空气源热泵应用技术规范

空气源热泵应用技术规范
1 范围
本标准规定了空气能热泵热水机的分类、型号命名、技术要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、包装、运输、贮存等。

民用建筑和一般工业建筑热泵热水系统中热水加热部分的选用与安装
1参考文献
GB/T 21362-2008 商业或工业用及类似用途的热泵热水机GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第一部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
GB 4343.1电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第1部分：发射
GB 4343.2 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第1部分：抗扰度产品类标准
GB 4706.1 家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求
GB 4706.32-2004 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/T 7725-2004 房间空气调节器
GB 17625.1-2003 电磁兼容限值谐波电流发射限值
（设备每相输入电流≤16A）
GB 50015-2003《建筑给水排水设计规范》
GB 50366-2005《地源热泵系统工程技术规范
GB 50274-98《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规》
GB 50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
GB/T 18430-2001《蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组》
JB/T 7227-1994《复合热源热泵型螺杆式冷水机组》3 机组3 类型及特点
3.1 空气源热泵：以空气为低温热源的热泵。

易受室外空气温、湿度影响，一般用于长江流域以南地区的小型系统中，
以提供热水为目的的热泵分为：一次加热式热泵热水机组和循环加热式热泵热水机组。

1）一次加热式热泵热水机组：使用侧进水流过热泵热水机一次就达到设定终止温度的热水机。

2）循环加热式热泵热水机组：使用侧进水过水泵多次流过热水机逐渐达到设定终止温度的热水机。

3.2 在最冷月平均气温≥10℃的地区采用空气源热泵供生活热水系统时，可不设辅助热源；在最冷月平均气温＜10℃切≥0℃的地区采用空气源热泵供生活热水时，应设辅助热源。

辅助热源应经技术经济比较后确定。

3.3分类
3．3.1 根据适用范围的不同：分家用空气能热泵热水机和商用空气能热泵热水机，其适用范围见表1。

表1
3．3.2 根据制热方式的不同：
1）直热式热水机：冷凝器（加热部分）直接放在水箱中将水加热到设定终止温度的热水机；
2）一次加热式热水机：使用侧进水流过热泵热水机一次就达到设定终止温度的热水机；
3）循环加热式热水机：使用侧进水通过水泵多次流过热泵热水机逐渐达到设定终止温度的热水机。

3.3．3 根据机组结构型式的不同：
1）顶出风结构
2）侧出风结构
4型号命名
4.1 主机型号命名
EU K -- □□
I表示单相电源（
Ⅱ表示三相电源（380V，50Hz)
名义工况下制热量，单位：kW
热水机代
号用S表示，游池
设备用SW表示
按制热方式不同，直热式用Z表示，循环
加热式
用X表示，一次加热式用Y表
示，辅助电加热式 +一次加热式用DY表示，辅
助电加热式+循环加热
式+循环加热式用DX表示，
顶出风机型用D表示，侧出
风省略
空气能热泵热水机
公司代号
4.1水箱型号命名
EU / □
水箱的工厂设计序号或特殊性能代号（用英文字母或阿拉伯数字表示）
水箱机构形式（L：落地式，G：挂壁式）
水箱容积（单位：L）
公司代号
4.3 标记示例
4.3.1 EUKDXS-18Ⅱ：使用三相电源，名义制热量为18kW，顶出风的空气能循环加热式热泵热水机；
4.3.2EU200L：容积为200L的落地式水箱。

5 技术性能要求
5.1 一般要求应符合GB/T 18430.2-2001中4.1的要求。

5.2 机组气密性和耐压要求应符合GB/T 18430.2-2001中
4.2的要求。

5.3 制冷系统安全性能和机械安全性能应符合GB/T 18430.2-2001中4.5.1和4.5.2的要求。

5.4 承压式水箱充入0.9Mpa气压时，保压（5～10）min压力无下降。

5.5 额定制热名义工况下运行，压缩机电动机绕组温度不应超过其规定的允许值。

5.6 电磁兼容
应符合GB 17625.1 的要求执行。

5.7 干扰特性
应符合GB/T 4343.1和GB/T 4343.2的规定。

5.8 运转性能
机组在名义工况下运行，运转状况、安全保护装置的灵敏度和可靠性，检验温度、电路等控制组件的动作是否正常等参数，运行性能应符合表2要求。

表2
5.9.1 制热量
按本标准6.2方法试验，热水器的实测制热量不应小于名义制热量的95%。

5.9.2 制热消耗功率
按本标准6.2方法试验，热水器的实测制热消耗功率不应大于热水器名义制热消耗功率的110%。

5.9.3 性能系数COP
额定制热工况下，直热式机组性能系数COP不得低于3.6，一次加热式机组性能系数COP不得低于3.7，循环加热式机组性能系数COP不得低于3.6（含循环水泵）。

5.9.4 最大负荷制热运行
按本标准6.3方法进行制热最大负荷工况实验时，机组各部件不应损坏，过载保护器不应跳开，机组应能正常运行。

5.9.5 低温制热要求
按本标准6.4方法进行低温制热试验时，机组各部件不应损坏，高压、防冻及过载保护器不应跳开。

5.9.6 自动除霜
按本标准6.5方法进行试验时，要求除霜所需时间不超过运行周期时间的20%；化霜应彻底干净，化霜时的融化水应能正常排放；安全保护元器件不应动作而停止运行。

5.9.7 噪声
按GB/T7725-2004中6.3.15、GB/T18430.2-2001中5.3.5方法进行试验时，机组的噪音值应符合GB/T7725-2004中
5.2.15、GB/T18430.2-2001中4.3.5的要求。

6 标志、包装、运输和贮存
按照《房间空气调节器》（GB/T7725-2004）中8.1、8.2和8.3规定的要求执行。

Q/NCE 001-2009
7 试验方法
7.1试验条件、试验工况、仪器仪表的型式及精度、试验的
一般要求：
除本标准表3和表4规定以外，应符合GB/T 21362-2008、GB/T7725-2004、GB/T18430.2-2001中的相关规定。

表3 直热式机组试验工况
7.2制热量试验
按7.1规定制热试验工况，进行制热量试验
a）试验房间的要求：试验的房间或区域应能使工况维持
在设定值规定允差内，在试验时装置周围气流场不能改变。

b）试验方法：将室外机组和室内水箱连接好，水箱内放满冷水，在机组输入电路中安装一只用电表，记录下水箱内水的初始温度和用电表的初始读数，待室外侧工况满足规定要求后，开始运转机组，记录下机组开始运转的时间。

当水箱内水温达到设定水温后，机组停止运转，记录下设定水温，机组停止运转的时间和用电表的读数。

c）额定制热量计算方法：在额定制热工况下，室内水体积一定，水初始温度一定，将需加热到的水温设定后机组开始运转，根据其到达设定水温的运行时间可以计算出试验机组的平均制热量，按式(1)、(2)有Q=c×m×△T (1)
其中：Q表示制热量，c表示水的比热，m表示水的质量，△T表示设定水温与初始水温的差值。

(△T计算值为40) P=Q/t (2)
其中：P表示额定制热量（单位为W），t表示到达设定水温的运行时间。

d）如果初始水温不是15℃，可根据消耗功率-运行时间-水温曲线图，将其换算成15℃开始计算，可算出其平均制热量。

f）制热量实验如果在任一3h的周期内，热泵无除霜动作，并且工况稳定，则可进行稳定状态的制热量试验。

7.3 最大负荷制热试验
试验电压分别为额定电压的90%和110%，按表3和表4规定最大负荷制热工况运行稳定后，连续运行1h，然后停机3min （此间电压上升不超过3%），再启动运行1h。

应符合5.9.4的规定.
7.4 低温制热试验
在额定电压和额定频率下，按表3和表4规定超低温工况运行稳定后，再运行4h.应符合5.9.5的规定.
7.5 自动除霜试验
机组在表3和表4的融霜工况下,连续进行热泵制热,最初的融霜结束后,再继续运行3h,应符合5.9.6的规定.
7.6 性能系数
由7.2测定的制热量Q(kW)和消耗的总电功率N(kW)按照式
(3)计算:
COP=Q/N (3)
计算结果应符合5.9.3的要求.
8 检验规则
8.1 热水器须经公司品质部门检验合格，并附有合格证和使用说明书后方可出厂。

8.2 热水器检验分出厂检验和型式检验二类。

8.3 出厂检验
8.3.1 每只热水器必须按表5规定的检验项目、要求和试验方法进行出厂检验。

8.3.2 在检验结果中，必须每个项目都合格，才能判定该
产品为合格品。

若出现有不合格项目，该产品允许返
工，返工后的产品重新检验合格后方能出厂。

8.4 型式试验
8.4.1 当有下列情况之一时，应进行型式试验：
a)试制的新产品；
b)间隔一年以上再生产时；
c)连续生产中的产品，每年不少于一次；
d)当产品在设计，工艺和材料等有重大改变时；
e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
f) 国家监督机构提出进行型式检验的要求时；
8.4.2 型式检验在同一天生产的同一型号规格的产品中随机抽取2只作样品送检。

8.4.3热水器型式检验项目为表6所列各项和GB4706.32中规定的全部试验项目。

8.4.4 型式检验的电气安全项目全属致命缺陷，安全项目判定要100％合格，若出现一台一项不合格，则判定该周期产品不合格。

8.4.5 型式检验的样本应从合格的成品中随机抽取，型式检验后的样品要按出厂检验标准检验确认合格后方可入库。

8.5 验收
8.5.1 检查产品质量是否符合本标准要求，交货时订货方可按出厂检验项目验收。

8.5.2 根据订货方的要求，验收的质量指标和抽样方案可
由双方共同商定，抽样方案也可按GB2828进行，如
订货方对产品质量有疑问时，可与生产方共同商定，
增加型式检验中部分项目或全部重新按出厂检验项
目验收。

表5 出厂和抽检的试验项目、要求和试验方法
表6 型式试验项目、要求和试验方法
9.1技术要求
9.1.1 对于（无辅助热源的）独立热水系统，应按全年最低
冷水温度计算耗热量Qd和Qh.
9.1.2对于有辅助热源的独立热水系统，宜再按春分、秋分所月的冷水温度计算耗热量Qd和Qh.
9.1.3 对于联合系统，应根据全年（或运行季）冷热负荷分析需要计算不同季节的耗热量。

9.1.4需设置辅助热源时，应根据其最不利工况计算辅助热源的设计小时平均秒耗热量。

9.1.5空气热泵的名义制热量，应根据室外计算温度修正系数和融霜修正系数，按公式（7.2.4）进行修正： Qg=qK2K3 （7.2.4）
式中：q-产品样本中的名义制热量（kW）；
Qg –机组设计小时平均秒供热量（kW）；
K2-使用地区室外计算温度的修正系数，按产品样本选取；
K3 –机组融霜修正系数，每小时融霜一次取0.9，两次取0.8.
9.1.6 空气源热泵机组布置应符合下列要求：
1）应考虑机组运行气流和噪音对环境的影响，不得将其
布置在人流密集处。

2）机组进风面距墙宜大于1.5m，机组控制柜面距墙宜不大于1.2m，顶部出风机组其上部净空宜大于4.5m。

3）两台机组进风面相对布置时间距宜大于3.0m.
4）对于小型机组，本标准4.4.6.2和4.4.6.3中的尺寸要求可适当减少。

5) 机组周围只允许一侧墙面高度高于机组高度。

6）机组基础高度应不小于300mm，且大于当地积雪厚度。

9.2系统的计算与选型
9.2.1 热水系统耗热量计算
1）热水系统最高日热水量按以下公式计算：
Qr = mqr/1000
式中：r-最高日热水量（m³/d）；
m-用水计算单位数（人数或床位数）；
qr-热水用水定额（L/人*d或L/床*d）. 2）全日制供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房（不含员工）、医院住院部、养老院、幼
儿园、托儿所（有住宿）等建筑的集中热水供应系统设计小时热水量，按下式计算：
Qrh =mKhqr/24000
式中：Qrh-设计小时热水量（m³/h）；
Kh –小时变化系数。

3）定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时热水量，按下式计算：
Qrh =∑qhnob/1000
式中：Qrh –设计小时热水量（m³/h）；
qh –卫生器具的小时用水定额（L/ h）；
no –同类型卫生器具数（人数或床位数）；
b -卫生器具的同时使用系数，住宅、旅馆、疗养院病房、卫生间内浴盆或淋浴器可按70%~100%计，其他器具不计但定时连续供水时间不应小于2h，工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等的浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计，住宅一户带多个卫生间时，只按一个卫生间
计算.
4）最高日平均秒耗热量可按下式计算：
Qd=Q r Cρr(tr-tL)/(24×3600)
式中：Qd -最高日平均秒耗热量（kW）;
Q r -最高热水量（m³/d）；
C -水的比热，C=4187（J/kg·℃）;
Ρr -热水密度（kg/L）；
tr -热水设计温度（℃），按水加热器出水温度或贮水温度计算；
tL - 冷水设计温度（℃）。

5）设计小时平均秒耗热量可按下式计算:
Qh=Q r hCρr(tr-tL)/ 3600
式中：Qh -设计小时平均秒耗热量（kW）;
取ρr=1 kg/L，带入C值并换算单位后，公式
成为：
Qh=1.163Q r h (tr-tL)=1.163 Q r h△t
式中：△t-冷热水温度差（℃）。

6）热泵机组与贮热设备的计算。

采用热泵直接供热水和间接供热水均应配贮热设备。

热泵在热水负荷较小时，想热水罐或者热水箱呢贮热，在设计小时负荷状态下，热泵与贮热罐（箱）同时向外供水。

根据不同情况，可以相应调整贮热装置的大小和制热机组的制热量。

7）热泵机组的制热量公式计算：
Qg=24×k1Qd/T1
式中：Qg-热泵机组设计小时平均秒供热量（kW）；
T1-热泵机组设计工作时间（h）。

T1应根据用水规律、低温热源情况和系统经济性等因素综合考虑确定，全日供水时，建议取12~20（h）;定时供水时，T1由设计人定；
k1-安全系数，可取k1=1.05~1.10.
8）热泵热水系数贮热总容积Vr按下式计算：
（Qh-Qg）T
Vr≥1.163·η(tr-tL) ρr
式中：Vr-贮热总容积（m³）；
η–有效贮热容积系数;容积式水加热器η=0.75，导流型容积式加热器η=0.85，卧式贮水罐和上出热水箱η=0.8，立式贮水罐和定时供水的下出水热水箱η=0.9；
T-设计小时耗热量持续时间（h）,一般T=2～4h。

<1> Vr初步计算后建议Qg核算蓄热时间T2，根据用水规律判断时间过长(过短)时可增加（减少）Qg，蓄热时间计算公式转换如下：
T2≥[1.163·Vr (tr-tL) ρr]/ Qg
贮热总容积Vr较大，会出现热泵机组的供热会很小；贮热总容积Vr较小，造成热泵机组容量较大，增加投资。

<2>也可按最大小时用水量计算贮热容积；
设Vr= T0Q r h
式中：T0-贮热时间（h）。

初步计算后应按公式T2≥[1.163·Vr (tr-tL) ρr]/ Qg核算蓄热时间。

建议T0取0.5～2h（当计算结果＜0.5h
时取0.5h）。

9) 空气热泵的名义制热量，应根据室外计算温度修正系数和融霜修正系数，按下式进行修正：
Qg=qK2K3
式中：q-产品样本中的名义制热量（kW）；
Qg –机组设计小时平均秒供热量（kW）；
K2-使用地区室外计算温度的修正系数，按产品样本选取；
K3 –机组融霜修正系数，每小时融霜一次取0.9，两次取0.8.
9.2.2 板式换热器的选型
1) 板式换热器的面积按下式计算：
Qj
Fjr= εK△tj
式中：Fjr –板式换热器的换热总面积（㎡）；
Qj -板式换热器的设计换热量（W）;
ε-由于水垢和传媒分布不均匀影响效率的系数，可取ε=0.8；
K-板式换热器传热系数（W/m·℃）；初步计算可取K=2000～3000.实际选取时参考厂家样本或由厂家直接选取；
△tj -对数平均温差（℃）。

对数平均温差计算公式为：
△tmax-△tmin
△tj= In(△tmax/△tmin)
式中：△tmax-热媒与被加热水在换热器一端的最大温差（℃）；
△tmin–热媒与被加热水在换热器一端的最小温差（℃），可取2℃。

板式热水器的水头损失应根据厂家的技术资料确定，无资料时可取0.04～0.08MPa。

9.2.3热泵机组循环泵的选择：
1) 热泵机组设计循环流量qrx按下列式计算：
Qg
qrx =K4 1.163△tj ρr
式中： qrx -热泵机组设计循环流量（m³/h）
Qg -热泵机组的设计小时平均秒供热量（kW）;
△tj -热泵机组的进出口温差（℃），一般取5℃；
K4 –安全系数，可取K4=1.10.
2) 热泵机组闭式循环水泵的扬程：
H=∑h局+∑h沿
式中：H -热泵机组闭式循环水泵的扬程（m）；
∑h局-热泵机组闭式循环管的局部阻力（m）；
∑h沿-热泵机组闭式循环管的沿程阻力（m）。

9.2.4 热泵机组的选择符合下列要求：
应根据低温热源和耗热量的最不利情况选择水源热泵机组，并按夏季工况校核，建议在最不利设计工况下空气源
热泵机组的COP值不小于2.0,在有冰霜可能的地区应选用带自动除霜装置的空气源热泵机组，机组在除霜运行期间制热量降低约10%～20%。