空气源热泵辅助的太阳能热水系统

GB/T*****-200*1空气源热泵辅助的太阳能热水系统（储水箱容积大于0.6m3）技术规范1范围本标准规定了空气源热泵辅助的太阳能热水系统的定义、符号和单位、组成与分类、设计要求、性能评价与试验方法、施工安装技术要求、试运行与验收、文件编制等技术规范。本标准适用于利用空气源热泵辅助的太阳能热水系统（储水箱总容积大于0.6m3）。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T4271太阳能集热器热性能试验方法GB/T4272设备及管道技术通则GB4706.1家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求GB4706.32家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求GB/T6424平板型太阳能集热器GB/T8175设备及管道保温设计导则GB/T12936太阳能热利用术语GB/T17049全玻璃真空太阳集热管GB/T17581真空管型太阳能集热器GB/T18713太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB/T19141家用太阳热水系统技术条件GB/T20095太阳热水系统性能评定规范GB/T21362商业或工业用及类似用途的热泵热水机GB/T23137家用和类似用途热泵热水器GB/T23888家用太阳能热水系统控制器GB/T23889家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件GB50009建筑结构载荷规范GB50015建筑给水排水设计规范GB50019采暖通风与空气调节设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50168电气装置安装工程电缆线施工及验收规范GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50185工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准GB50205钢结构工程施工质量验收规范GB50207屋面工程质量验收规范GB50212建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB50242建筑给水排水及采暖工程质量验收规范GB50224建筑防腐蚀工程质量检验评定标准GB/T*****-200*2GB50303建筑电气安装工程施工质量验收规范GB50364民用建筑太阳能热水系统应用技术规范JB4330制冷与空调设备噪声声功率级的测定工程法3术语和定义GB/T12936、GB/T20095、GB/T21362、GB/T23137确立的及下列术语和定义适用于本标准。3.1空气源热泵辅助的太阳能热水系统solarwaterheatingsystemsassistedwithair-sourceheatpump在不低于17MJ/m2的太阳辐照条件下，系统所产热水温升不低于25℃的有用得热中，由空气源热泵辅助加热的得热量不超过50%的太阳能热水系统。3.2空气源热泵热水机air-sourceheatpumpwaterheater一种采用电动机驱动，蒸气压缩制冷循环，将低品位热源（空气）的热量转移到被加热的水中用以制取热水的设备。3.3辅助及附加电能auxiliaryandparasiticenergy系统中，空气源热泵辅助加热以及泵、控制器等电器所消耗的电能。单位为兆焦[耳]（MJ）。3.4系统热性能系数(COP)coefficientofperformance在规定的试验工况下，系统得热量与辅助和附加能量之比。无量纲。4符号与单位Ac太阳能热水系统中太阳集热器的轮廓采光面积，单位为平方米（m2）；Aci太阳能热水系统第i个采光平面中太阳集热器的轮廓采光面积，单位为平方米（m2）；Cpw水的比热容，单位为千焦耳每千克摄氏度[kJ/（kg•℃）]；COP空气源热泵辅助的太阳能热水系统的热性能系数，无量纲；E0热性能试验期间系统消耗的辅助及附加电能，单位为兆焦[耳]（MJ）；H太阳集热器采光口所在平面的日太阳辐照量，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2）；Hi太阳能热水系统第i个采光平面的日太阳辐照量，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2）；q太阳能热水系统单位轮廓采光面积的日有用得热量，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2）；q17日太阳辐照量为17MJ/m2时，太阳能热水系统单位轮廓采光面积的日有用得热量，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2）；Qi热性能试验期间，第i个储水箱中被加热水的得热量，单位为兆焦[耳]（MJ）；ta太阳集热器周围的环境空气温度，单位为摄氏度（℃）；tas(av)储水箱保温性能试验期间储水箱周围的环境空气温度，单位为摄氏度（℃）；tbi热性能试验开始时第i个储水箱中水的平均温度，单位为摄氏度（℃）；tci热性能试验第i个储水箱中冷水的温度，单位为摄氏度（℃）；tei热性能试验结束时第i个储水箱中水的平均温度，单位为摄氏度（℃）；tfi储水箱保温性能试验结束时第i个储水箱中水的平均温度，单位为摄氏度（℃）；tri储水箱保温性能试验开始时第i个储水箱中水的平均温度，单位为摄氏度（℃）；Δt17日太阳辐照量为17MJ/m2时，储水箱中水的温升值，单位为摄氏度（℃）；Δtebi热性能试验期间，第i个储水箱中被加热水的温升值，单位为摄氏度（℃）；Δtfri储水箱保温试验期间，第i个储水箱中水的温降值，单位为摄氏度（℃）；Vi第i个储水箱的有效容积，单位为立方米（m3）；Vsi第i个储水箱内的实验水量，单位为立方米（m3）；ρw水的密度，单位为千克每立方米（kg/m3）；n空气源热泵辅助的太阳能热水系统储水箱数量。GB/T*****-200*35系统的组成与分类5.1系统的组成储水箱容量大于0.6m3空气源热泵辅助的太阳能热水系统由太阳能集热子系统、空气源热泵加热子系统、换热装置、热水储存装置、热水供应部分、控制部分组成。5.1.1太阳能集热子系统：由太阳能集热器、上下循环管、水泵等组成并与热水储存装置连通的水路循环系统，用于接收太阳能并转换输出热能的系统。5.1.2空气源热泵加热子系统：由空气源热泵热水机和其他部件组成，用于将低品位空气热源的热量转移输出热能的系统。5.1.3换热装置：如果太阳能集热子系统或空气源热泵加热子系统不是直接加热储水箱中的水，则需要由工质将系统输出的热能交换到储水箱中，由换热器和其他部件组成。5.1.4热水储存装置：由容器和其他部件组成，用于储存热水。5.1.5热水供应部分：从热水储存系统取水供应到用水处，主要由管路组成。5.1.6控制部分：为实现系统功能，对系统的运行进行控制的部分。5.2系统的分类5.2.1太阳能集热子系统分类与特征：按储水箱内水被加热的方式、系统流动工质的流动方式、系统传热工质与大气相通状况3种特征进行分类，特征按GB/T20095规定。按集热器安装面积数量不同，太阳能集热子系统分为足量和不足量系统两类。类型1：在不低于17MJ/m2的太阳辐照条件下，集热器安装面积足够加热系统储水箱内水的温升不低于25℃的太阳能集热子系统。类型1：在不低于17MJ/m2的太阳辐照条件下，集热器安装面积仅能加热系统储水箱内水的温升为13-25℃的太阳能集热子系统。5.2.2空气源热泵加热子系统分类与特征：按GB/T21362，GB/T23137分类与特征。5.2.3热水储存装置分类与特征按储水箱的数量将热水储存装置分为单水箱和多水箱两种类型。类型1：单水箱热水储存装置是指空气源热泵加热、太阳能加热、储存热水以及系统供热取水都共用同一水箱的热水储存装置，如图1所示。空气源热泵加热、太阳能加热采用循环加热方式，也可采用直热、定温放水加热方式。图1单水箱热水储存装置示意图类型2：多水箱热水储存装置是指空气源热泵加热、太阳能加热、储存热水以及系统供热取水不共用同一水箱的热水储存装置，如图2所示。太阳能加热、空气源热泵加热、储存热水以及系统供热取水分别配置储水箱。采用太阳能加热不能满足储水箱储水量时，空气源热泵加热补充完GB/T*****-200*4成系统保证用水量的定温放水方式。也可采用太阳能加热为初级加热、空气源热泵辅助分级加热或仅在系统供热取水储水箱加热的分级加热方式。图2多水箱热水储存装置示意图5.2.3热水供应部分分类与特征按热水取水方式不同分为顶水式和落水式，按GB/T18713分类与特征。6设计要求6.1总体要求6.1.1系统安装地点的基本情况系统部件应适宜安装地点的环境条件，如：太阳辐射资源，环境温度，自然条件等。系统应满足客户用水需求，如：日用水量，用水方式、温度、流量、位置、时间等。系统根据场地面积、形状、遮挡等设计，安装应符合建筑物承载能力。系统安装地点的水电供应情况应能满足系统的正常运行。6.1.2确定系统运行方式太阳能热水系统的运行方式应根据用户基本条件、使用需求以及集热器与储水箱的相对安装位置等因素综合加以确定，可按GB/T18713推荐的方式选取。空气源热泵加热系统的运行方式应根据用户投资计划、使用需求以及自然环境条件等因素综合加以确定。6.2太阳能集热子系统6.2.1确定集热器类型集热器类型应根据太阳能热水系统在一年中的运行时间、运行期间最低环境温度、水源供水压力等因素确定，可按GB/T18713推荐的类型选取。6.2.2确定集热器安装面积集热面积应根据系统安装场地面积、形状、遮挡等因素确定，如果安装场地满足安装日均用水量所需要的集热器，集热器安装面积可按GB/T18713中推荐的计算方式确定，应尽量安装为太阳能足量系统。如果安装场地不能满足安装日均用水量所需要的集热器，则根据系统安装场地面积、形状、遮挡等因素确定所能安装的集热器最大面积，提供客户并沟通达成协议后于合同中明确表述GB/T*****-200*5为太阳能不足量系统。6.2.3确定集热器安装位置集热器相对储水箱的位置应使循环管路尽可能短。集热器面向正南或正南偏西5º，条件不允许时可正南±30º。平板型、竖插式真空管太阳能集热器安装倾角等于当地纬度或当地纬度±10º。集热器应避免遮光物或前排集热器的遮挡，集热器离遮光物的最小距离可按GB/T18713中公式计算。应尽量避免反射光对附近建筑物引起光污染。6.2.4确定集热器阵列确定集热器阵列、循环管路等按GB/T18713中规定设计。6.3空气源热泵加热子系统6.3.1确定空气源热泵类型空气源热泵辅助的太阳能热水系统宜选用循环加热式空气源热泵。选用的空气源热泵应满足GB/T21362中使用环境的要求。6.3.2确定空气源热泵功率可根据储水箱容量、客户用水情况、客户投资计划、安装地点的气候条件等因素综合考虑空气源热泵的配置，但须保证阴雨天满足用户用水的需要。6.3.3确定空气源热泵的位置空气源热泵安装位置的大小必须使设备的安装处在良好的条件，必须保持良好的自然通风，勿安装在油烟、灰尘较多的地方。安装在地下室等自然通风不良处的机组须增加有效地机械通风。空气源热泵出风口应避开当地主导风向。空气源热泵进排风口与周围建筑物应保留一定的空间，条件不允许时，须安装排风引导管。空气源热泵及其管道周围的空隙必须足以进行常规维护、管道连接处的检查和泄漏修理。位于通道和永久工作地点之上的设备，其间需留有足够的空间。必须防止机器或维护物外部管道的意外损坏。6.3.4确定空气源热泵的连接连接管线对人员不得存在危险，对非操作人员易进入的地方不得有可拆卸的连接和阀门。连接管道必须具有足够的强度以承受允许压力，其安装位置尽量减少振动和腐蚀。6.4换热装置6.4.1确定换热器类型空气源热泵辅助的太阳能热水系统可直接加热储水箱中的水，也可通过换热器间接加热储水箱中的水。换热器的设计或选取可参照有关设计规范或厂商说明。可采用位于储水箱内的单循环换热器，也可选用双循环外部换热器。6.4.2选用换热器换热器应与传热工质有较好的相容性，以免对水产生二次污染。换热器材料宜选用与储水箱內桶材质相同的材料。如果系统用在水硬度较高的地区并且水温高于60℃，换热器应有防垢措施或采取适当的清垢方法。太阳能集热子系统采用间接