空气源热泵辅助的太阳能热水系统

GB/T *****-200*
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
范围 设计要求、 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、 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） 。 1 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/T 4271 太阳能集热器热性能试验方法 GB/T 4272 设备及管道技术通则 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 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 6424 平板型太阳能集热器 GB/T 8175 设备及管道保温设计导则 GB/T 12936 太阳能热利用术语 GB/T 17049 全玻璃真空太阳集热管 GB/T 17581 真空管型太阳能集热器 GB/T 18713 太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范 GB/T 19141 家用太阳热水系统技术条件 GB/T 20095 太阳热水系统性能评定规范 GB/T 21362 商业或工业用及类似用途的热泵热水机 GB/T 23137 家用和类似用途热泵热水器 GB/T 23888 家用太阳能热水系统控制器 GB/T 23889 家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件 GB 50009 建筑结构载荷规范 GB 50015 建筑给水排水设计规范 GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50168 电气装置安装工程电缆线施工及验收规范 GB 50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB 50185 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准 GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB 50207 屋面工程质量验收规范 GB 50212 建筑防腐蚀工程施工及验收规范 GB 50242 建筑给水排水及采暖工程质量验收规范 GB 50224 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准
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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
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GB/T *****-200* GB 50303 建筑电气安装工程施工质量验收规范 GB 50364 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 JB 4330 制冷与空调设备噪声声功率级的测定 工程法 术语和定义 GB/T 12936、GB/T 20095、GB/T 21362 、GB/T 23137 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 solar water heating systems assisted with air-source hea tpump 2 在不低于 17MJ/m 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-source heat pump water heater 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 auxiliary and parasitic energy 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) coefficient of performance 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。 3 4 符号与单位 2 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（m ） ； 2 ； 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（m ） 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） ； 2 ； 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/m ） 2 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/m ） ； 2 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/m ） ； 2 q17 日太阳辐照量为 17 MJ/m 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 2 为兆焦耳每平方米（MJ/m ） ； ； 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（℃） ； 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（℃） tbi ； tci 热性能试验第 i 个储水箱中冷水的温度，单位为摄氏度（℃） ； 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（℃） tei ； 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（℃） ； tfi 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（℃） 2 Δt17 日太阳辐照量为 17 MJ/m 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（℃） ； 3 Vi 第 i 个储水箱的有效容积，单位为立方米（m ） ； 3 Vsi 第 i 个储水箱内的实验水量，单位为立方米（m ） ； 3 水的密度，单位为千克每立方米（kg/ m ） ； ρw n 空气源热泵辅助的太阳能热水系统储水箱数量。
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GB/T *****-200* 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±10 º。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循环方式时，换热器不应明显降低集热效率。应符合 GB/T18713 的 要求。 6.4.3 确定换热器的连接方式 系统中的换热器一般应按逆流方式连接，储水箱内的单循环换热器位于高处的进口与系统高温 管路相连，位于低处的出口与低温管路相连。 6.4.4 确定防过热系统 换热装置应设计防过热系统，防止高温过热引起系统损坏。 6.5 储热装置
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GB/T *****-200* 5 系统的组成与分类 5.1 系统的组成 3 储水箱容量大于 0.6 m 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/T 20095 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。 2 类型 1： 在不低于 17MJ/m 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。 2 类型 1： 在不低于 17MJ/m 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/T 21362，GB/T 23137 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。