重庆地表水水源热泵系统适应性评估标准样本.docx

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重庆地表水水源热泵系统适应性评估标准样本

建设部备案号:

DB

重庆市工程建设标准

DBJ/T50—XXX—

地表水水源热泵系统适应性评估标准

（征求意见稿）

.

-××-××发布-××-××实施

重庆市城乡建设委员会发布

目次

1总则

1.0.1为规范重庆市地表水水源热泵系统工程应用的评估,做到稳定可靠、安全适用、经济合理、节能高效,保证工程质量,特制定本标准。

【条文说明】本条说明制定本标准的目的,是为了加强地表水水源热泵系统工程应用的评估。

地表水水源热泵近年来得到了日益广泛的应用,为加强对地表水资源状况和系统技术经济可行性及运行效果的评估,避免在推广过程中出现盲目性,确保地表水水源热泵系统具有良好的节能与环保效益,特制定本标准。

1.0.2本标准适用于新建、改建、扩建建筑,以地表水为低位热源,采用蒸气压缩热泵技术进行制冷、供热的系统工程的技术经济可行性及运行效果评估。

【条文说明】本条规定本标准的适用范围。

1.0.3预评估体系宜在项目设计前进行,后评估应在项目竣工一年后进行。

【条文说明】本条规定评估体系的适用阶段。

预评估体系应在项目设计初期进行,后评估应在项目竣工一年后进行。

1.0.4地表水水源热泵系统工程的适应性评估,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家和本市现行有关标准规范的规定。

【条文说明】本条阐述本标准与其它标准的关系。

即无论是本标准还是其它相关标准,在地表水水源热泵系统应用的工程评估中都应遵守,不得违反。

2术语

2.0.1地表水水源热泵系统surfacewaterheatpumpsystem

以地表水为低位热源,由水源热泵机组、地表水管热系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

2.0.2水源热泵机组water-sourceheatpumpunit

以水或添加防冻剂的水溶液为低位热源的热泵设备。

一般有水-水热泵机组和水-空气热泵机组等形式。

2.0.3传热介质heat-transfermedium

地表水水源热泵系统中经过换热器与地表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。

2.0.4地表水换热系统surfacewaterheatexchangesystem

存在于地壳表面,暴露于大气的水,包括:

江水、河水、湖水、水库水等地表水进行热交换的热能交换系统,分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。

2.0.5开式地表水换热系统open-loopsurfacewaterheatexchangesystem

地表水在循环泵的驱动下,经处理直接流经水源热泵机组或经过中间换热器进行热交换的系统。

2.0.6闭式地表水换热系统closed-loopsurfacewaterheatexchangesystem

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地表水中,传热介质经过换热器管壁与地表水进行热交换的系统。

2.0.7源水sourcerawwater

取自地表水源水体,用于地表水水源热泵系统的地表水。

2.0.8系统能效比systemenergyefficiencyratio

水源热泵系统的制冷/制热量与系统输入功率之比,这里的系统输入功率是热泵机组和与热泵机组相关的源水侧所有水泵及水处理设备的输入功率之和。

夏季制冷系统能效比用EER表示,冬季制热能效比用性能系数COP表示。

2.0.9系统综合能效比systemsyntheticenergyefficiencyratio

水源热泵系统的制冷/制热量与系统输入功率之比,这里的系统输入功率是热泵机组和与热泵机组相关的源水侧、使用侧所有水泵及水处理设备的输入功率之和。

夏季制冷综合能效比用EER表示,冬季制热综合能效比用COP表示。

3预评估

3.1一般规定

3.1.1地表水水源热泵系统设计前,应对所利用地表水资源及采用地表水水源热泵系统的合理性进行预评估。

3.1.2进行预评估时,应出具预评估报告,预评估报告应包括工程勘察及水资源利用可能会带来的水温升、水温降、环境影响等。

3.2工程勘察

3.2.1地表水水源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并应对地表水水源的水文地质状况进行勘察。

【条文说明】工程场地状况及地表水热能资源条件是能否应用地表水水源热泵系统的基础。

地表水水源热泵系统方案设计前,应根据调查及勘察情况,选择采用开式地表水换热系统或闭式地表水源换热系统。

3.2.2对已具备水文地质资料的地区,应经过调查获取水文地质资料。

对不具备水文地质资料的地区,应采用现场实测的方法获取。

【条文说明】在工程场区内或附近有地表水源的地区,可调查收集已有工程勘察及地表水源资料。

调查以收集资料为主,除观察地形地貌外,应调查已有地表水源的位置、类型、结构、深度、水量、水位、水温及水质情况,还应了解地表水的用途、年用水量及水位变化情况等。

如工程所在地区不具备水文地质资料,应采用现场实测方法获取。

3.2.3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。

3.2.4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、排水沟及架空输配电线、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可利用的地表水水源距拟建建筑物水源热泵机房的距离及高差。

【条文说明】工程场地可利用面积应满足修建地表水抽水构筑物（地表水换热系统）及修建取排水口、或敷设水下换热器的需要。

3.2.5地表水换热系统勘察应包括下列内容:

1地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布;

2不同深度的地表水水温、水位动态变化;

3地表水流速和流量动态变化;

4地表水水质及其动态变化;

5地表水利用现状;

6地表水取水和回水的适宜地点及路线。

【条文说明】地表水水温、水位及流量勘察应包括最近至少5年的最高和最低水温、水位及最大和最小水量;地表水水质勘察应包括:

引起腐蚀与结垢的主要物理、化学成分,地表水源中含有的含沙量、浊度及藻类等。

3.3水体指标

3.3.1水质指标

1地表水水源热泵系统应根据系统要求,尽可能选择水量充分、水质较好的水源。

2进入水源热泵机组的源水水质应保持澄清、水质稳定,对于水质较差的水体,应设置相关水处理措施。

进入水源热泵机组的源水水质宜满足以下参考标准。

表3.2.1开式地表水水源热泵系统源水水质指标

序号

名称

允许含量值

序号

名称

允许含量值

1

含沙量

≤100mg/L

8

SO42-+C1-

≤2500mg/L

2

浊度*

≤50NTU

9

硅酸（以SiO2计）

<175mg/L

3

pH值

6.5～9.5

10

Mg2+×SiO2（Mg2+以CaCO3计）

≤50000mg/L

4

钙硬度+甲基橙碱度（以CaCO3计）

≤1100mg/L（碳酸钙稳定指数RSI≥3.3）

11

游离氯（循环回水总管处）

0.2～1.0mg/L

5

总Fe

≤1.0mg/L

12

NH3-N

≤10mg/L

6

Cu2+

≤1.0mg/L

13

CODCr

≤100mg/L

7

C1-

≤1000mg/L

14

藻密度

≤105个/L

【条文说明】本条提出了对进入水源热泵机组的水质指标建议值。

该建议值针对长江上游地区地表水源水水质条件,在重点研究分析浊度、含沙量、藻类等对水源热泵机组性能影响基础上,综合考虑了水处理技术及其成本和机组性能等方面的因素,并参考了《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-。

水处理措施应尽量采用物理方法,以减少对环境的影响。

当水源浊度较高时,确定水处理工艺时应同时考虑热泵机组的自动在线清洗装置。

地表水经过处理后仍达不到规定时,应加设中间换热器,对腐蚀性较高的水源,宜采用不锈钢或钛板换热器。

采用污水源作为水源热泵系统取水水源,其水源水质要求可参考《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T19923-中污水源作为直流冷却用水的水质要求。

3.2.2水温指标

应用地表水水源热泵系统的水源,最热月平均水温不宜大于28℃,最冷月平均水温不宜小于10℃。

系统的设计应根据水体冬季和夏季的调查资料或实测温度进行,水温资料宜参考近5年数据或直接监测获得。

【条文说明】湖（库）水温中垂直向水温应采用实测温度,或参照《水利水电工程水文计算规范》SL278-进行计算。

3.2.3水量指标

1对应地表水水源热泵系统最大水源水量需求时段的水体实测流量应至少大于水源水量需求的25%。

2浅水或湖泊（水库）水体深度在4.0m～5.0m时水体水面设计热容量不宜超过10W/m2,水体深度在6.0m～7.0m时水体水面设计热容量不宜超过40W/m2,对于温度分层明显的深水池或湖泊（库）（>9.0m）水体水面设计热容量不宜超过60W/m2。

【条文说明】温度分层情况受水深、水体边界条件以及环境条件等诸多因素影响,宜采用软件模拟和实地勘测的方法相结合分析水体水温分层现象,湖（库）水温分布类型可参照《水利水电工程水文计算规范》SL278-进行判别。

该部分水体水面设计热容量可参考美国制冷空调工程师协会颁布的《地源热泵工程技术指南》,对于重庆地区的湖（库）水,研究表明:

在供回水温差为5℃时,5米水深湖（库）的最大热容量为10W/m2,6-7米水深湖（库）的最大热容量为40W/m2,9米水深湖（库）的最大热容量为60W/m2。

在自然状态下。

5米、7米和9米水深湖（库）的底部水温之间分别相差3.9~6℃、1.3~2.3℃,原因在于当水深5米时,水体热分层不明显,热容量很小,当水深在7米以上时,水体热分层较明显,水深的增加对热容量的影响相对较小,但对供冷品质有较大的影响。

3.2.4水体环境评估

应用地表水水源热泵系统应对其尾水排放做环境影响评价,地表水水源热泵系统对水体造成的环境水温变化应控制在:

周平均最大温升≤1℃,周平均最大温降≤2℃。

【条文说明】本条引用现行国家标准《地表水环境质量标准》GB3838-的规定。

3.4热泵机组

3.4.1当水质较差时,宜采用制冷剂侧换向的水源热泵机组。

【条文说明】采用开式地表水换热系统的水源热泵机组的制热、制冷工况采用水侧切换时,会造成水资源的浪费和对空调水系统的污染,采用制冷剂侧切换的热泵机组能有效克服上述问题。

3.4.2水源热泵机组应具有能量调节功能,宜采用无级调节,且其蒸发器出口应设防冻保护装置。

【条文说明】水源热泵机组应可实现变频,从而达到连续调节容量的目的。

当水温达到设定温度时,水源热泵机组应能减载或停机。

用于供热时,水源热泵机组应保证足够的流量以防止机组源水侧出口端结冰。

3.4.3水源热泵机组应采用环境友好型制冷剂,采用过渡制冷剂时,其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定。

【条文说明】制冷剂对环境的破坏主要是破坏大气臭氧层和增强温室效应。

鉴于CFC和HCFC对大气臭氧层的破坏,中国已于1月1日完全停止CFC的生产和消费,而HCFC类物质（含R22、R123）在中国的禁用年限为2040年。

而HFC类物质虽然不破坏大气臭氧层,但属于温室气体,属于《京都议定书》中要限制使用的物质,其使用前景并不明朗,但尚不能确定这一替代进程的时间表,当前主要的替代工质是R134a、R407C、R410A。

一般水源热泵机组的使用年限超过20年,机组选型时应根据设备的使用年限对应制冷剂淘汰的最后时间。

3.4.4水源热泵机组的制冷能效比（EER）、制热性能系数（COP）应符合现行国家标准《水源热泵机组》GB/T19409的规定。

【条文说明】现行国家标准《水源热泵机组》GB/T19409-规定了在名义制冷工况和名义制热工况下冷热风型和冷热水型水源热泵机组的制冷能效比（EER）和制热性能系数（COP）。

表3.4.1冷热风型机组能效比（EER）、性能系数（COP）

名义制冷量Q/W

EER

COP

水环式

地下水式

地下环路式

水环式

地下水式

地下环路式

Q≤14000

3.2

4.0

3.9

3.5

3.1

2.65

14000＜Q≤28000

3.25

4.05

3.95

3.55

3.15

2.7

28000＜Q≤50000

3.3

4.10

4.0

3.6

3.2

2.75

50000＜Q≤80000

3.35

4.15

4.05

3.65

3.25

2.8

80000＜Q≤100000

3.4

4.20

4.1

3.7

3.3

2.85

Q＞100000

3.45

4.25

4.15

3.75

3.35

2.9

表3.4.2冷热水型机组能效比（EER）、性能系数（COP）

名义制冷量Q/W

EER

COP

水环式

地下水式

地下环路式

水环式

地下水式

地下环路式

Q≤14000

3.4

4.25

4.1

3.7

3.25

2.8

14000＜Q≤28000

3.45

4.3

4.15

3.75

3.3

2.85

28000＜Q≤50000

3.5

4.35

4.2

3.8

3.35

2.9

50000＜Q≤80000

3.55

4.4

4.25

3.85

3.4

2.95

80000＜Q≤100000

3.6

4.45

4.3

3.9

3.45

3.0

100000＜Q≤150000

3.65

4.5

4.35

3.95

3.5

3.05

150000＜Q≤230000

3.75

4.55

4.4

4.0

3.55

3.1

Q＞230000

3.85

4.6

4.45

4.05

3.6

3.15

表3.4.3冷热风型机组的试验（名义）工况

试验条件

使用侧入口空气状态

源水侧（热源侧）状态

干球温度

湿球温度

环境干球温度

进水/出水温度

水环式

地下水式

地下环路式

制冷运行

名义制冷

27

19

27

30/35

18/29

25/30

最大运行

32

23

32

40/--a

25/--a

40/--a

最小运行

21

15

21

20/--a

10/--a

10/--a

凝露

27

24

27

20/--a

10/--a

10/--a

凝结水排除

变工况运行

21~32

15~24

27

20~40/--a

10~25/--a

10~40/--a

制热运行

名义制热

20

15

20

20/--a

15/--a

0/--a

最大运行

27

--

27

30/--a

25/--a

25/--a

最小运行

15

--

15

15/--a

10/--a

-5/--a

变工况运行

15~27

--

27

15~30/--a

10~25/--a

-5~25/--a

风量静压

20

16

--

--

--

--

注:

机组在标称的静压下进行试验。

a采用名义制冷工况确定的水流量。

表3.4.4冷热水型机组的试验（名义）工况

试验条件

环境空气状态

使用侧进水/出水温度

源水侧（热源侧）进水/出水温度

干球温度

湿球温度

水环式

地下水式

地下环路式

制冷运行

名义制冷

15至30

--

12/7

30/35

18/29

25/30

最大运行

30/--a

40/--a

25/--a

40/--a

最小运行

12/--a

20/--a

10/--a

10/--a

凝露

27

24

12/--a

20/--a

10/--a

10/--a

变工况运行

15至30

--

12~30/--a

20~40/--a

10~25/--a

10~40/--a

制热运行

名义制热

40/--a

20/--a

15/--a

0/--a

最大运行

50/--a

30/--a

25/--a

25/--a

最小运行

15/--a

15/--a

10/--a

-5/--a

变工况运行

15~30/--a

15~30/--a

10~25/--a

-5~25/--a

a采用名义制冷工况确定的水流量。

该标准并未涉及地表水工况,设计中选用的水源热泵机组在地下水式和地下环路式的名义制冷和制热工况下的EER和COP应不低于表3.4.1和表3.4.2的规定。

按照《水源热泵机组节能产品认证技术要求》CSC/T-,在名义工况下,水源热泵机组制冷量、制冷消耗功率和制热量、制热消耗功率在达到《水源热泵机组》GB/T19409-规定情况下,能效比和性能系数超过该标准规定值的20%为节能产品,在设计中应优先采用。

表3.4.5冷热风型水源热泵机组节能评价值

名义制冷量Q/W

EER

COP

水环式

地下水式

地下环路式

水环式

地下水式

地下环路式

Q≤14000

3.84

4.80

4.68

4.20

3.72

3.18

14000＜Q≤28000

3.90

4.86

4.74

4.26

3.78

3.24

28000＜Q≤50000

3.96

4.92

4.80

4.32

3.84

3.30

50000＜Q≤80000

4.02

4.98

4.86

4.38

3.90

3.36

80000＜Q≤100000

4.08

5.04

4.92

4.44

3.96

3.42

Q＞100000

4.14

5.10

4.98

4.50

4.02

3.48

表3.4.6冷热水型水源热泵机组节能评价值

名义制冷量Q/W

EER

COP

水环式

地下水式

地下环路式

水环式

地下水式

地下环路式

Q≤14000

4.08

5.10

4.92

4.44

3.90

3.36

14000＜Q≤28000

4.14

5.16

4.98

4.50

3.96

3.42

28000＜Q≤50000

4.20

5.22

5.04

4.56

4.02

3.48

50000＜Q≤80000

4.26

5.28

5.10

4.62

4.08

3.54

80000＜Q≤100000

4.32

5.34

5.16

4.68

4.14

3.60

100000＜Q≤150000

4.38

5.40

5.22

4.74

4.20

3.66

150000＜Q≤230000

4.44

5.46

5.28

4.80

4.26

3.72

Q＞230000

4.50

5.52

5.34

4.86

4.32

3.78

3.4.5采用冷水（热泵）机组时,机组的制冷性能系数和综合部分负荷性能系数应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189第5.4.5和5.4.6条规定。

【条文说明】此条对采用冷水（热泵）机组时,机组的制冷性能系数和综合部分负荷性能系数做了规定。

表3.4.7冷水（热泵）机组制冷性能系数

类型

额定制冷量

（kW）

性能系数

（W/W）

水冷

活塞式/

涡旋式

<528

528～1163

>1163

3.8

4.0

4.2

螺杆式

<528

528～1163

>1163

4.10

4.30

4.60

离心式

<528

528～1163

>1163

4.40

4.70

5.10

风冷或蒸发冷却

活塞式/

涡旋式

≦50

>50

2.40

2.60

螺杆式

≦50

>50

2.60

2.80

表3.4.8冷水（热泵）机组综合部分负荷性能系数

类型

额定制冷量

（kW）

综合部分负荷性能系数

（W/W）

水冷

螺杆式

＜528

528～1163

＞1163

4.5

4.81

5.13

离心式

＜528

528～1163

＞1163

4.5

4.88

5.42

注:

IPLV值基于单台制冷主机运行工况

3.5热泵热水机

3.5.1水源热泵热水机的性能系数应符合现行国家标准《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362第4.3.3条的规定。

【条文说明】现行国家标准《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362-规定了热泵热水机在名义工况时的性能系数（COP）,设计中选用的水源热泵热水机应符合该规定。

表3.5.1热水机名义工况时的性能系数（COP）

热水机型式

热源形式

空气源式

水源式

普通型

低温型

一次加热式

3.70

3.10

4.50

循环加热式

不提供水泵

3.70

3.10

4.50

提供水泵

3.70

3.00

4.40

表3.5.2水源热泵热水机的试验工况

试验条件

使用测（或热水侧）a

源水侧（热源侧）

初始水温度

终止水温度

进水温度/出水温度

制热

运行

名义工况

15

55

15/-b

最大负荷工况

29

25/-b

最小负荷工况

9

55c

10/-b

变工况运行

-

9～55

10～35/-b

a对循环加热式热水机,进行名义工况试验时,使用测试验系统的试验水量为热水机1h的名义产水量;其它工况试验时,使用测试验系统的试验水量为热水机2h或以上的名义产水量。

b采用名义制热量及进出口5℃温差确定的水流量。

c或按照制造厂商明示的该工况最高使用测温度进行试验。

3.5.2对于同时有供冷和生活热水需求的系统,宜优先选用热回收机组。

【条文说明】对于夏季同时有空调冷、生活热水需求的系统,根据空调冷、生活热水负荷特性,从经济角度,宜采用部分热回收机组加热或预热生活热水。

当夏季供冷、全年热水需求稳定时,部分热回收机组热回收量较少且热回收器不能单独工作时,可选用全热回收型热