WN-2D可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目能效測評(píng)系統(tǒng)

 (適合太陽能供熱系統(tǒng)和太陽能光伏系統(tǒng)現(xiàn)場能效檢測)

一、概述

        根據(jù)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部》綠色建筑節(jié)能檢測和《GBT 50801-2013 可再生能源建筑應(yīng)用工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》要求，需對(duì)安裝太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏系統(tǒng)的建筑應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行能效測評(píng)，通過予驗(yàn)收和能效測試合格后才能正式交付使用和申請(qǐng)國家節(jié)能財(cái)政補(bǔ)貼經(jīng)費(fèi)。

因應(yīng)各相關(guān)建筑檢測單位的要求，我公司結(jié)合國內(nèi)外的能效測評(píng)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出符合我國建筑檢測部門要求的可再生能源太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏系統(tǒng)能效測評(píng)測試儀器WN-2D可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目能效測評(píng)系統(tǒng)。該能效測評(píng)系統(tǒng)符合現(xiàn)場大型太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏系統(tǒng)實(shí)際工況的檢測要求，采用智能化控制技術(shù)，檢測精度高，工作效率高，連接電腦測試軟件可生成太陽能熱水系統(tǒng)能效測評(píng)報(bào)告，保證太陽能熱水工程的設(shè)計(jì)指標(biāo)及施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，是建筑質(zhì)檢部門、生產(chǎn)廠家、太中院校科研單位的*檢測工具。

二、產(chǎn)品測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

1.《太陽熱水系統(tǒng)性能評(píng)定規(guī)范》GB/T 20095-2006；

2.《GBT 50801-2013 可再生能源建筑應(yīng)用工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》

3.《GB/T50364-2005民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》

4.《GB/T50604-2005民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范》

5.《GB/T18713--2002太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》

6．設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)方案文件；

7．項(xiàng)目申報(bào)書；

8．相關(guān)設(shè)備技術(shù)資料等文件                                

三、產(chǎn)品技術(shù)特色

 1.*采用超聲波流量表，即可采用靜態(tài)測試方式，又可采用動(dòng)態(tài)測試方式，不需要關(guān)閉使用中的熱水系統(tǒng)，不但可滿足實(shí)際工況的檢測要求，而且還可以解決因現(xiàn)場集熱端和客戶用水端遠(yuǎn)距離測試接線的困攏。方便省事，減少現(xiàn)場測試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.*可真實(shí)的測出輔助熱源得熱量；

3.采用智能化控制技術(shù)，檢測精度高，工作效率高

4.*配置室外防雨防曬手提式測試儀主機(jī)，測試時(shí)將測試儀主機(jī)掛到測試現(xiàn)場或放在地面上，將相關(guān)室外傳感器安裝在測試儀主機(jī)上，現(xiàn)場直接測量。方便省事，提高工作效率。

5.配置2用交直流電功率表，無損測試、安全系數(shù)高，電流采用交直流通用電流鉗，不需破壞電纜，即可測蓄電池側(cè)、又可以逆變器側(cè)；

6.*特殊的軟件和硬件設(shè)計(jì)，保證了連續(xù)幾天的集熱系統(tǒng)得熱量每天從零開始，不需要測試人員每天到現(xiàn)場進(jìn)行記錄集熱系統(tǒng)效率，然后再進(jìn)行人工計(jì)算；

7.*分析軟件可以選用無線GPRS通訊方式，不受距離的限制，可實(shí)時(shí)在遠(yuǎn)端或辦公室實(shí)時(shí)采集到一個(gè)測試工地或多個(gè)測試工地的實(shí)際數(shù)據(jù)，并且可以監(jiān)測及診斷出測試現(xiàn)場的測試設(shè)備有*。解決了測試人員定期去現(xiàn)場錄入數(shù)據(jù)、查看設(shè)備的運(yùn)作狀況的困擾，方便省事，減少現(xiàn)場測試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

8.FSP10總輻射傳感器：具有與Kipp&Zonen CMP21 二等標(biāo)準(zhǔn)總輻射表的精度和穩(wěn)定性，通過實(shí)際在室外挑選的晴天、多云天以及陰天短期和長期測得的數(shù)據(jù)與CMP21的數(shù)據(jù)非常接近，二者性能相差非常小

四、測評(píng)項(xiàng)目（太陽能熱利用系統(tǒng)和太陽能光伏電源系統(tǒng)）

1．集熱系統(tǒng)得熱量

2．系統(tǒng)總能耗

3．貯熱水箱熱損系數(shù)

4．集熱系統(tǒng)效率

5．太陽能保證率

6．常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

7．項(xiàng)目費(fèi)效比

8．二氧化碳減排量

   9.二氧化硫減排量

   10.粉塵減排量

   11.供水溫度

   12.太陽能建筑應(yīng)用光伏電源系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率測試

   13.熱泵COP系數(shù)(可選）

五、測試條件

（一）太陽能光伏電源系統(tǒng)

1  檢測的天氣要求：環(huán)境平均溫度8℃≤t≤39℃，環(huán)境空氣的平均流速不大于4m/s，當(dāng)太陽能電池方陣正南放置時(shí)，試驗(yàn)起止時(shí)間為當(dāng)?shù)靥栒鐣r(shí)前1h到太陽正午時(shí)后1h，共計(jì)2h。測試期間內(nèi)，太陽輻照度不應(yīng)小于700w/m2。

2 系統(tǒng)要求：太陽能建筑應(yīng)用光伏電源系統(tǒng)應(yīng)按原設(shè)計(jì)要求安裝調(diào)試合格，并至少正常運(yùn)行3天，才能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測試。 對(duì)于獨(dú)立的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，電功率表接在蓄電池的輸入端；對(duì)于并網(wǎng)太陽能系統(tǒng)，電功率表應(yīng)接在逆變器的輸出端。

（二）太陽能熱利用系統(tǒng)

1. 太陽能建筑應(yīng)用光熱系統(tǒng)所采用的太陽能集熱器、太陽能熱水器等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)具有相應(yīng)的全性能合格的檢測報(bào)告，符合國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求；

2. 系統(tǒng)應(yīng)按原設(shè)計(jì)要求安裝調(diào)試合格，并至少正常運(yùn)行3天，方可以進(jìn)行測試；

3. 所有示范項(xiàng)目必須按照測試的要求預(yù)留相關(guān)儀器的測試位置和條件，其用水量、水溫等參數(shù)必須按照設(shè)計(jì)要求的條件下進(jìn)行測試；

4. 太陽能熱水系統(tǒng)試驗(yàn)期間環(huán)境平均溫度：8℃≤ta≤39℃；

5. 環(huán)境空氣的平均流動(dòng)速率不大于4m/s；

6．至少應(yīng)有4天試驗(yàn)結(jié)果具有的太陽輻照量分布在下列四段：J₁＜8MJ/㎡·日；8MJ/㎡·日≤J₂＜12MJ/㎡·日；12MJ/㎡·日≤J₃＜16MJ/㎡·日；16MJ/㎡·日≤J₄。

六、測試設(shè)備儀器及其指標(biāo)參數(shù)

七、測試方法

（一）太陽能光伏電源系統(tǒng)

1.試驗(yàn)開始前，應(yīng)切斷所有外接輔助電源，安裝調(diào)試好太陽輻射表、電功率表/溫度自記儀和風(fēng)速計(jì)，并測量太陽能電池方陣面積；

2.試驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)同時(shí)記錄總輻射表太陽輻照量讀數(shù)及各儀表的數(shù)據(jù)；

3.試驗(yàn)開始后，應(yīng)每隔十分鐘記錄一次各儀表數(shù)據(jù)；

4.計(jì)算試驗(yàn)期間單位太陽能電池板面積的太陽輻照量H。對(duì)于處在不同采光平面上的太陽能電池方陣，應(yīng)分別計(jì)算試驗(yàn)期間不同采光平面單位太陽能電池板面積的太陽輻射量。

3.數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)試驗(yàn)期間單位面積太陽能電池板的發(fā)電量Q（MJ/(㎡)）用式（1）計(jì)算：

t——試驗(yàn)時(shí)間，單位：h;

w——試驗(yàn)期間電功率表的讀數(shù)，單位：kW;

Ac——太陽能電池板面積，單位：㎡.

太陽能建筑應(yīng)用光伏電源系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率用式（2）計(jì)算：

當(dāng)太陽能電池板不在同一采光面時(shí)，可用式（3）計(jì)算太陽能建筑應(yīng)用光伏電源系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率：

t——試驗(yàn)時(shí)間，單位：h;

w——試驗(yàn)期間電功率表的讀數(shù)，單位：kW;

Aci——不同方向太陽能電池板面積，單位：㎡.

   Hi——不同朝向電池板單位面積太陽輻照量，單位：MJ/(㎡).

4.工程評(píng)價(jià)同太陽能熱利用系統(tǒng)

（二）太陽能熱利用系統(tǒng)

1、集熱系統(tǒng)得熱量

（1）集熱系統(tǒng)得熱量：由太陽能集熱系統(tǒng)中太陽集熱器提供的有用能量，單位：MJ/天_全天。

（2）測試時(shí)間：測試起止時(shí)間達(dá)到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數(shù)：集熱系統(tǒng)進(jìn)口溫度、集熱系統(tǒng)出口溫度、集熱系統(tǒng)流量、環(huán)境溫度、環(huán)境空氣流速、測試時(shí)間。

（4）數(shù)據(jù)整理：當(dāng)采用熱量表測試上述參數(shù)時(shí)，太陽能集熱系統(tǒng)得熱量可以用熱量表直接測量。當(dāng)上述參數(shù)分別測量時(shí)，集熱器進(jìn)出口溫度、流量采樣時(shí)間間隔不得小于1分鐘，記錄時(shí)間間隔不得大于10分鐘。太陽能集熱系統(tǒng)得熱量根據(jù)記錄的溫度、流量等數(shù)據(jù)計(jì)算得出。

2、系統(tǒng)常規(guī)熱源耗能量

（1）系統(tǒng)常規(guī)熱源耗能量：系統(tǒng)中輔助熱源所耗常規(guī)熱源的耗能量（實(shí)際工況為：系統(tǒng)應(yīng)提供給用戶的熱量減去集熱系統(tǒng)得熱量）。

（2）測試時(shí)間：測試起止時(shí)間達(dá)到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數(shù)：輔助熱源加熱量、環(huán)境溫度、環(huán)境空氣流速、測試時(shí)間。

（4）數(shù)據(jù)分析：當(dāng)采用電作為輔助熱源時(shí)，測量測試時(shí)間內(nèi)輔助熱源的耗電量。

當(dāng)采用其它熱源為輔助能源時(shí)，系統(tǒng)常規(guī)熱源耗能量的測量方法可用下面公式和方法計(jì)算：

（1）系統(tǒng)常規(guī)熱源耗能量= QT-QC

式中

Q fz ――系統(tǒng)常規(guī)熱源耗能量，MJ；

Q T ――系統(tǒng)應(yīng)向用戶提供的總能量，MJ；

Q C ――集熱系統(tǒng)得熱量，MJ。

（2）系統(tǒng)應(yīng)向用戶提供的總熱量Q T 由以下三部分組成：

①每天系統(tǒng)提供給用戶的實(shí)際生活熱水耗熱量Q G

②實(shí)際供水未達(dá)到60℃要求時(shí)，需要補(bǔ)充的熱量Q A

③ 為滿足設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)還應(yīng)提供的熱量Q S

所以，系統(tǒng)應(yīng)提供給用戶的總熱量量

3 、貯熱水箱熱損系數(shù)

（1）貯熱水箱熱損系數(shù)：表示貯熱水箱保溫性能的參數(shù)，單位：W/K。

（2）測試時(shí)間：選取一天，測試起止時(shí)間為晚上8點(diǎn)開始，且開始時(shí)貯熱水箱水溫不得低于40℃與水箱所處環(huán)境溫度差不小于20℃，第二天早上6點(diǎn)結(jié)束，共計(jì)10個(gè)小時(shí)；

（3）所需測試參數(shù)：開始時(shí)貯熱水箱內(nèi)水溫度、結(jié)束時(shí)貯熱水箱內(nèi)水溫度、貯熱水箱容水量、貯熱水箱附近環(huán)境溫度、測試時(shí)間。

（4）數(shù)據(jù)分析

貯熱水箱熱損系數(shù)用式（1）計(jì)算：

式中：

--貯熱水箱熱損系數(shù)，W/K;

--水的密度，kg/m3，

--水的比熱容，J/（kg·K）；

--貯熱水箱容水量，m3;

--降溫時(shí)間，s；

--開始時(shí)貯熱水箱內(nèi)水溫度，℃；

--結(jié)束時(shí)貯熱水箱內(nèi)水溫度，℃；

--降溫期間平均環(huán)境溫度。

4、集熱系統(tǒng)效率

（1）集熱系統(tǒng)效率：在測試期間內(nèi)太陽能集熱系統(tǒng)有用得熱量與同一測試期內(nèi)投射在太陽能集熱器上日太陽輻照能量之比。

（2）測試時(shí)間：測試起止時(shí)間達(dá)到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數(shù)：太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統(tǒng)進(jìn)口溫度、集熱系統(tǒng)出口溫度、集熱系統(tǒng)流量、環(huán)境溫度、環(huán)境空氣流速、測試時(shí)間。

（4）數(shù)據(jù)分析

集熱系統(tǒng)效率用式（2）計(jì)算：     

式中：

——集熱系統(tǒng)效率，%；

——太陽能集熱系統(tǒng)得熱量，MJ;

——太陽能集熱器采光面積，㎡；

——太陽能集熱器采光面上的太陽能輻照量，MJ/㎡；

5、太陽能保證率

（1）太陽能保證率：系統(tǒng)中太陽能部分提供的能量與系統(tǒng)需要的總能量之比。

（2）測試時(shí)間：測試起止時(shí)間達(dá)到測試所需要的太陽輻射量為止；

（3）所需測試參數(shù)：太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統(tǒng)進(jìn)口溫度、集熱系統(tǒng)出口溫度、集熱系統(tǒng)流量、環(huán)境溫度、環(huán)境空氣流速、輔助熱源加熱量、測試時(shí)間。

（4）數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)太陽能保證率用式（3）計(jì)算： 

式中：

f—系統(tǒng)太陽能保證率；

——太陽能集熱系統(tǒng)得熱量，MJ;

——系統(tǒng)需要的總能量；MJ。

系統(tǒng)需要的總能量用式（4）計(jì)算： 

——輔助熱源加熱量；MJ。

八、工程評(píng)價(jià)

工程評(píng)價(jià)的依據(jù)是項(xiàng)目《申請(qǐng)報(bào)告》，太陽能保證率和常規(guī)能源替代量為考核性指標(biāo)，其中任何一項(xiàng)達(dá)不到《申請(qǐng)報(bào)告》中的要求，則該工程判為不合格，該項(xiàng)目不得通過測評(píng)。

• 太陽能保證率

方法一：短期測試

對(duì)項(xiàng)目的太陽能保證率進(jìn)行評(píng)價(jià)，不得低于項(xiàng)目《申請(qǐng)報(bào)告》中提出的太陽能保證率。

對(duì)全年太陽能保證率計(jì)算如下：

    1) 當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡的天數(shù)為x₁天；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?2MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的天數(shù)為x₂天；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?6MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的天數(shù)為x₃天；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟看笥诘扔?6MJ/㎡的天數(shù)為x₄天；

    2) 經(jīng)測試，當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡時(shí)的太陽能保證率為；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?2MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的太陽能保證率為；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?6MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的太陽能保證率為；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟看笥诘扔?6MJ/㎡的太陽能保證率為；

則全年的太陽能保證率為：

方法二：長期監(jiān)測

實(shí)際測得一年周期內(nèi)太陽輻照總量為J_全年，一年周期內(nèi)太陽能熱水系統(tǒng)需要的總能量，則全年的太陽能保證率為

2、常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

對(duì)項(xiàng)目的常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）進(jìn)行評(píng)價(jià)，不得低于項(xiàng)目《申請(qǐng)報(bào)告》中提出的常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）。

方法一：短期測試

對(duì)全年常規(guī)能源替代量計(jì)算如下：

經(jīng)測試，當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡時(shí)的集熱系統(tǒng)得熱量為Q₁；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集熱系統(tǒng)得熱量為Q₂；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟啃∮?6MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集熱系統(tǒng)得熱量為Q₃；當(dāng)?shù)厝仗栞椪樟看笥诘扔?6MJ/㎡的集熱系統(tǒng)得熱量為Q₄；

則全年常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）為

方法二：長期監(jiān)測

實(shí)際測得一年周期內(nèi)太陽能集熱系統(tǒng)得熱總量為Q_J全年；則全年常規(guī)能源替代量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）為：

表4-1 ××示范項(xiàng)目的測評(píng)內(nèi)容

九、WN-2D可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目能效測評(píng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置