【正文】 取地下或地上的敷設(shè)方式，并根據(jù)實際情況適當(dāng)采取管道加固、防腐等技術(shù)措施。 確保熱泵站、取水泵站的建設(shè)安全與可靠運行是其選址時應(yīng)首要考慮的問題，應(yīng)對條文中提到的地形、地質(zhì)條件等影響熱泵站和取水泵站安全、可靠的因素進(jìn)行實地勘察。另外，熱泵站、取水泵站的選址及其與可利用海域及用戶之間的地理位置關(guān)系，對工程造價和系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行影響很大，所以也應(yīng)提供它們之間地理位置關(guān)系的信息，為系統(tǒng)的總體規(guī)劃設(shè)計提供方便。4 海水取水系統(tǒng) 一般規(guī)定 岸邊直接取水多適用于海岸陡，海水含泥砂量少，淤積不嚴(yán)重，高低潮位差值不大，且取水量較少的工程；自流明渠取水多適用于海岸陡峻，引水口處海水較深，高低潮位差值較小，淤積不嚴(yán)重的石質(zhì)海岸的取水工程；蓄水池自動逆止閘板門取水根據(jù)潮位漲落規(guī)律，當(dāng)漲潮時潮位水位高于蓄水池水位，蓄水池自動進(jìn)水逆止閘板門開啟，海水流入蓄水池。落潮時，閥門自動關(guān)閉，水泵房直接從蓄水池吸水，適用于潮位漲落差值很大，適用于具備可利用天然的洼地、海灘修建蓄水池的地區(qū)；明渠蓄水池綜合取水是自流明渠和蓄水池取水兩種形式的結(jié)合，海水高潮時，潮位高于蓄水池池內(nèi)水位，蓄水池的自動進(jìn)水逆止閘門開啟，海水流入蓄水池開始蓄水，海水可由明渠直接流往濾網(wǎng)至水泵吸水井；而當(dāng)?shù)统睍r，海水水位低于水泵最低吸水水位，關(guān)閉明渠進(jìn)水閘門，開啟明渠與蓄水池相通閘門，此時水泵由蓄水池供水。海底自流管渠取水適用于取水量很大，海灘平坦，潮差大而低潮位離海岸遠(yuǎn)，海灣條件惡劣如風(fēng)大、浪高、流急地區(qū)；虹吸管取水方式適用于高低潮位差值大，水位低，海灘寬闊，采用自流管取水施工難度大，或自流管需要穿越水工構(gòu)筑物的取水工程。海水的取水方式多種多樣，由于目前海水源熱泵的應(yīng)用經(jīng)驗還比較少，對海水的取水可能還有許多有效的方式可以采用，原則是取得的海水水質(zhì)能夠滿足熱泵系統(tǒng)的運行要求。 海水取水方式之一為在換熱站周邊開鑿海水井。因為在近海區(qū)域的巖土體通常存在一些地質(zhì)裂縫，使得距離海岸線一定范圍內(nèi)的巖土體內(nèi)充滿海水。如果開鑿水井，則水量較大，該方案的優(yōu)點是取水路徑縮短，相當(dāng)于就地取水，可以節(jié)省部分管道投資以及海水構(gòu)筑物的投資。但是該方案是否可行，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的打井測試實驗，以校核水量、水溫條件是否滿足要求。如果條件允許，應(yīng)優(yōu)先采用該方法。因為地下海水溫度相對恒定、水質(zhì)容易得到保證，這更有利于機組穩(wěn)定、高效運行。輻射井由一口大直徑的鋼筋混凝土管豎井及自豎井內(nèi)的任一高程沿水平方向向含水層打進(jìn)具有一定長度的多層、數(shù)根至數(shù)十根水平輻射管組成。 取水構(gòu)筑物位置選擇 取水構(gòu)筑物首先要安全可靠，以保證連續(xù)供水。在確保安全可靠的前提下，通過方案比較，力求做到技術(shù)先進(jìn)，施工方便，經(jīng)濟(jì)合理。 規(guī)定本條的目的是：1 避免回流區(qū)或死水區(qū)以減少懸浮物、藻類和泥沙等進(jìn)入取水口；2 海水中生物會危及取水安全和影響凈水效果，選擇取水構(gòu)筑物時，應(yīng)采取必要措施。在泥沙較多的水域，應(yīng)根據(jù)不同深度含砂量分布選擇合適的取水高程。 取水口與排水口之間的布置間距，從再循環(huán)的限制條件看大致有以下數(shù)值關(guān)系： （）式中：——取排水口之間水面上的最短距離，m；——經(jīng)驗系數(shù)，取20s/m2；——海水用量，m3/s。注：此公式引自：周金全. 地表水取水工程. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2005，7，p31。 取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，承載力大的地基上，不宜設(shè)在斷層、滑坡、沖積層、移動沙丘、風(fēng)化嚴(yán)重和巖溶發(fā)育地段。 取水頭部 取水頭部是取水構(gòu)筑物的組成部分。取水頭部的運行條件與所在取水源的水文特征有密切的關(guān)系。取水頭部的結(jié)構(gòu)形狀對泥沙和進(jìn)草條件影響較大。合理的取水頭部結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)對周圍水動力學(xué)平衡的破壞和擾動最小，有效進(jìn)水面積與總體積之比最大，吸入水層薄，水流進(jìn)入頭部時流線較曲折，能形成除沙和撇草作用，以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和便于施工。水生動物（貝類）對取水頭部的危害往往很嚴(yán)重。這些水生動物貼在網(wǎng)眼上生長，黏著力大，繁殖快，經(jīng)常堵塞進(jìn)水口，應(yīng)采取有效措施避免。 取水頭部為框架式取水頭部，一般采用鋼筋混凝土樁、木樁或內(nèi)填混凝土的鋼管樁?？蚣苋∷^部周圍一般用拋石護(hù)底，防止沖刷。為了防止漂浮物進(jìn)入取水頭部，必要時框架周圍用圍欄圍護(hù)。要注意的是所有取水頭部目前都不能解決進(jìn)草問題，只是有進(jìn)草量多少的區(qū)別。 1 淹沒式取水頭部是在動水流條件下工作的，水流沖擊取水頭部，會產(chǎn)生很大的側(cè)壓力，這就要求取水頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計有必須的強度和穩(wěn)定性，否則會釀成不可挽回?fù)p失；2 海床為巖石、砂土及較硬黏土或沙黏土地基時，多采用橋墩式或箱式；對中等密度的土壤地基，一般采用箱式；對軟弱地基，可用樁架式；對砂礫式地基可用沉井式取水頭部。 進(jìn)水孔流速過大，容易吸進(jìn)泥沙和雜物。流速過小會增加取水頭部的外形尺寸和體積，進(jìn)水孔流速采用以下規(guī)定： 1 過柵流速：～，～；2 在計算格柵面積時應(yīng)加25％的堵塞系數(shù)。 為確保取水頭部在最低水位下能取到所需要的水量，進(jìn)水孔必須保持一定的淹沒深度。 進(jìn)水管（渠） 流速過大會帶進(jìn)過多的泥沙，但是也不能低于不淤流速。 自流管（渠）取水在停用期間會引起管內(nèi)淤積。應(yīng)注意停用情況下的自流管的設(shè)計。沖洗方式可采用正向沖洗法和反向沖洗法。 一般取水工程應(yīng)設(shè)兩條自流管，當(dāng)事故停用一條時，其余應(yīng)能通過70%設(shè)計流量。但是增大管徑，流速波動大，特別是剛投產(chǎn)時，取水量一般較小，管內(nèi)流速往往小于不淤流速，而產(chǎn)生泥沙淤積現(xiàn)象，因而要有沖洗措施。 虹吸技術(shù)的優(yōu)點是可減少大量土石方開挖量，可以減少大量水下工作量和施工難度，加快施工進(jìn)度，縮短施工周期。其缺點是需要一套抽真空設(shè)備和相應(yīng)的管路系統(tǒng)，同時對管材和施工質(zhì)量要求嚴(yán)格。 最小流速應(yīng)大于泥沙自清流速，但也不宜過大。流速大會增加管道阻力，減少虹吸利用高度，致虹吸管埋深加大，增加施工費用。 真空泵系統(tǒng)要力求簡單，便于操作管理，真空管路上的閥門宜采用明桿式，便于判斷其啟閉狀態(tài)，以免誤操作。虹吸管上應(yīng)安裝真空信號裝置。 集水井和進(jìn)水室 設(shè)置集水井或進(jìn)水室的目的是結(jié)合取水工藝布置便于分格維護(hù)和檢修；設(shè)置各種形式的格柵、濾網(wǎng)和閘板等設(shè)備的目的是截留各種雜物、漂浮物，取得較好水質(zhì)。 在泥沙含量高的海域中取水，為防止吸水管堵塞，盡量縮短吸水管長度，將集水井深入泵房中間。 進(jìn)水室采用隔墻分成若干分格，可以保證安全運行，便于檢修和清洗、排泥等要求，1 平板格網(wǎng)一般采用槽鋼或角鋼做框架，把金屬網(wǎng)固定在框架上。一般只設(shè)一層，網(wǎng)眼大小根據(jù)水中漂浮物而定，一般為5mm5mm～10mm10mm。網(wǎng)絲直徑采用1mm～2mm，材料考慮采用耐腐蝕，采用黃銅，不銹鋼等。當(dāng)平板格網(wǎng)面積較大可設(shè)兩層網(wǎng)，第二層網(wǎng)眼一般采用25mm25mm, 金屬絲直徑采用2mm～3mm，作為增加細(xì)網(wǎng)的強度；2 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)是由繞在上下兩個旋轉(zhuǎn)輪上的連續(xù)網(wǎng)板和電機及傳動機構(gòu)組成。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)孔一般采用4mm4mm～10mm10mm，～。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)用電動機帶動，視截留物數(shù)量而定。 為沖洗底部沉積的泥沙，可在吸水室內(nèi)應(yīng)設(shè)置若干高壓水的噴嘴；對小型取水構(gòu)筑物也可用水龍帶沖洗。 取水管網(wǎng)和設(shè)備的防腐和防垢 取水管網(wǎng)管材宜采用鑄鐵、高密度聚乙烯材料等防腐材料。水泵腐蝕主要發(fā)生在機械磨損與水流較快的部位，材料宜采用鑄銅、磷青銅和不銹鋼等。閥門腐蝕主要是絲桿、閘板密封圈，可采用不銹鋼或者銅質(zhì)材料。 ～，大于5mg/L可殺死大海紅，但對設(shè)備有腐蝕，宜在產(chǎn)卵期加以消滅。5 海水取水泵房的工藝設(shè)計 水泵選擇 冷卻水水溫不穩(wěn)定或過低，會造成熱泵制冷工況運行不穩(wěn)定、影響節(jié)流過程的正常進(jìn)行。參照的是現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組工商業(yè)用和類似用途的冷水(熱泵)機組》GB/，℃。 水泵房 頻率為2％的浪高，可采用重現(xiàn)期為50年的波列累積頻率為1％~。6 海水源熱泵站 一般規(guī)定 海水源熱泵的選擇需要考慮的因素包括熱泵效率、能源的價格體系、節(jié)能與環(huán)境保護(hù)政策、技術(shù)成熟度。與傳統(tǒng)的采暖、空調(diào)方式相比較，是否采用熱泵需要綜合考慮、評價以上因素。海水源熱泵供熱系統(tǒng)COP包括熱泵機組能耗、管網(wǎng)熱損失、海水取水泵和外網(wǎng)循環(huán)水泵能耗?？紤]末端用戶每得到1kWh熱量，用熱泵供熱耗能和用燃煤供熱耗能的環(huán)境影響相當(dāng)。計算條件：，(以我國目前的電力組成：煤電83%，天然氣發(fā)電2%，水力發(fā)電15%，含電力輸配過程損失8%)；(考慮輸配的5%熱損失)。集中供熱時考慮燃煤效率78%、熱力網(wǎng)熱損失5%和循環(huán)泵耗電占供熱量的1%；海水源熱泵系統(tǒng)供冷供熱管網(wǎng)供熱時熱損失2%。綜合電力環(huán)境負(fù)荷指基于我國背景條件下的電力生產(chǎn)及輸配，按照目前我國電力組成比例，利用生命周期終點破壞方法，把電力生產(chǎn)造成的環(huán)境影響按照人類健康損害、生態(tài)破壞、資源耗竭和能耗耗竭進(jìn)行分類，綜合加權(quán)得到生產(chǎn)1 kWh電力產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷。環(huán)境負(fù)荷的單位定為“環(huán)境負(fù)荷點”（point, pt）。注：李震. 海水源熱泵區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)3E評價. 大連理工大學(xué)博士論文，2008. 有些海水區(qū)域在夏季時某一深度以下的海水溫度可能長時間低于10℃，可以不經(jīng)過熱泵機組而是通過換熱器或直接將海水輸送到用戶用于制冷，從而大幅節(jié)約系統(tǒng)運行費用，對于符合直接供冷的區(qū)域，應(yīng)優(yōu)先采用海水直接供冷的方案。 設(shè)置輔助熱源是為了避免因海水水溫過低造成海水源熱泵機組運行效率過低或無法運行。 海水溫度低于2℃時，一般熱泵機組的COP值均較低，熱泵機組的運行安全性也降低，故不宜運行。 當(dāng)負(fù)荷設(shè)計資料不全時，可以采用面積指標(biāo)法并根據(jù)建筑使用功能考慮不同的同時使用系數(shù)，～，～。 輔助冷熱源選擇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可以投資回收期作為目標(biāo)，其投資回收期宜小于5年。 對海水源熱泵站選址作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時可采用費用年值最小作為目標(biāo)。 輔助冷熱源設(shè)計 集中調(diào)峰是指調(diào)峰站設(shè)置在熱泵站內(nèi)或附近供水總管路由的某一點處并聯(lián)接入。分散調(diào)峰是指調(diào)峰站設(shè)置在換熱站或建筑的熱力入口。 海水源熱泵站配置 集中式是指海水集中送至熱泵站內(nèi)，海水源熱泵機組制出滿足制冷、采暖溫度要求的冷熱水，再通過室外管網(wǎng)送至各個供冷供熱對象。適合建筑密度較大的大型區(qū)域供冷供熱工程。一級分散式是指集中取海水，集中處理，通過海水泵及取海水管網(wǎng)送至各個分散的熱泵站。分散熱泵站可以是單體建筑的獨立機房，也可以是一定規(guī)模的集中冷熱站。適合建筑密度小、分配管網(wǎng)損失大的情況。兩級分散式是指海水集中送至一級熱泵站內(nèi)，熱泵機組制出滿足一定溫度的水（如18℃），作為冷熱源再通過室外管網(wǎng)送至各個二級熱泵站，二級分散熱泵站可以是單體建筑的獨立機房，也可以是小型水環(huán)熱泵機組，也可以是一定規(guī)模的集中冷熱站。適合大型區(qū)域供冷供熱、建筑密度大、建筑之間存在冷熱需求不一致情況，比如供熱季節(jié)，有部分建筑需要供冷，一級熱泵出水即可以作為熱源，也可以作為冷卻水源回收部分能量。1 直接式海水不經(jīng)熱交換器，直接進(jìn)入熱泵機組。冬季運行模式下，海水直接進(jìn)入蒸發(fā)器，夏季運行模式下，海水直接進(jìn)入冷凝器。由于不需要間接熱交換器，沒有中間溫差損失，因此系統(tǒng)效率較高，對海水溫度較低的應(yīng)用場合比較適合。但海水直接進(jìn)入機組，可能會腐蝕機組，這就對機組的換熱材質(zhì)、海水的處理方式要求更高，初投資中這部分費用將增加。針對渤海海域使用情況，采用直接進(jìn)入機組方式比較合適，但在選擇設(shè)備時，需要注意防腐材質(zhì)、防腐處理方式的選擇。2 間接式海水通過間接板式換熱器，將熱量釋放給中間介質(zhì)（制熱工況）或吸收中間介質(zhì)熱量（制冷工況）。冬季運行模式下，如果機組蒸發(fā)器端出液溫度在0℃以下，中間介質(zhì)必須采用常溫常壓下凝固點低于0℃的溶液，可選擇濃度適宜的乙二醇溶液。 對于峰谷電價差較大（峰谷電價比大于3：1），空調(diào)用電負(fù)荷不均勻，且空調(diào)用電峰谷時段與電網(wǎng)重疊的建筑工程，可以考慮設(shè)置蓄冷系統(tǒng)以降低熱泵機組的容量，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。 供、回水溫度選擇 ASHRAE（美國采暖、制冷和空調(diào)工程師學(xué)會）手冊中推薦最低的冷凍水供水溫度為4℃。最佳設(shè)計供、回水溫度，應(yīng)結(jié)合具體工程條件，考慮冷熱源、供冷供熱管網(wǎng)、用戶系統(tǒng)等方面的因素，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。當(dāng)不具備條件進(jìn)行最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較時，設(shè)計供、回水溫度可采用戶內(nèi)系統(tǒng)的設(shè)計溫度。 循環(huán)水泵的設(shè)置 一次泵系統(tǒng)（集中泵系統(tǒng)）指循環(huán)水泵設(shè)在熱泵站處，循環(huán)水泵必須產(chǎn)生足夠的壓頭，克服包括熱泵機組、輸配管網(wǎng)、用戶末端阻力損失等，一般采用定流量泵。 二次泵系統(tǒng)中，一次泵用于克服熱泵機組本身的阻力，二次泵克服輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力并提供末端用戶所需揚程。 一、二、三次泵系統(tǒng)是在標(biāo)準(zhǔn)一、二次泵的基礎(chǔ)上在末端用戶增加三次泵，用于提供末端用戶的揚程，二次泵只提供輸配管網(wǎng)的循環(huán)動力。 分布泵系統(tǒng)形式上相當(dāng)于去掉一、二、三次泵系統(tǒng)中的二次泵，分布泵用于提供末端用戶的揚程，適用大型系統(tǒng)（但不適合室外管網(wǎng)壓降較大情況）。對小型系統(tǒng)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件允許時也可以使用。 防腐、防藻 海水直接進(jìn)入熱泵機組，機組換熱器宜采用海軍銅、鎳鋁青銅、金屬鈦等。系統(tǒng)采用膠球自動清洗裝置的可以防止藻類的附著。 海水源熱泵站施工及驗收 設(shè)備到場后，組織建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位及生產(chǎn)廠家聯(lián)合進(jìn)行設(shè)備開箱驗收，應(yīng)做好驗收記錄。設(shè)備臨時存放處應(yīng)具有防潮、防磕碰等措施。對機組進(jìn)行拆卸吊裝運輸，現(xiàn)場安裝完畢后應(yīng)重新打壓抽真空。7 供冷供熱管網(wǎng)系統(tǒng) 一般規(guī)定 區(qū)域供冷供熱管網(wǎng)對保溫要求較高，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)厚度的計算。采用其他材質(zhì)的管道時，也應(yīng)滿足保溫、保冷的要求。 管線敷設(shè) 海水熱泵區(qū)域供冷供熱時，由于供回水溫度較低，可以采用無補償直埋敷設(shè)方式，施工方便快捷，節(jié)約安裝成本，可靠性高，應(yīng)優(yōu)先采用。 供冷供熱管網(wǎng)水力計算 為避免區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)全年運行能效比過低，投資過大，管網(wǎng)輸送距離不宜過長。 水的粘性隨溫度的增加而減小，輸送5℃冷水的阻力損失要比輸送80℃熱水的阻力損失高20%左右。 海水源熱泵區(qū)域供冷供熱工程由于供回水溫差較小，導(dǎo)