方标准

污水源热泵系统工程技术规程

DB21/T1795–2010

条文说明

大连理工大学 主编

前 言

为在全省推广污水源热泵技术，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《污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，请将意见函寄至大连理工大学建筑环境与设备工程研究所（116023）。

目 次

1 总 则 ........................................................................................................................................ 1 3 污水源热泵系统工程规划设计条件 ......................................................................................... 2

3.1 一般规定 .......................................................................................................................... 2 3.2 污水参数条件 .................................................................................................................. 3 3.3 污水处理措施 .................................................................................................................. 4 4 污水取排水系统......................................................................................................................... 5

4.1 取排水管线 ...................................................................................................................... 5 4.2 污水泵 .............................................................................................................................. 5 4.3 取水除污器 ...................................................................................................................... 5 5 污水专用换热器......................................................................................................................... 7

5.1 一般规定 .......................................................................................................................... 7 5.2 性能要求 .......................................................................................................................... 7 6 污水源热泵站............................................................................................................................. 9

6.1 一般规定 .......................................................................................................................... 9 6.3 供回水温度选择 .............................................................................................................. 9 6.4 污水源热泵站配置 ........................................................................................................ 10 6.6 污水源热泵站施工及验收 ............................................................................................ 10 7 供冷供热管网系统 ................................................................................................................... 11

7.1 一般规定 ........................................................................................................................ 11 7.2 管线敷设 ........................................................................................................................ 11 7.3 供冷供热管网水力计算 ................................................................................................ 11 7.5 管道绝热 ........................................................................................................................ 11 7.6 供冷供热管网与末端设备的连接 ................................................................................ 11 8 电气与自动控制....................................................................................................................... 12

8.2 供配电 ............................................................................................................................ 12

I

1 总 则

1.0.3 污水源热泵系统工程可以用于辽宁省内单体建筑供热供冷，也可以用于多栋建筑的区域供冷供热工程。

1.0.5 本规程对污水源热泵系统工程设计中的污水取水系统、污水源热泵、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。但污水源热泵系统涉及的专业较多，各专业均有相应的标准。在进行污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。

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3 污水源热泵系统工程规划设计条件

3.1 一般规定

3.1.1 污水源热泵既可以供单体建筑，也可以供多幢建筑群，主要看污水量是否满足建筑的负荷要求。一般说来，从污水主干渠取水易获得较大的水量，但是，如果距离建筑较远，将导致系统效率低下。因此，应以污水源与用户靠近为宜。

3.1.2 污水相关监测资料的调查包括以往历史的水温、水量与水质参数，更应包括规划中的污水参数，供设计参考。

3.1.3 污水源热泵系统根据热泵机组换热器是否直接与污水接触分为直接式污水源热泵系统与间接利用式污水源热泵系统。

1 直接式 污水不经污水专用换热器，直接进入热泵机组。冬季运行模式下，污水直接进入蒸发器，夏季运行模式下，污水直接进入冷凝器。由于不需要间接热交换器，没有中间换热温差损失，因此系统效率较高，对污水温度较低、水质较好的应用场合比较适合，但必须采取必要的措施保证机组的安全运行；

2 间接式 污水通过污水专用换热器，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压下凝固点低于0℃的溶液，可选择浓度适宜的乙二醇溶液等。

污水水源为城市原生污水，且水质满足《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定的水质标准时，宜采用间接式污水源热泵系统。

污水水源为污水处理厂的出水时，水质不满足《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定时，宜采用间接式污水源热泵系统；满足《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定，应采用直接式污水源热泵系统。

《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定排入城市下水道的污水水质，其最高允许浓度必须符合表3.1的规定。

表3.1 污水排入城市下水道水质标准

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目名称 pH值 悬浮物 易沉固体 油脂 矿物油类 苯系物 氰化物 硫化物 单 位 mg/L mg/L·15min mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 最高允许 浓度 6.0～9.0 150(400) 10 100 20 2.5 0.5 1 序号 19 20 21 22 23 24 25 26 项目名称 总铅 总铜 总锌 总镍 总锰 总铁 总锑 六价铬 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 最高允许 浓度 1 2 5 1 2.0(5.0) 10 1 0.5 2

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 挥发性酚 温度 生化需氧量（BOD5） 化学需氧量（CODcr） 溶解性固体 有机磷 苯胺 氟化物 总汞 总镉 mg/L ℃ mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 1 35 100(300) 150(500) 2000 0.5 5 20 0.05 0.1 27 28 29 30 31 32 33 34 35 总铬 总硒 总砷 硝基苯类 阴离子表面活性剂（LAS） 阴离子表面活性剂（LAS） 氨氮 磷酸盐（以P计） 色度 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 倍 1.5 2 0.5 600 5 10.0(20.0) 25.0(35.0) 1.0(8.0) 80 注：括号内数值适用于有城市污水处理厂的城市下水道系统

《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定，见表3.2。

表3.2 再生水用作冷却用水的水质标准

项 目 pH值 SS/mg·L 浊度/度 BOD5/mg·L CODcr/mg·L-1 铁/mg·L-1 锰/mg·L 氯化物/mg·L 总硬度（以CaCO3计/mg·L-1） 总碱度（以CaCO3计/mg·L-1） 氨氮/mg·L 总磷（以P计）/mg·L 溶解性总固体/mg·L-1 游离余氯/mg·L-1 粪大肠菌群/个·L 注：铜材换热器循环水氨氮为1 mg/L。 -1-1-1-1-1-1-1直流冷却水 6.0～9.0 30 - 30 - - - 250 850 500 - - 1000 末端0.1～0.2 2000 循环冷却补充水 6.5～9.0 - 5 10 60 0.3 0.2 250 450 350 10* 1 1000 末端0.1～0.2 2000

本条文规定了水源的水质应满足机组的用水要求，否则应采取进一步的措施。因为水源不理想可能造成机组堵塞、结垢和效率降低，甚至无法正常使用。

3.2 污水参数条件

3.2.1 应避免利用强酸或强碱的高腐蚀性的水质。

3.2.2 宜进行72小时以上的流量变化测试，并应包括冷热逐时负荷峰值所对应的时刻。 3.2.3 冬季供热时，污水的温度较低，易出现可利用的温差较小的情况，建议设计工况下污水水源可利用的温差不宜小于3℃，以避免过小的温差导致换热面积迅速增加和系统能效下降的不利情况。

3.2.4 由于污水处理要依靠污水有一定的温度，若原生污水水温降低过大，将有可能影响污

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水处理工艺的正常运行。夏季水温不能过高，应有可以利用的温升，《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定污水排入下水管内的温度上限为35℃，为防止产生异味，引起环境污染，夏季时排放的污水温度不宜高于35℃。

3.3 污水处理措施

3.3.1 对污水处理应采用物理处理方法，应该根据现场条件和工程的具体情况选择具体措施。

3.3.2 常用过滤设备是格栅和筛网，格栅主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污水进水口，以防止管道、机械设备及其他装置的堵塞。筛网的网孔较小，一般小于10mm，主要用以滤除废水中的纤维、纸浆等较小悬浮物。原生污水中含污物较多，人工清理费时费力，故选择性能优良的具有连续自动除污功能的取水除污器非常重要。

3.3.3 城市污水厂处理污水有三个级别，一级处理，即城市污水处理的三个级别中的第一级，污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处理为预处理，用以去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，调节废水pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷。以二级处理为主体，必要时再进行三级处理，即高级处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。

3.3.4 目前，国内尚没有统一的可用于换热器的原生污水水质标准，因此，在选择设备时，应尽量选择有污水源热泵工程经验的取水除污器、污水专用换热器和热泵生产厂家。

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4 污水取排水系统

4.1 取排水管线

4.1.2 原生污水中含有大量杂质，极易堵塞管道与阀门。即使安装阀门也宜采用不易被堵塞的阀门，不应使用蝶阀。

4.1.4 压力表阀门平时关闭，仅在检查污水子系统是否出现堵塞故障或判定换热器是否需要清洗时使用。

4.1.5 由于污水可取用的温差的限制与水质较差等原因，造成污水取水量大、污垢问题严重与换热效率低，因而污水管道内的最低流速不得小于0.7m/s，否则容易产生管内污物沉淀。一般水泵吸水管流速宜采用0.8 m/s～1.2m/s，压水管流速宜采用1.2 m/s～1.5m/s；污水干管的管径不应小于100mm。

4.1.6 污水取水孔处应根据污水水质特点采用设置格栅或沉沙池等措施。设置格栅的目的是防止大尺度污物（一般指大于90mm）进入系统，应根据当地水质特点对格栅定期检查清理。 4.1.7 污水干渠内的污杂物可能较多，采用具有切削功能的装置可将大尺度污物切割搅碎，以免增加系统过滤和清理的负担。

4.1.9 闸门的设置应便于操作检查和维修。

4.1.10 为减少系统水泵能耗，应优先考虑采用自流管（渠）取水的方式。

4.1.11 在设计中应校核系统从取水到机房再到排水点的各处水位，采取相应措施，严防污水倒灌。

4.2 污水泵

4.2.1 一般为湿式潜水泵，可输送含有尺寸在40mm～90 mm范围内的纤维或者其它悬浮杂质的污水。污水泵吸水管上一般应装设软接头、阀门和压力真空表；出水管上应装设软接头、止回阀、阀门和压力表。

4.2.2 污水泵进口不设置底阀以减少管道堵塞的可能性。

4.2.3 城市原生污水的流动阻力特性与清水有很大差异，相同紊流条件下，阻力系数大3倍以上。设计中要防止因污水阻力过大导致水泵性能曲线与管网性能曲线交叉点，即水泵的实际工作点前移，导致水泵流量小于设计流量，进而造成污垢的增长，从而影响系统的节能效果，甚至导致系统停止运行。

4.3 取水除污器

4.3.2 取水除污器可采用污水防阻机、自动筛滤器、自清洗过滤器与多级过滤网等技术。由于运行时污水流量大、污物浓度大，传统过滤技术无法承受，而且容易造成二次污染，建议选用取水除污器可采用如下装置：

1污水防阻机

由转筒滤面（或平板滤面）与驱动装置组成，污水干渠中的污水由污水泵输送至污水防阻机 进行过滤，污水经过滤后由污水循环泵输送至壳管式污水专用换热器，经换热后的污

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水返回污水防阻机 反洗滤面将污杂物带至污水干渠，其混水率不应超过5%，因混水造成污水进出口温差损失不应超过1℃。经换热后的中间传热介质作为热泵机组的冷热源，保证机组正常运行，过滤与反冲洗同时进行。

2 自动筛滤器

主要由孔式旋转筛滤筒和毛刷等构成。其工作原理为：当污水中的浮游物堵塞筛滤筒时，毛刷将随着旋转工作的筛滤筒进行上下刷洗，被刷洗掉的污物和截留的浮游物一同汇集到筛滤器的底部。对于截留在筛滤筒表面的毛发等纤维物质，经筛滤器内的刀片进行切割后，与筛滤器底部的污物一同定期自动排出。此外，为去除附着在筛滤筒内外表面的污垢，筛滤器还具有自动水力反冲洗的功能，一般反冲洗的时间间隔为8h，每次反冲洗时间为60s。

3 自清洗过滤器

此装置是一种通用过滤设备，用转筒滤面过滤，通过设定滤面进出水压差或时间来进行反冲洗，反冲洗水为过滤后的水。其原理与普通的过滤器相同，只是滤面材料与生产工艺有很大区别。

4 过滤格栅

由网眼直径不同的多组滤面构成，例如一级网眼40 mm、二级网眼8 mm、三级网眼1 mm。此方法能解决阻塞问题，但是滤网占地面积大，维护困难。

4.3.3 污水防阻机有容器型防阻机与淹没型防阻机，容器型防阻机是外观呈容器型的污水防阻机。淹没型防阻机是裸露安装在取水头部的污水防阻机。

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