空气源热泵系统
一般规定
1.空气源热泵机组的选择应根据不同气候区，按下列原则确定：
1) 适用于夏热冬冷地区的中、小型公共建筑；
2) 夏热冬暖地区采用时，应根据热负荷选型，不足冷量可由性能系数（COP）较高的水冷却冷水机组提供；
3) 在寒冷地区，当冬季运行性能系数低于1.8或具有集中热源、气源时不宜采用。
注：冬季运行性能系数指冬季室外空气调节计算温度时的机组供热量（W）与机组输入功率（W）之比。
2.热回收式热泵机组的使用场合，按下列原则确定：
1) 适用于需要保持恒温恒湿的场所，如美术馆、博物馆、计算机房、手术室等；
2) 适用于水系统为四管制的建筑，如高级办公楼、高档宾馆等；
3) 适用于夏热冬暖地区，冬、夏季均需要生活热水的场所；
4) 在夏热冬冷、寒冷地区，为生活热水提供热源时，应进行技术经济比较。
设计原则及要点：
空气源热泵机组，应优先选用性能系数（COP）高的机组。在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）不应低于表1的规定。
热泵机组的单台容量及台数的选择，应能适应空气调节负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷要求。当空气调节负荷大于528KW时不宜少于2台。
表1冷水（热泵）机组制冷性能系数

类型	额定制冷量	性能系数
	（kW）	（W/W）
活塞式/涡旋式	≤50	2.4
	＞50	2.6
螺杆式	≤50	2.6
	＞50	2.8

3.空气源热泵机组的选型，应符合下列要求：
1) 机组名义工况制冷、制热性能系数应高于国家现行标准；
2) 具有先进可靠的融霜控制，融霜所需时间总和不应超过运行周期时间的20％；
3) 在冬季寒冷、潮湿的地区，需连续运行或对室内温度稳定性有要求的空气调节系统，应按当地平衡点温度确定辅助加热装置的容量；
4) 对于夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区，可采用复合式冷却的热泵机组；
5) 对于有同时供冷、供热要求场合，可选用热回收式热泵机组。
注：复合式冷却热泵机组设有风冷冷凝器和水冷却冷凝器，夏季一般使用水冷却冷凝器，冬季时则切换至风冷冷凝器。
4.空气源热泵机组冬季的制热量，应根据室外空气调节计算温度修正系数和融霜修正系数，按下式进行修正：
Q=q·K1·K2
式中
Q——机组制热量（KW）；
q——产品样本中的瞬时制热量（标准工况：室外空气干球温度7℃、湿球温度6℃）（KW）；
K1——使用地区室外空气调节计算干球温度的修正系数，按产品样本选取；
K2——机组融霜修正系数，每小时融霜一次取0.9，两次取0.8。
注：每小时融霜次数可按所选机组融霜控制方式、冬季室外计算温度、湿度选取，或向生产厂家咨询。
5.采用热回收式热泵机组时应注意以下事项：
1) 热回收器热水供水温度一般为45～60℃；
2) 当热水使用与热回收非同时运行，或热回收能力小于小时最大耗热水量时，应设置热水储水箱；
3) 当热回收直接提供生活热水时，热回收器的所有连接水管应采用不锈钢管或铜管。
6.寒冷地区采用空气源热泵机组应注意以下事项：
1) 室外计算温度低于－10℃的地区，应采用低温空气源热泵机组；
2) 室外温度低于空气源热泵平衡点温度（即空气源热泵供热量等于建筑耗热量时的室外计算温度）时，应设置辅助热源。使用辅助热源后，应注意防止冷凝温度和蒸发温度超出机组的使用范围；
3) 在有集中供热的地区，不宜采用；
4) 在有集中供热的地区，过渡季节需要供热时可采用；
5) 非连续运行时，空调水系统应考虑防冻措施。
7.空气源热泵的最低室外温度使用范围分别为－7℃、－10℃、－15℃，适用不同地区的要求。
8.空气源热泵机组应设有融霜自动控制，宜采用模糊控制除霜方法。
9.空调水泵台数应按热泵机组台数一对一设置，台数三台以上时可不设备用泵。
10.热泵机组设置位置应通风良好，避免气流短路及建筑物高温高湿排气。
11.热泵机组布置应注意以下事项：
1) 为防止空气回流及机组运行不佳，热泵机组各个侧面与墙面的净距如下：机组进风面距墙大于1.5m，机组控制柜面距墙大于1.2m，机组顶部净空大于15m；
2) 两台机组进风面间距一般不小于3.0m；
3) 机组周围墙面只允许一面墙面高度高于机组高度；
4) 热泵机组基础高度一般应大于300mm，布置在可能有积雪的地方时，基础高度需加高。
地表水地源热泵系统
设计原则
1.地表水地源热泵空调系统选用的水源热泵机组名义工况能效比(EER)与性能系数(COP)应满足相关标准的规定。
2.建筑同时存在空调冷负荷与空调热负荷或生活热水供热负荷时，宜选用有热回收功能的水源热泵机组。
3.设备选配、管路设计与运行控制模式应能适应水源热泵机组功能的转换与建筑空调冷（热）负荷及生活热水供热负荷的变化,取得系统的最高运行效率。
4.地表水换热系统的换热量应根据设计工况地表水地源热泵空调系统的取热量和释热量计算确定,应能同时满足设计工况系统取热量和释热量要求。
5.地表水换热系统对地表水体的温度影响应限制在：周平均最大温升不超过1℃，周平均最大温降不超过2℃。地表水换热系统的最大换热能力应此要作校核计算。
6.冬季运行（包括运行状态与非运行状态）时，水源输送系统或地表水换热器系统应有防冻措施。如冬季极端工况不能满足系统供热要求时，应设另外的备用热源或补热系统。
7.夏季空调设计工况地表水换热器系统设计供回水温差不应低于5℃，地表水换热系统水泵的输送能效比（ER）应不大于0.0241。水泵宜采用变频控制，系统变水量运行。
设计要点
1.地表水地源热泵空调系统根据利用地表水方式的不同，分为开式地表水地源热泵空调系统与闭式地表水地源热泵空调系统。开式系统直接从水体抽水和向水体排水，闭式系统通过沉于水体的换热器（地表水换热器）向水体排热或从水体取热。
2.地表水水质较好或水体深度、温度等不适宜采用闭式地表水换热系统，并经环境评估符合要求时，宜采用开式地表水地源热泵空调系统。
3.开式地表水换热系统取水口应选择水质较好的位置，且于回水口的上游、远离回水口，应避免取水与回水短路。取水口（或取水口附近一定范围）应设置污物初步过滤装置。取水口水流速度不宜大于1m/s。
4.开式地表水换热系统地表水侧应有过滤、灭藻、防腐等可靠的水处理措施，同时作水质分析，选用适应水质条件的材质制造的冷剂-水热交换器或中间水－水热交换器，并在热交换器选择时取合适的污垢系数。水处理不应污染水体。
5.开式地表水换热系统宜设可拆式板式热交换器作中间水－水热交换器，热交换器地表水侧宜设反冲洗装置。
6.开式地表水换热系统中间水－水热交换器选用板式换热器时，设计接近温度（进换热器的地表水温度与出换热器的热泵侧循环水温度之差）不应大于2℃。中间热交换器阻力宜为70－80kPa，不应大于100kPa。
7.地表水水体环境保护要求较高或水质复杂，水体面积、水深与水温合适时，宜采用闭式地表水地源热泵空调系统。
8.闭式地表水换热器的换热特性与规格应通过计算或试验确定。
9.闭式地表水换热器选择计算时，夏季工况换热器的接近温度(换热器出水温度与水体温差值)为5－10℃，一般南方地区换热器夏季设计进水温度可取31－36℃，北方地区可取18－20℃。冬季工况换热器接近温度为2－6℃，一般南方地区换热器冬季设计进水温度可取4－8℃，北方地区可取0－3℃。
10.当地表水换热系统有低于0℃的可能性时，应采用防冻措施，包括采用20％酒精溶液、20％乙烯乙二醇溶液、20％丙烯乙二醇溶液等作为换热器循环工质。
11.闭式地表水换热系统地表水换热器单元的阻力应不大于100kPa，各组换热器单元(组)的环路集管应采用同程布置形式。环路集管比摩阻不宜大于100-150Pa/m,流速不宜大于1.5m/s。系统供回水管比摩阻不宜大于200Pa/m,流速不大于3.0m/s。
12.地表水换热系统水下部分管道应采用化学稳定性好、耐腐蚀、比摩阻小、强度满足具体工程要求的非金属管材与管件。所选用管材应符合相关国家标准或行业标准。管材的公称压力与使用温度应满足工程要求。
13.地表水换热系统于室外裸露部分的管道及其他可能出现冻结部分的管道及其管件应有保温措施。室外部分管道宜采用直埋敷设方式，管道的直埋深度等应符合有关技术规定，直埋部分的管道可以不保温。
地埋管地源热泵系统
一般规定
1.在进行地埋管地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源和工程场区内岩土体地质条件进行勘察。
2.应根据工程勘察结果评估地埋管换热系统实施的可行性及经济性。
设计原则
1.当有合适的浅层地热能资源且经过技术经济比较可以利用时，应优先采用地埋管地源热泵系统。
2.在现场工程勘察结果的基础上，综合现场可用地表面积、岩土类型和热物性参数以及钻孔费用等因素，确定地埋管换热器采用水平埋管还是竖直埋管方式。
3.地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算，最小计算周期不得小于1年，在此计算周期内，地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。
4.最大释热量和最大吸热量相差不大的工程，应分别按供冷与供热工况进行地埋管换热器的长度计算，并取其较大者确定地埋管换热器的长度；当两者相差较大时，宜进行技术经济比较，通过增加辅助热源或增加冷却塔辅助散热的措施来解决。
5.最大释热量和最大吸热量相差较大时，还可以通过水源热泵机组间歇运行来调节；也可以采用热回收机组，降低供冷季节的释热量，增大供暖季节的吸热量。
6.地埋管换热器宜以机房为中心或靠近机房设置，其埋管敷设位置应远离水井，水渠及室外排水设置。
7.地埋管水源热泵机组性能应符合现行国家标准《水源热泵机组》（GB/T19409-2003）的相关规定，且应满足地埋管地源热泵系统运行参数的要求。
设计要点
1.地埋管换热系统工程勘察应包括以下内容：岩土层的结构及分布、岩土体的热物性参数、岩土体的温度分布；地下水温度、静水位、径流方向、流速、水质及分布；冻土层的厚度。
2.地埋管地源热泵系统通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换，在地下10m以下的土壤温度基本上不随外界环境和季节变化而变化，且约高于当年年平均气温2℃。表2列出了我国主要城市的年平均气温。
3.地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料的热物性参数、测试井的吸放热特性参数，采用专用软件进行。垂直地埋管换热器的设计可按《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）附录B给出的方法进行计算。

表2 我国主要城市年平均气温（℃）

城市名称	哈尔滨	长春	西宁	乌鲁木齐	呼和浩特	拉萨	沈阳
年平均温度	3.6	4.9	5.7	5.7	5.8	7.5	7.8
城市名称	银川	兰州	太原	北京	天津	石家庄	西安
年平均温度	8.5	9.1	9.5	11.4	12.2	12.9	13.3
城市名称	郑州	济南	洛阳	昆明	南京	贵阳	上海
年平均温度	14.2	14.2	14.6	14.7	15.3	15.3	15.7
城市名称	合肥	成都	杭州	武汉	长沙	南昌	重庆
年平均温度	15.7	16.2	16.2	16.3	17.2	17.5	18.3
城市名称	福州	南宁	广州	台北	海口
年平均温度	19.6	21.6	21.8	22.1	23.8

4.地埋管换热器计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长度内。
5.水平地埋管换热器可不设坡度敷设。最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m，且距地面不宜小于0.8m。单层管最佳埋设深度为1.2～2.0m，双层管为1.6～2.4m。
6.竖直埋管换热器埋管深度宜大于20m，钻孔孔径宜大于0.11m，为满足换热需要，钻孔间距应通过计算确定，一般宜为4～6m。水平环路集管距地面不宜小于1.5m，且应在冻土层以下0.6m。
7.为确保地埋管换热器及时排气和强化换热，地埋管换热器内流体应保持紊流状态，单U形管不宜小于0.6m/s，双U形管不宜小于0.4m/s，水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度。
8.竖直地埋管环路两端应分别与水平供、回水环路集管相连接，且宜同程布置，为平衡各环路的水流量和降低其压力损失,每对水平供、回水环路集管连接的竖直地埋管环路数宜相等。水平供、回水环路集管的间距不宜小于0.6m。
9.竖直地埋管环路也可采取分、集水器联接的方式，一定数量的地埋管环路供、回水管分别接入相应的分、集水器，分、集水器宜有平衡和调节各地埋管环路流量的措施。
10.地埋管换热器的传热介质一般为水，在有可能冻结的地区，应在水中添加防冻剂。地埋管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。
11.地埋管换热系统宜采用变流量设计，以充分降低系统运行能耗。
12.在水源热泵机组外进行冷、热转换的地埋管地源热泵系统应在水系统管路上设置冬、夏季节的功能转换阀门，转换阀门应性能可靠，严密不漏，并作出明显标识。
13.地埋管地源热泵系统在供冷、供热的同时，宜利用地源热泵系统的热回收功能提供（或预热）生活热水，不足部分由其他方式补充。生活热水的制备可以采用制冷剂环路加热或水路加热的方式。生活热水的供应，应按照现行国家标准《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）的规定执行。
14.建筑物内系统循环水泵的流量，应按地源热泵机组蒸发器和冷凝器额定流量的较大值确定，水泵扬程为管路、管件、末端设备、地源热泵机组蒸发器或冷凝器（选取较大值）的阻力之和。
污水（城市污水处理厂二级水、中水与原生污水）源热泵系统
一般规定
1.用污水作为低位热源时，引入水源热泵机组或中间热交换器的“污水”应满足“城市污水再生利用工业用水水质”或“城市污水再生利用生活杂用水水质”等标准要求。特殊情况下，应作污水应用的环境安全与卫生防疫安全评估，并应取得当地环保与卫生防疫部门的批准。
2.在确定采用污水源热泵系统前，应进行详细的技术经济分析，分析时应考虑如下因素：
1）工程所在地污水温度的变化规律；
2）工程所在地与系统设计有关的气象参数变化规律；
3）拟空调建筑距据污水源侧的距离；
4）拟空调建筑的冷、热负荷设计指标与预测的系统全年总供热、供冷量。
3.污水的利用方式应根据污水温度及流量的变化规律、热泵机组产品性能与投资、系统预期寿命等因素确定。
4.污水源热泵系统.应根据技术经济分析决定是否设置冷、热源调峰,设调峰冷、热源时，其年总供热、供冷量占系统年总供热、供冷量的比例不宜大于40％。
5.污水源热泵系统的热泵机组站房宜靠近拟空调建筑的负荷中心设置。
6.污水源热泵机组的选择应满足：在设计最低进水温度下正常运行，对应设计最低进水温度的热泵机组供热工况COP宜≥3.0。
7.污水温度适宜的地区，应考虑过渡季，利用污水直接供冷；过渡季和冬季对建筑内区，利用污水直接供冷。
8.利用原生污水的污水源热泵系统，设计前必须对原生污水的流量与温度随时间的变化规律进行调研和预测。对应系统最大原生污水需求量时段的实测流量应至少大于需求量的25%。
设计原则
1.应进行全年动态冷、热负荷计算，分析冷、热负荷随时间的分布规律。
2.污水计算温度应根据污水处理厂统计资料选取。
3.热泵机组空调水侧供热工况的设计出水温度不宜高于60℃，温差宜取为10℃。
4.污水进、出换热器或热泵机组的温差不宜超过7℃。
5.原生污水取水口设计：取水口处应设置连续反冲洗防堵装置，通过连续反冲洗防堵装置的污水进水最大允许流速宜＜0.5m/s；通过连续反冲洗防堵装置的污水出水最小流速宜＞2.0m/s。
6.二级水或中水换热器应选用板式，材质的抗腐蚀性能应优于不锈钢S316，建议采用00Gr20Ni18Mo6CuN；换热器应具备可拆卸性。原生污水换热器宜采用壳管式，材质为碳钢换热器应应具备可拆卸性。
7.二级水或中水管道室外部分可采用承压水泥管，站房内可采用普通焊接钢管。
8.添加防冻剂的换热介质涉及的管道及阀件其与介质直接接触部位材质均不应含有金属锌。
9.换热介质中添加的防冻剂，应考虑对管道、设备的腐蚀性、化学稳性、物理特性以及毒性等因素，建议采用工业抑制型乙烯乙二醇；添加防冻剂的换热介质冰点温度，宜比设计最低温度低3～5℃。
监测与控制的特殊要求
1.监测污水的供回水温度及其流量、载冷剂的供回水温度、浓度及流量；
2.监测各类水过滤器的前后压差。
3.所有与添加防冻剂换热介质接触的传感器和仪表其接触部位的材质均不应含有金属锌。
4.系统控制应考虑冬、夏季及过渡季节的运行模式切换。
5.污水源热泵系统的空调末端宜采用水泵变频调节的变流量系统。
经济性分析的原则
1.分析污水源热泵系统经济性时，应以污水温度变化规律及空调供水温度优化为基础，计算热泵机组的全年能效比COPn；以COPn为基础计算污水源热泵系统的全年能效比COPn’。
2.由于初投资较高，污水源热泵系统经济性分析必须综合考虑资金成本、投资回收年限、运行费用等因素。