NB∕T 10773—2021 农村住宅多能互补供热系统通用要求(能源).pdf

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1、ICS 97.100 CCS J 75 NB 中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准 NB/T 107732021 农村住宅多能互补供热系统通用要求 General requirements for multi-energy coupled heating system for rural residences（发布稿）2021-11-16 发布 2022-02-16 实施 国家能源局 发 布 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 符号与单位.2 5 技术要求.3 6 试验方法.4 附录 A（规范性）标准负荷表.8 参考文献.9 NB

2、/T 107732021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国农村能源行业协会和农业农村部农业生态与资源保护总站提出。本文件由能源行业农村能源标准化技术委员会（NEA/TC8）归口。本文件由中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会负责组织起草。本文件起草单位：中国建筑科学研究院有限公司、山东光普太阳能工程有限公司、山东中科蓝天科技有限公司、北京华业阳光新能源有限公司、江苏启能新能源材料有限公司、浙江神太太阳能股份有限公司、广东万和新电气股份有限公司、浙江格莱智控电子有限公司、山西桑尼洛英能源科技有限公司、

3、建科环能科技有限公司、国家太阳能热水器质量检验检测中心（北京）、西安建筑科技大学、清华大学、天津大学、北京工业大学。本文件主要起草人：李博佳、闵庆喜、王伟、钟洪伟、邵冬冬、李欢、黄逊青、沈进、程远达、贾铁鹰、狄彦强、张昕宇、王登甲、王宝龙、郑万冬、薛鹏、王选。NB/T 107732021 1 农村住宅多能互补供热系统通用要求 1 范围 本文件规定了农村住宅多能互补供热系统的技术要求和试验方法。本文件适用于农村住宅中采用太阳能与电加热、热泵协同供热，额定功率不大于 70kW 的供热装置。其他形式的多能互补供热系统可参照使用。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不

4、可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 4706.1 家用和类似用途电器的安全 第 1 部分：通用要求 GB/T 6424 平板型太阳能集热器 GB/T 17581 真空管型太阳能集热器 GB/T 17758-2010 单元式空气调节机 GB/T 19409 水（地）源热泵机组 GB/T 20289 储水式电热水器 GB/T 25127.1 低环境温度空气源热泵（冷水）机组 第 1 部分：工业或商业用及类似用途的热泵（冷水）机组 GB/T 25127.2 低环境温度空气源热泵（冷水）机组 第 2

5、部分：户用及类似用途的热泵（冷水）机组 GB/T 25857 低环境温度空气源多联式热泵（空调）机组 GB/T 26976 太阳能空气集热器技术条件 GB/T 28746 家用太阳能热水系统储水箱技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 额定供热功率 nominal heating power 规定条件下，单位时间内多能互补供热系统可稳定供给用热装置的热量。3.2 节能率 energy saving ratio 相同供热量下，多能互补供热系统比户用燃煤供热系统减少能量消耗的百分比。3.3 NB/T 107732021 2 标准负荷 reference load 附录A规定的

6、用于测试多能互补供热系统供暖期节能率的逐时负荷参数。4 符号与单位 下列符号与单位适用于本文件。COPsys 供暖期系统性能系数；cp 工质的比热容，单位为千焦耳每千克摄氏度（kJ/(kg)）；Ee 多能互补供热系统累积耗电量，单位为千瓦时（kWh）；Ee(i)多能互补供热系统第 i 天累积耗电量，单位为千瓦时（kWh），i 取 1,2,3；Ee 多能互补供热系统供暖期日平均耗电量，单位为千瓦时（kWh）；El(i)模拟负荷系统第 i 天累积的负荷量，单位为千瓦（kWh），i 取 1,2,3；Es(i)多能互补供热系统第 i 天供热量，单位千瓦时（kWh），i 取 1,2,3；Es(i,j)多

7、能互补供热系统第 i 天第 j 小时供热量，单位千瓦时（kWh），i 取 1,2,3，j 取 124；Es 多能互补供热系统供暖期日平均供热量，单位千瓦时（kWh）；E 多能互补供热系统的日供热量与标准负荷的最大偏差，%；fs 多能互补供热系统的节能率，%；G 太阳能集热器采光面的太阳辐照强度，单位为瓦每平方米（W/m2）；H 太阳能集热器采光面的日太阳辐照量，单位为兆焦每平方米天（MJ/（m2d）；k 测量次数；md 多能互补供热系统供热设计流量，单位为千克每秒（kg/s）；ml 模拟负荷系统的工质流量，单位为千克每秒（kg/s）；ms 多能互补供热系统供热循环工质流量，单位为千克每秒（kg

8、/s）；Qd 多能互补供热系统额定供热功率，单位为千瓦（kW）；Ql(i,j)模拟负荷系统第 i 天第 j 小时的负荷，单位千瓦（kW），i 取 1,2,3，j 取 124；Qs 多能互补供热系统供热功率，单位为千瓦（kW）；qc 标准煤热值，单位为千瓦时每千克标准煤（kWh/kgce），取 8.14 kWh/kgce；qe 电力折标准煤参考系数，单位为千克标准煤每千瓦时（kgce/（kWh），可按当年火电发电标准煤耗或取值 0.318kgce/（kWh）；Rl(i,j)标准负荷的第 i 天第 j 小时负荷率，%，i 取 1,2,3，j 取 124；ta 室外环境温度，单位为摄氏度（）；td,

9、out 多能互补供热系统设计回水温度，单位为摄氏度（）；te,d 焓差室内空气的干球温度，单位为摄氏度（）；te,w 焓差室内空气的湿球温度，单位为摄氏度（）；tl,d 标准负荷下对应的室外日平均温度，单位为摄氏度（）；tl,in 模拟负荷系统出口温度，单位为摄氏度（）；tl,in(i,j)模拟负荷系统第 i 天第 j 小时的出口温度，单位为摄氏度（），i 取 1,2,3，j 取 124；tl,out 模拟负荷系统进口温度，单位为摄氏度（）；tl,out(i,j)模拟负荷系统第 i 天第 j 小时的进口温度，单位为摄氏度（），i 取 1,2,3，j 取 124；ts,in 多能互补供热系统供水

10、温度，单位为摄氏度（）；ts,out 多能互补供热系统回水温度，单位为摄氏度（）；c 户式燃煤供暖的供热综合效率，取 0.70；v 性能试验期间，集热器周围空气的平均流动速率，单位为米每秒（m/s）。NB/T 107732021 3 5 技术要求 5.1 热源部件 多能互补供热系统的热源部件应符合表1的规定，并具有相应性能检测报告。表 1 热源部件的技术要求 部件名称 技术要求 太阳能集热器 GB/T 6424、GB/T 17581、GB/T 26976 储热水箱 GB/T 28746 空气源热泵热水机组 GB/T 25127.1、GB/T 25127.2 空气源多联式热泵机组 GB/T 25

11、857 水（地）源热泵机组 GB/T 19409 电热水器 GB/T 20289 5.2 装配和外观 5.2.1 多能互补供热系统应为整体式或多个单元现场组装，预留相应的部件更换、维护和检查空间。5.2.2 多能互补供热系统的管道连接处应光滑平整、无渗漏，各管道走向合理。5.2.3 多能互补供热系统各部件的外表面应平整，无划痕、污垢和其他缺陷。5.2.4 喷涂层应均匀，无流痕、气泡和剥落现象。5.2.5 多能互补供热系统应在装置外壳标明电气安全警示及电气端子接线图。5.3 电气安全 5.3.1 多能互补供热系统的电气设备应有漏电保护、接地与断电等安全措施。5.3.2 多能互补供热系统中带电部件

12、的电气强度、泄漏电流和接地电阻应符合 GB 4706.1 的规定。5.4 耐压 使用液体供热工质的多能互补供热系统按6.4给出的方法试验，系统部件及连接管路应无变形、渗漏或破裂。5.5 防过热 多能互补供热系统按6.5给出的方法试验，集热系统运行温度超过设定温度时，太阳能集热循环应能自动进行降温或排出高温介质，且系统无破损、变形或其他损坏。5.6 性能 5.6.1 供热功率 多能互补供热系统的供热功率按6.6给出的方法试验，实测供热功率应不小于其额定供热功率的90%。5.6.2 供热稳定性和节能率 多能互补供热系统的供热稳定性和节能率按6.6给出的方法试验，日供热量与标准负荷的最大偏差应不大于

13、10%，供暖期节能率应不小于10%。NB/T 107732021 4 6 试验方法 6.1 热源部件 查验热源部件的产品合格证书和性能检验报告。6.2 装配和外观 视检多能互补供热系统的装配和外观情况，记录检查结果。6.3 电气安全 电气强度、泄漏电流和接地电阻的试验方法按GB 4706.1的规定进行。6.4 耐压 6.4.1 试验条件 开式系统试验压力为 1.25 倍额定工作压力；闭式系统试验压力为 1.5 倍额定工作压力。6.4.2 试验步骤 将多能互补供热系统注满水，通过放气阀排尽系统内残留空气后关闭放气阀，由液压系统缓慢加压至试验压力。维持试验压力 10min，同时检查系统部件及连接管

14、路有无变形、渗漏或破裂。6.4.3 试验结果 记录检查结果、试验压力及持续时间。检查系统部件及连接管路的变形破损情况。6.5 防过热 6.5.1 试验条件 日平均环境温度不小于 8，太阳能集热器采光平面的日太阳辐照量不小于 17MJ/（m2 d）。6.5.2 试验步骤 按照运行时的倾角和朝向安装太阳能集热器，将太阳能集热器及循环管路内充满工质置于阳光下加热直至介质温度高于系统设定温度。6.5.3 试验结果 逐时记录试验期间太阳辐照量和环境温度。检查太阳能集热系统防过热安全阀是否自动打开排出高温介质，集热系统部件及其连接管路有无破损、变形或其他损坏。6.6 性能 6.6.1 试验装置及测试设备

15、6.6.1.1 试验装置应包括试验控制系统、模拟负荷系统及被测系统，试验装置见图 1。被测系统的太阳能集热器应安装于室外，多能互补供热系统主机和空气源热泵室外侧（如有）应安装于室内。NB/T 107732021 5 图 1 多能互补供热系统性能试验装置示意图 6.6.1.2 包含空气源热泵的多能互补供热系统，其热泵室外侧机组应安装于焓差试验环境中。焓差试验环境可采用 GB/T 17758-2010 中 A.2 的空调装置使其达到规定的工况要求，测试时干球温度和湿球温度的偏差应符合 GB/T 25127.2 的规定。6.6.1.3 所用测试设备在测量范围内的性能参数，应符合表 2 的规定。表 2

16、 测试设备性能参数 仪器仪表 最大允许误差/准确度等级 其他 太阳总辐射表 1 级 电能表 1.0 级 太阳能集热器周围环境温度 0.5 响应时间小于 5s 太阳能集热器周围空气流动速率 0.5m/s 集热循环供回水温度 0.1 响应时间小于 5s 焓差试验环境干湿球温度 0.1 响应时间小于 5s 供热循环供回水温度 0.1 响应时间小于 5s 供热流体流量 1.0%数据记录仪 模拟或数字记录仪的准确度应不小于满量程的 0.5%时间常数应不小于1s，信号的峰值指示应在满量程的50%100%之间 数字技术和电子积分器的准确度应等于或好于测量值的1.0%注：“”为不适用 6.6.2 系统安装 6

17、.6.2.1 被测系统应按照产品安装说明书的规定进行安装，制造商应提供安装说明书中涉及的所有配件。6.6.2.2 被测系统的太阳能集热器应按说明书的要求安装。安装场地应具备良好的通风条件，试验期间太阳能集热器采光面不应受周围物品遮挡。6.6.3 试验工质及能源条件 NB/T 107732021 6 6.6.3.1 试验应使用制造商说明书规定的传热工质，说明书未明确规定传热工质的，以水作为试验传热工质。6.6.3.2 试验时，应以额定电压的1%或额定电压范围平均值的1%供电，频率为额定频率的1%。6.6.4 供热功率 6.6.4.1 试验条件如下：a)室外日平均温度应在0以上；b)包含空气源热泵

18、的多能互补供热系统，测试期间te,d应在（-20 1）范围以内，且其日平均值在（-20 0.3）范围以内；c)试验期间用不透光材料遮盖太阳能集热器。6.6.4.2 试验步骤如下：a)将被测系统与试验装置相连，按说明书的最高输出温度进行产品设定，如无明确规定，将被测样品的设定温度调整到允许的最高工作温度；b)向多能互补供热系统储热装置中注满温度为设计回水温度的工质，启动多能互补供热系统，样品在回水温度变化不超过 0.5条件下连续运行30min后试验结束；c)30min试验期间，以1min为间隔记录ts,in、ts,out、ms。6.6.4.3 试验期间样品的供热功率按公式（1）计算。()()30

19、sss,ins,out11()30pkQc m k tktk=（1）6.6.5 供热稳定性和节能率 6.6.5.1 供热稳定性和节能率的试验周期共 3d。每天连续测试 24h，测试时间从上午 8 时开始至次日上午 8 时结束。6.6.5.2 试验条件如下：a)室外日平均温度应在表 A.1 规定的 tl,d25范围内；b)试验期间 v 不应大于 4m/s，每天太阳能集热器采光面的日太阳辐照量均应在表 A.1 规定的 H 1 MJ 范围内；c)包含空气源热泵的多能互补供热系统，测试期间 te,d应在表 A.1 规定的 tl,d 1范围以内，且其日平均值在 tl,d 0.3范围以内；d)模拟负荷系统

20、第 i 天 j 小时的试验参数由表 A.1 中的 Rl(i,j)及多能互补供热系统的 Qd和 md按公式（2）公式（4）计算得出。()()ldl,Q i jQ R i j=（2）ldmm=（3）()ll,inl,outl,(,)(,)pQ i jti jti jc m=（4）6.6.5.3 试验步骤如下：a)将多能互补供热系统的各能源系统与试验系统相连，并向多能互补供热系统储热装置中注满温度为 td,out的工质；b)用旁通管路将多能互补供热系统与换热器的进出口断开连接，使多能互补供热系统与模拟负NB/T 107732021 7 荷系统处于相互独立的状态；c)按产品标记的设计供/回水温度对样品

21、进行初始设定，按 6.6.5.2 中 d）计算得出的第 1 小时参数对模拟负荷系统进行初步设定；d)按产品说明书的顺序启动多能互补供热系统，并启动模拟负荷系统，记录两侧的供回水温度；e)当多能互补供热系统的回水温度变化不超过 0.5，且模拟负荷系统流量达到设定状态时，关闭旁通管路，恢复被测样品与换热器进出口的连接；f)按 6.6.5.2 中 d）计算得出的参数逐时改变模拟负荷系统的进口温度，直至第 1 天试验结束；g)按 a）f）的步骤完成第 2 天和第 3 天的试验；h)试验期间，以 1min 为间隔记录 ta、G、v、te,d、te,w、ms、ts,in、ts,out、Ee。6.6.5.4

22、 多能互补供热系统的供热稳定性按公式（5）（8）计算。()()()()60sss,ins,out11,603600pkE i jc m ktktk=（5）()()24ss1,jEiEi j=（6）()()24ll1,jE iQ i j=（7）()()()sll100%E iE iEE i=（8）6.6.5.5 多能互补供热系统的供暖期节能率 fs按公式（9）计算。eecss1100%cE qqfE=（9）其中，Es和Ee按公式（10）和公式（11）计算。()()()ssss0.2510.520.253EEEE=+（B.1）()()()eeee0.2510.520.253EEEE=+（B.3）注

23、：供暖期节能率 fs与供暖期系统性能系数 COPsys换算关系可按公式（10）计算。ccessys1100%q qfCOP=（10）NB/T 107732021 8 附 录 A（规范性）标准负荷表 多能互补供热系统的性能应按表A.1规定的供暖标准负荷及对应环境条件进行试验。表A.1 标准负荷及对应环境条件 项目 第 1 天 第 2 天 第 3 天 日平均温度 tl,d（）-1.7-3 3 日太阳辐照量 H（MJ）10 13 16 逐时负荷率Rl(i,j)8:00 65%90%59%9:00 42%70%47%10:00 24%52%35%11:00 22%45%17%12:00 18%37%1

24、1%13:00 11%30%9%14:00 12%30%9%15:00 12%32%9%16:00 14%38%9%17:00 18%47%11%18:00 23%57%14%19:00 23%55%14%20:00 25%58%16%21:00 28%62%19%22:00 30%65%19%23:00 33%71%23%24:00 40%70%45%1:00 44%77%51%2:00 48%82%56%3:00 53%86%62%4:00 58%90%69%5:00 64%94%75%6:00 68%97%79%7:00 73%100%77%NB/T 107732021 9 参 考 文

25、献 1 GB/T 18430.2-2016 蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第 2 部分：户用及类似用途的冷水（热泵）机组 2 GB 19577-2015 冷水机组能效限定值及能效等级 3 GB/T 25966-2010 带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件 4 GB/T 34913-2017 民用建筑能耗分类及表示方法 5 JGJ 26-2018 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 6 ISO 9459-4:2013 Solar heating-Domestic water heating systems-Part 4:System performance characterization by means of component tests and computer simulation 7 ISO 9459-5:2007 Solar heating-Domestic water heating systems-Part 5:System performance characterization by means of whole-system tests and computer simulation _