建筑节能与可再生能源利用通用规范 GB55015-2021
5.4 空气源热泵系统
5.4.1 空气源热泵机组的有效制热量,应根据室外温、湿度及结、除霜工况对制热性能进行修正。采用空气源多联式热泵机组时,还需根据室内、外机组之间的连接管长和高差修正。
5.4.2 当室外设计温度低于空气源热泵机组平衡点温度时,应设置辅助热源。
5.4.3 采用空气源热泵机组供热时,冬季设计工况状态下热泵机组制热性能系数(COP)不应小于表5.4.3规定的数值。
5.4.4 空气源热泵机组在连续制热运行中,融霜所需时间总和不应超过一个连续制热周期的20%。
5.4.5 空气源热泵系统用于严寒和寒冷地区时,应采取防冻措施。
5.4.6 空气源热泵室外机组的安装位置,应符合下列规定:
1 应确保进风与排风通畅,且避免短路;
2 应避免受污浊气流对室外机组的影响;
2 应避免受污浊气流对室外机组的影响;
3 噪声和排出热气流应符合周围环境要求;
4 应便于对室外机的换热器进行清扫和维修;
5 室外机组应有防积雪措施;
6 应设置安装、维护及防止坠落伤人的安全防护设施。
条文说明
5.4.1 空气源热泵名义制热量,国内外规范中均规定了测试工况,但在具体应用时与测试工况不同,需要进行修正。空气源热泵机组的制热量受室外空气状态影响显著,考虑室外温度、湿度及结霜、融霜状况后,对机组额定工况下制热性能进行修正才是机组真实出力,才能衡量空气源热泵机组是否可以满足需求。
空气源热泵机组的制热量会受到空气温度、湿度和机组本身融霜特性的影响,在设计工况下的制热量通常采用下式进行计算:
空气源热泵机组的制热量会受到空气温度、湿度和机组本身融霜特性的影响,在设计工况下的制热量通常采用下式进行计算:
Q=q×k1×k2 (3)
式中:Q——机组制冷热量(kW);
q——产品样本中的制热量(标准工况:室外空气干球温度7℃,湿球温度6℃)(kW);
k1——使用地区室外空气调节计算干球温度修正系数;
k2——机组融霜修正系数。
q——产品样本中的制热量(标准工况:室外空气干球温度7℃,湿球温度6℃)(kW);
k1——使用地区室外空气调节计算干球温度修正系数;
k2——机组融霜修正系数。
此外,采用空气源多联式空调(热泵)机组时,连接管长度和高差的增加将导致压力变化使机组制热运行时的冷凝温度降低、制热量减小、能效比降低、制冷剂沉积与闪发,由此会引起系统性能衰减,影响机组的安全、稳定运行,故需考虑管长和高差修正。
5.4.2 当室外设计温度低于空气源热泵当地平衡点温度时,空气源热泵存在无法满足用户供暖需求的情况,因此,为保障正常使用设备,作此条规定。
当空气源热泵系统以供暖为主时,应以供暖热负荷选择系统热源。空气源热泵的平衡点温度是该机组的有效制热量与建筑物耗热量相等时的室外温度,当这个温度比建筑物的冬季室外计算温度高时,就必须设置辅助热源。应根据不同地区的实际条件,进行技术经济比较确定空气源热泵机组和辅助热源承担热负荷的合理比例。
5.4.3 在冬季寒冷、潮湿的地区使用空气源热泵必须考虑机组的经济性和可靠性。室外温度过低会降低机组制热量,室外空气潮湿会使融霜时间过长,同样会降低机组有效制热量,因此设计时应计算冬季设计状态下的COP,当热泵机组不具备节能优势时不可采用。冬季设计工况下的机组性能系数应为冬季室外空调或供暖计算温度条件下,达到设计需求参数时的机组供热量(W)与机组输入功率(W)的比值,此条款中设计状态下COP,是已经考虑本规范第5.4.1条修正后的结果。
在北方地区清洁取暖的国家战略推动下,空气源产品适用范围进一步扩展,产品能效不断提升,结合现行空气源热泵产品国家标准中对机组能效的要求,根据严寒和寒冷地区节能目标,对空气源热泵在此两个地区应用提出了系统应用能效指标。夏热冬冷地区空气源热泵主要应用场景为供冷,对此区域内的空气源热泵制热性能系数不作规定,避免强调供热性能对产品制造商研发方向带来影响。
在北方地区清洁取暖的国家战略推动下,空气源产品适用范围进一步扩展,产品能效不断提升,结合现行空气源热泵产品国家标准中对机组能效的要求,根据严寒和寒冷地区节能目标,对空气源热泵在此两个地区应用提出了系统应用能效指标。夏热冬冷地区空气源热泵主要应用场景为供冷,对此区域内的空气源热泵制热性能系数不作规定,避免强调供热性能对产品制造商研发方向带来影响。
5.4.4 空气源热泵融霜技术多样,融霜时间过长会影响系统能效,优异的融霜技术是机组冬季运行的可靠保证。机组在冬季制热运行时,室外空气侧换热盘管表面温度低于进风空气露点温度且低于0℃时,换热翅片上就会结霜,会大大降低机组制热量和运行效率,严重时导致机组无法运行,因此必须融霜。融霜的方法有很多,优异的融霜控制策略应具有判断正确、融霜时间短、融霜修正系数高的特征。
5.4.5 空气源热泵系统在严寒、寒冷地区应用,如发生冻结问题,会导致系统无法使用,造成用户财产损失等危害,为保障安全,在可能存在冻结风险的地区应用空气源热泵系统,要注意采取相关措施,避免冻结造成系统无法使用。可采取主机分体式布置,室外侧仅为室外侧换热器及风扇,压缩机、膨胀阀、冷凝器以及输配水系统等放置于室内侧。
5.4.6 空气源热泵室外机的安装位置、周围环境、室外机维护及气流组织对空气源热泵机组的工作效率影响很大,还会影响用户使用的便捷度和安全性。
1 空气源热泵机组的运行效率,与室外机与大气的换热条件有关。考虑主导风向、风压对室外机的影响,布置时应避免产生热岛效应,保证室外机进、排风的通畅,防止进、排风短路是布置室外机的基本要求。当受位置条件等限制时,应采用设置排风帽、改变排风方向等方法,必要时可以借助于数值模拟方法辅助气流组织设计,避免发生气流短路。此外,控制进、排风的气流速度也是有效地避免短路的一种方法,通常机组进风气流速度应控制在1.5m/s~2.0m/s范围,排风口的气流速度不应小于7m/s。
2 室外机还应避免其他外部含有热量、腐蚀性物质及油污微粒等排放气体的影响,如厨房油烟排气和其他室外机的排风等。
3 室外机运行会对周围环境产生热污染和噪声影响,因此室外机应与周围建筑物保持一定的距离,以保证热量有效扩散和噪声自然衰减。对周围建筑物产生的噪声干扰,应符合国家现行标准《声环境质量标准》GB3096的要求。
4 保持室外机换热器清洁可以保证其高效运行,因此为清扫室外机创造条件十分必要。
5 室外机积雪会严重影响其换热效率,因此应设置必要的防积雪措施。
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