带辅助能源的家用太阳能热水系统热性能试验方法（GB/T 25967-2010）

1范围 　　本标准规定了室外条件下带辅助能源的家用太阳能热水系统的热性能测试方法。 　　本标准适用于贮热水箱容积在0.6m3以下的带辅助能源的家用太阳能热水系统。 　　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）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 　　GB 3100国际单位制及其应用（GB 3100-1993，eqv ISO 1000:1992) 　　GB/T 12936太阳能热利用术语 　　GB/T 18708-2002家用太阳热水系统热性能试验方法 　　GB/T 19141家用太阳热水系统技术条件 　　GB/T 19565总辐射表 　　JJG 458总辐射表 　　ISO 9488:1999太阳能术语 　　3术语和定义 　　GB 3100，GB/T 12936，GB/T 19141，GB/T 18708-2002和ISO 9488:1999确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 　　3.1 　　带辅助能源的家用太阳能热水系统domestic solar-plus-supplementary water heating system 　　由太阳能集热器、贮热水箱、管道、辅助能源及控制器等组成，又称带辅助能源的家用太阳能热水器，用于加热贮热水箱内水的装置，在住宅、小型商业建筑或公共建筑中使用。 　　4符号与单位 　　GB/T 18708-2002使用的符号适用于本标准，本标准还使用的符号和单位见附录A。 　　5系统分类 　　带辅助能源的家用太阳能热水系统按7种特征进行分类，每种特征又分成2-3种型式。各种特征的分类如表1所示。 　　5.1特征1 　　a)电辅助能源―似电加热器或电热水器为辅助能源，辅助能源仅用于加热贮热水箱内的水； 　　b)燃气辅助能源―以燃气燃烧器或燃气热水器为辅助能源，辅助能源仅用于加热贮热水箱内的水； 　　c)其他辅助能源―采用上述2种之外辅助能源，辅助能源仅用于加热贮热水箱内的水。 　　5.2特征2～特征7 　　特征2一特征7同GB/T 18708-2002的5.2-5.7。 　　6试验要求 　　6.1系统要求 　　6.1.1一般要求 　　对带辅助能源的家用太阳能热水系统进行试验前，应注意下列事项： 　　6.1.1.1太阳能热水系统的贮热水箱与辅助能源系统分离的家用太阳能热水系统，其太阳能部分性能应不受辅助能源影响，辅助能源将影响系统的最大供热量。系统中带有太阳能预热部分和分离的辅助能源部分都应视为系统的一部分，并与系统一起进行测试。 　　6.1.1.2如果辅助能源与太阳能贮热水箱为一个整体，且辅助能源可以连续工作或夜间使用的系统应按本标准的规定进行试验。 　　6.1.2试验系统的安装 　　系统的各个部件应按照制造商的要求进行安装。系统的控制器应按制造商的要求设置。在制造商没有安装要求时，系统应按照以下要求进行安装。 　　系统的安装应安装牢固，保证人身安全，要考虑到玻璃可能破裂和热流体的泄漏。 　　系统应安装在制造商提供的安装支架上。如制造商未提供支架，除非特别指明（例如系统是屋面的一部分），应使用敞开式的安装系统。系统的安装不得遮挡集热器的采光面，安装支架不应影响集热器侧面和背面或水籍的保温。 　　除了闷晒式系统和紧凑式系统外，水箱均应安装在制造商要求的最低位置。 　　对于贮热水箱与集热器分离的系统，集热器与水箱间的连接管道的总长度应不大于15m（例如2×7.5m)。管道的直径和保温应与制造商的安装指南一致。 　　6.1.3集热器安装 　　应按制造商要求或者实际安装时的角度确定系统试验时集热器的倾斜角度，报告中应记录试验时集热器的倾角。集热器倾角在整个试验过程中保持不变。 　　集热器应面向正南安装。集热器安装的地点应满足在试验期间没有阴影投射到集热器上。 　　试验期间，周围的建筑或物体表面没有明显的太阳光反射到集热器上，且集热器所在位置视野内没有明显的障碍物。 　　系统周围温度应与环境温度一致。例如，系统不能安装在冷却塔，烟囱或者排风口附近。 　　6.1.4液体流动系统 　　应采用图1所示的试验回路。回路中使用的管道材料应能承受高达95℃的系统工作温度。系统管道应尽量短，尤其是冷水人口处的温度控制装置与水箱进口处之间的管道，同时这段管道应采取保温措施。 　　传感器和水箱（进出口）之间的管道应采取保温措施。 　　流量控制设备和流量计应安装在系统冷水进口管道上。流量控制设备应控制通过水箱的流量为(600±50)L/h。 　　如被测系统采用泵循环，应在集热器环路中安装流量计测量流量，流量计的测量准确度为±5%。 　　在试验期间系统中使用的传热工质应是制造商推荐的工质。强迫循环系统试验时，应使用厂家推荐的流量。如果设计的太阳能集热器回路使用防冻液，在本标准中所列的试验步骤中应使用符合制造商的要求的防冻液。 　　6.2测量要求 　　6.2.1总辐射表 　　总辐射表应根据JJG 458的规定进行校准。在标定周期内总辐射表的年稳定性达不到GB/T 19565的规定时，应增加总辐射表的校准次数或更换总辐射表。 　　6.2.2温度 　　6.2.2.1准确度、精度和响应时间 　　温度测量仪器以及二次仪表的精度和准确度应在表2给出的限值之内。响应时间宜小于5s。 　　6.2.2.2环境温度 　　环境温度传感器应放置在高于地面lm处同时离集热器和系统组件大于1.5m小于10m处的百叶箱内。 　　6.2.2.3进水温度 　　在系统正常工作条件下系统测试无需控制系统的进水温度，为了避免测量误差，应采取措施避免系统进水温度急剧变化。 　　6.2.3液体流量 　　液体流量的测量准确度应等于或小于测量值的±1.0%，该测量值的单位为千克每时（kg/h)或升每时（L/h)。 　　6.2.4电量 　　电能测量仪器及其相关的读取仪表的准确度要在测试值的±1％之内，或者15W·h，两者之间取较大值。 　　6.2.5其他燃料 　　太阳能热水系统中使用燃料数量的测量仪器及其相关的读取仪表的准确度要在测试值的±1％之内。如果辅助能源为燃气，应给出燃气热值的准确度。 　　辅助能源与贮热水箱是分离的家用太阳能热水系统，应使用符合6.2.2和6.2.3要求的传感器测量传递到贮热水箱的热量。 　　6.2.6质量 　　质量测量的准确度应为±1％。 　　6.2.7计时 　　计时测量的准确度应为±0.20%。 　　6.2.8周围空气速度 　　测试期间风速测量的准确度为±0.5m/s。 　　7试验过程及结果 　　带辅助能源的太阳能热水系统的热性能试验分为单天热性能试验和长期热性能试验，单天热性能试验用于对系统进行评定，长期热性能试验用于对系统长期热性能进行评估。 　　7.1单天热性能试验 　　7.2长期热性能试验 　　7.2.1总则 　　本标准规定的试验过程考虑了水箱中太阳能加热部分和辅助加热部分的混合作用。应在典型的热水负荷条件下对系统进行测试。试验过程包括无太阳辐射（仅辅助加热）测试和太阳能保证率比较高的测试。 　　每个试验周期包括5d-15d的测量，从中选择太阳辐照比较相近的两天作为试验周期的开始和结束日期。对太阳辐照的监测至少要持续21个稳定试验周期， 　　长期热性能试验要满足7.2.2规定的试验条件，按7.2.3和7.2.4的规定进行。 　　7.2.2试验条件 　　7.2.2.1环境空气速度 　　集热器附近的空气平均风速不大于4m/s，测试期间集热器附近的风速偏离平均值不应超过±25%。 　　对于集热器与屋面结合的系统，集热器背面应做好防风措施，同时在报告中做好记录。 　　7.2.2.2辅助能源运行 　　测试期间，辅助能源可以连续运行也可以定时运行，温控器应按照厂家要求进行设定。试验期间不应改变温控器和时钟的设定值。 　　7.2.2.3用水时间表 　　试验期间，系统用水所含热量应符合表3的规定。 　　用水应按照时间表中规定的时间间隔进行，通过热表计量所传输的热量，当用热量满足规定的热量值时，停止排水。 　　7.2.2.4系统供热标称参数 　　生产厂家应给出在没有太阳辐照情况下系统的日供热量和最低的供水温度。 　　7.2.3无日照试验 　　7.2.3.1总概述 　　无日照试验是为了确定当太阳辐射输人为零时，辅助加热系统加热能力和供水水温是否符合厂家标称参数，无日照试验仅用于长期热性能试验。根据表3的规定进行测试。 　　因为系统的加热能力或者供水温度可能与标称不符，厂家可以改变温控器的设定值，无日照试验应根据新的设定值重新进行，有日照条件下的测试应采用新的设定值。 　　7.2.3.2系统设置 　　对于无日照试验，所有连接都应按照正常使用情况安装。集热器应避免日射，集热器表面应采取遮挡措施。 　　无日照试验温控器设定值和辅助能源工作方式同样适用于有日照试验。 　　7.2.3.3试验方法 　　试验时，系统应与冷水供水相连接，系统内水温应在15℃±5℃内。根据厂家标称的供热量按表3中的顺序排水，在温控器第一次动作之前，辅助能源始终开启。 　　温控器第一次动作之后，系统应以恒定日供热量运行5d。如果系统供水水温低于标称供水温度，试验应停止，以较低供热量重新开始试验。 　　如果第3，4，5天辅助能源提供的热量变化小于标称负荷的±2%，系统性能数据取后3d的平均值。如果第3、4、5天辅助能源提供的热量变化大于或等于标称负荷的±2%，试验期应延长至8d，系统性能数据取第3天到第8天的平均值。应对4个无日照试验周期（每个周期持续3d-6d)的数据进行评价。 　　7.2.4有日照试验 　　7.2.4.1供热量 　　对于有日照试验，应至少按照三种不同的供热量对系统性能进行评估。对于连续加热系统，最大供热量与最小供热量之差至少应是厂家规定的标称负荷的50%，对于夜间供热的系统，最大供热量与最小供热量之差至少应是厂家规定的标称负荷的75%。测试的供热量的变化范围可以从厂家标称负荷的50％至满足最低供水温度下的最大供热量。第一个供热量应为系统的标称负荷。应根据试验周期要求和标称最低供水温度确定其他两个供热量。中间供热量应近似等于最大值和最小值的中间值。 　　对于最大供热量，供水温度可能会低于标称最低供水温度。在这种情况下，如果满足下面其中一条，试验停止： 　　a）如果在标称最低供水温度时仍有剩水，应继续试验，直至系统提供的能量满足试验要求； 　　b)温度低于标称最低供水温度5K。