T/CECS 939-2021 废热梯级利用水源热泵热水系统工程技术规程.pdf(附条文说明)
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CECS T/CECS939-2021
中国工程建设标准化协会标准
废热梯级利用水源热泵热水系统工程技术规程
Technical specification for hot water system of water source heat pump on waste heat cascade-utilized
中国建筑工业出版社
前言
根据中国工程建设标准化协会《关于印发〈2020年第二批协会标准制订、修订计划)的通知》(建标协字〔2020)23号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国内外标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规程。
本规程共分为7章和4个附录,主要技术内容包括:总则、术语、材料与设备、设计、施工、验收、系统运行维护等。
本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利。本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本规程由中国工程建设标准化协会厨卫专业委员会归口管理,由北京正能远传节能技术研究院有限公司负责解释。本规程在使用过程中如有需要修改或补充之处,请将有关资料或建议寄送至解释单位(北京市海淀区三里河路11号建材南新楼913,邮政编码100835),以供修订时参考。
主编单位:北京正能远传节能技术研究院有限公司 江苏恒信诺金科技股份有限公司
参编单位:航天建筑设计研究院有限公司 东南大学建筑设计研究院有限公司 筑福(北京)城市更新建设集团有限公司 北京首龙科技有限公司 北京瑞建绿安科技有限责任公司
主要起草人:林润泉 朱延文 鞠树森 陈则韶 陈振乾 杨太建 张载新 刘卫明 陈旭东 陆曼 姜艳霞 李昶锋 林溪 赵国广 张宪力
主要审查人:王学伟 胡瑞深 王锡宁 师前进 王植杰 周静 苏秋兰
内容摘抄:
1总则
1.0.1为保证废热梯级利用水源热泵热水系统的设计与施工质量,提高洗浴废热水中的废热循环利用效率,实现洗浴废热水中废热和再生水资源双利用,做到技术先进、经济合理、安全可靠,系统运行良好,制定本规程。
1.0.2本规程适用于新建、扩建和改建的民用建筑工程,以洗浴废热水而形成的低品位热能资源,采用蒸气压缩热泵原理,实现生活热水供应。
1.0.3废热梯级利用水源热泵热水系统应根据气候特点、建筑用能特性和系统经济性要求,合理设计、规范施工。
1.0.4废热梯级利用水源热泵热水系统的设计、施工和验收,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1废热梯级利用水源热泵热水系统hot water system of water source heat pump on waste heat cascade-utilized
以洗浴废热水为低温热源,由建筑物内洗浴废热水收集系统和废热梯级利用水源热泵热水机提取洗浴废热水热量,再对洗浴用的自来水进行加热。
2.0.2废热梯级利用水源热泵热水机 heater of water source heat pump on waste heat cascade-utilized
由预热器与两级蒸发器、两级冷凝器组成的采用两次蒸气压缩制冷循环的废热梯级利用水源热泵热水设备。
2.0.3预热器preheater
自来水在进人热泵前与洗浴废热水进行热能交换的换热器。
2.0.↓水源热泵热水机heater of water source heat pump
以水为直接热源或作为传热介质传递热量的热泵热水设备。
2.0.5排放水discharge water
洗浴废热水经水源热泵进行热交换后排放的水。
2.0.6洗浴废热水收集系统waste hot water collection system
收集洗浴废热水并汇集送到水箱或水池储存。
2.0.7系统性能系数coefficient of system performance
一日内热水系统总制热量扣除热水箱和热水循环管路的损失热量后的热水有效热量与相应总耗电量(包括废热梯级利用水源热泵热水机、废水泵、轴助加热设备和供水泵的耗电量)的比值,用COP表示。
3材料与设备
3.0.1废热梯级利用水源热泵热水系统的管材及管件应符合下列规定:
1管材及管件应具有产品合格证、出厂检测报告、产品说明书及产品性能检测报告等质量证明文件,并应满足卫生安全的要求。
2给水管材的公称压力及使用温度应满足设计要求。
3管材及管件应采用耐腐蚀、流动阻力小的材质。
4塑料材质管道连接应采用热熔或电熔连接。埋地给水塑料管道连接应符合现行行业标准《埋地塑料给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。
3.0.2对于废热梯级利用水源热泵热水机、附属设备、管道、管件及阀门的工作压力不应大于其额定工作压力。
3.0.3废热梯级利用水源热泵热水机应根据负荷的要求进行选型,水源热泵的设计小时供热量应按下式计算:
4设计
4.1一般规定
4.1.1废热梯级利用水源热泵热水系统的设计应与土建设计同步进行。
4.1.2废热梯级利用水源热泵热水系统的负荷、容量和规模应根据建筑设计的热负荷和水量平衡计算等确定。
4.1.3热水用水定额应根据卫生器具完善程度和地区条件确定,并应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定。
4.1.4冷水的计算温度应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定。
4.1.5热水机出口的最高水温和配水点的最低水温应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定。
4.1.6废热梯级利用水源热泵热水系统的系统性能系数(COP)不应小于本规程附录A中第A.7节的限值要求,系统性能系数(COP)的现场试验与计算应按本规程附录A执行。
4.1.7在废热梯级利用水源热泵热水系统设计时,宜预留再生水回用系统接口,并可根据工程需要同步进行再生水回用设计。
4.1.8废热梯级利用水源热泵热水系统应设置储热水箱(罐)。
4.1.9在初次洗浴或自来水温度低于12℃时,为保证水量或水温达到要求,应设计辅助热源进行加热,可采用空气源热泵辅助加热。
4.1.10废热梯级利用水源热泵热水系统的管道、管件等与建筑主体结构的连接应安全可靠,热水机、热水箱、废水池(箱)等与地面的安装应满足结构承载力要求。
4.2耗热量、热水量计算
4.2.1对于定时集中的热水供应系统,其设计小时耗热量应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定。当热水系统为全日制供水时,热泵供热能力应按现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定确定。
4.2.2系统设计日热水量应按下式计算:
(计算略)
4.2.3系统设计小时热水量的计算应按现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定进行计算确定。
4.3水量平衡计算
4.3.1废热梯级利用水源热泵热水系统的热水机清水流量应按下式计算:
(计算略)
4.4洗浴废热水收集系统设计
4.4.1洗浴废热水收集系统应单独设置排水管网,并做好保温措施,污水不得排入洗浴废热水收集管网中。
4.4.2洗浴废热水收集系统设计时,宜以单体建筑设置为一个独立系统。
4.4.3洗浴废热水收集系统的收集口、取水口附近应设置污物过滤装置,并应有过滤、除污等水处理措施。
4.4.4卫浴间淋浴宜采用便于排水的地漏,对于酒店、住宅公寓等建筑宜采用直径50mm的地漏。淋浴间地面坡向地漏的坡度、地漏至立管之间的水平管坡度此符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定。
4.4.5废热水池(箱)设计应符合下列规定:
1废热水池(箱)有效容积与热水箱相同,且不应超过设计日热水量的60%。
2废热水池(箱)除满足有效容积外,还应满足水泵设置、水位控制器、格栅等安装、检查要求。
3废热水池(箱)设计最低水位,应满足水泵吸水要求。
4当废热水池(箱)设置在室内地下室时,应设置通气管,并应确保每小时换气6次以上。当设置在室内的废热水池,废热水池的上盖板应设计两个方便对流的检修口,检修口应设置不锈钢盖板密封。
5废热水池(箱)底部应设置不小于5%坡度,坡向泵位。废热水池(箱)的深度及平面尺寸,应根据水泵类型确定。
6废热水池(箱)外墙外侧应设计保温隔热层。
7废热水池(箱)应设置水位指示装置,并应设置超警戒水位报警装置。
4.5热泵热水系统设计
4.5.1废热梯级利用水源热泵热水系统设计时应采用直热式制热水,并应包括废热梯级利用水源热泵热水机、废水池(箱)、储热水箱、洗浴废热水输送管路、洗浴废热水输送水泵、控制系统和辅助供热系统。
4.5.2废热梯级利用水源热泵热水机设计应符合下列规定:
1废热梯级利用水源热泵热水机应按现行国家标准《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362的有关规定进行设计、生产、检验,其性能指标应满足废热梯级利用水源热泵热水系统运行参数的要求;
2洗浴废热水直接流经废热梯级利用水源热泵热水机的系统应设计反冲清洗装置;
3热水侧水系统宜采用恒温变流量设计
4.5.3废热梯级利用水源热泵热水系统的制热量应按本规程附录A第A.3节进行计算。
4.5.4废热梯级利用水源热泵热水系统的耗电量应按本规程附录A第A.4节进行计算
4.5.5废热梯级利用水源热泵热水系统性能系数(COP)应按本规程附录A第A.7节进行计算。
4.5.6洗浴废热水管道的布置和敷设应符合下列规定:
1连续或经常排水温度大于40℃的排水水平支管及水平干管应采用金属排水管或无毒耐热塑料排水管:
2管道系统运行中,应保证在各种设计工况下,管道不出现负压:
3管道高点或易存气点的部位应设置排气装置:
4洗浴废热水收集管道上应设置水样采集口及检测口:
5当管道系统需要进行较大的压力和流量调节时,宜设有调压(流)装置;
6管道井应预留废热水收集管道管位,并留有检修口、检修门:
7相邻卫浴间有公共管道井时,废热水收集管道宜共用一根排水立管。
4.5.7废热梯级利用水源热泵热水系统室外管道设计应符合下列规定:
1洗浴废热水收集系统室外管道采用直埋敷设方式时,应采用承压管道,管道的埋设深度应符合现行有关国家标准的规定:
2室外管道宜采用埋地敷设,管道的埋地深度应根据当地气候条件、外部荷载、管材性能及与其他管道交叉等因素确定:
3所有管道、管件均应有保温措施,室外敷设的管道、管件应有防水防护措施,并应符合相关国家标准的规定。
4.5.8洗浴废热水输送水泵的流量、扬程的选择应符合下列规定:
1废热水池(箱)应具备排水量调节功能,污水水泵的流量应按热水机组标明的废热水流量参数进行选择:
2水泵扬程提升高度、管路系统水头损失计算应按现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的有关规定进行计算。
4.5.9废热梯级利用水源热泵热水系统选择辅助热源应符合下列规定:
1辅助热源应根据建筑类别、规模、功能及热水供应要求,并结合现有热源条件、技术、经济条件等进行综合分析确定;
2辅助热源应就地获取,选用投资少、耗能低、污染低、使用方便的热源:
3辅助热源的供热能力宜按废热梯级利用水源热泵热水机制热能力的50%配置外置辅助加热装置,并应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015规定的新能源辅助能源选用排序。
4.5.10废热梯级利用水源热泵热水机台数的选择应能适应热水负荷全年变化规律的要求,满足季节最大负荷要求不宜少于2台(套),或仅使用1台(套)且应按废热梯级利用水源热泵热水机制热量的100%配备辅助加热设备。
4.5.11当采用空气源热泵作为补充热源时,热泵机组设计或运行工况应按冬季极限工况进行设计,并应根据性能曲线对空气源热泵机组制热量及实际电机输出功率等参数进行修正。空气源热泵机组台数的选择,宜按最大热负荷的50%计算。
4.6洗浴热水供应系统设计
4.6.1洗浴热水供应系统的设计应根据使用要求、耗热量及用水点分布情况,并结合热源条件等确定。
4.6.2建筑物集中式洗浴热水供应系统的设计应符合下列规定:
1对于洗浴热水用水量较大的建筑空间,宜单独设置热水管网;
2对于洗浴热水为定时供应,且个别用户对洗浴热水供应时间有特殊要求时,宜设置单独的热水管网或局部加热设备。
4.6.3建筑物内洗浴热水供应系统的循环管道上应设置机械循环水泵,并应符合下列规定:
1循环水泵的流量应为系统的循环流量:
2循环水泵的扬程应能克服系统的最大阻力,应按现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50015的规定计算确定:
3循环水泵的工作压力不应小于其所承受的静水压力加水泵扬程:
4全日制洗浴热水供应系统的循环水泵的启停,应由供回水管上的电接点温度计控制,定时洗浴热水供应系统的循环水泵的启停,应根据每小时循环次数自动运行或由工作人员手动启停。
4.6.4居住小区或建筑群内集中洗浴热水供应系统的循环管道设计,宜根据建筑物的布置、地形地貌、干管的布置及单体建筑物内热水循环管道布置的差异等因索进行综合循环。
4.7热泵机房设计
4.7.1热泵机房的设计应包括下列内容:
1热泵机房设计之前应充分分析工程情况,满足可行性研究报告、设计任务书及建筑方案设计:
2根据建筑所需的热负荷及用户需求,制定方案:
3设备的选择与计算:
4热泵机房的位置、大小及房间组成:
5热泵机房管路布置与水力计算:
6编制设计文件、图纸、并列出设备材料清单。
4.7.2当热泵机房设置在建筑物内时,应采取减振、隔振、隔声、消声措施。
4.7.3对于多幢单层或多层的公寓、宿舍、住宅楼组成的项目,热泵机房宜采用以单体建筑为单位分散布置形式。
4.7.4对于高度超过100m的高层建筑,洗浴废热水收集系统及热泵机房宜以单体建筑为单位独立设置。高层建筑洗浴废热水收集系统及热水供应系统应分区设置,除在单体建筑地下室或地上一层设置热泵机房外,也可在中间层增设热泵机房。
4.7.5热泵机房的设计应便于机组和配电装置的布置、运行、搬运、安装和维修,并应符合下列规定:
1热泵机房内的主要人行通道不宜小于1.2m:
2相邻机组之间、机组与墙壁的净距,不宜小于0.8m,并应满足热泵机组抽管等维修长度要求:
3热泵机房高度应满足操作、维修和大物体的吊装要求:
4热泵机房内应设置排水沟、排水坑、提升泵等:
5热泵机房宜设计门禁管理系统。
4.8电气设计
4.8.1废热梯级利用水源热泵热水系统的电气设计应符合现行国家标准《民用建筑电气设计标准》GB51348的有关规定。
4.8.2废热梯级利用水源热泵热水系统的供电应符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的有关规定,且用电负荷宜采用专用供电回路供电。
4.8.3废热梯级利用水源热泵热水系统的供电及控制线选择和敷设应符合现行国家标准《电力工程电缆设计标准》GB50217的有关规定,且线缆电压等级不低于交流450/750V。
4.8.4废热梯级利用水源热泵热水系统供配电线路的保护应符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054的有关规定。
4.8.5废热梯级利用水源热泵热水系统中所有不带电金属物体应可靠接地,设备的金属外壳、金属管道、金属线槽等应采用等电位联结。
4.8.6废热水池(箱)应设置水位指示装置。当废热水池(箱)超警戒水位时,系统自动停止蓄水功能。
4.8.7废热梯级利用水源热泵热水系统应预留接人设备监控系统(BA)或接入其他监控系统的通信接口。