WN-2D可再生能源建筑應用項目能效測評系統

 (適合太陽能供熱系統和太陽能光伏系統現場能效檢測)

一、概述

        根據《住房和城鄉建設部、財政部》綠色建筑節能檢測和《GBT 50801-2013 可再生能源建筑應用工程評價標準》要求，需對安裝太陽能熱水系統和太陽能光伏系統的建筑應用項目進行能效測評，通過予驗收和能效測試合格后才能正式交付使用和申請國家節能財政補貼經費。

因應各相關建筑檢測單位的要求，我公司結合國內外的能效測評標準開發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和太陽能光伏系統能效測評測試儀器WN-2D可再生能源建筑應用項目能效測評系統。該能效測評系統符合現場大型太陽能熱水系統和太陽能光伏系統實際工況的檢測要求，采用智能化控制技術，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能效測評報告，保證太陽能熱水工程的設計指標及施工質量驗收標準，是建筑質檢部門、生產廠家、太中院校科研單位的*檢測工具。

二、產品測試依據標準

1.《太陽熱水系統性能評定規范》GB/T 20095-2006；

2.《GBT 50801-2013 可再生能源建筑應用工程評價標準》

3.《GB/T50364-2005民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》

4.《GB/T50604-2005民用建筑太陽能熱水系統評價標準范》

5.《GB/T18713--2002太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范》

6．設計圖紙與設計方案文件；

7．項目申報書；

8．相關設備技術資料等文件                                

三、產品技術特色

 1.*采用超聲波流量表，即可采用靜態測試方式，又可采用動態測試方式，不需要關閉使用中的熱水系統，不但可滿足實際工況的檢測要求，而且還可以解決因現場集熱端和客戶用水端遠距離測試接線的困攏。方便省事，減少現場測試人員的勞動強度。

2.*可真實的測出輔助熱源得熱量；

3.采用智能化控制技術，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，測試時將測試儀主機掛到測試現場或放在地面上，將相關室外傳感器安裝在測試儀主機上，現場直接測量。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、又可以逆變器側；

6.*特殊的軟件和硬件設計，保證了連續幾天的集熱系統得熱量每天從零開始，不需要測試人員每天到現場進行記錄集熱系統效率，然后再進行人工計算；

7.*分析軟件可以選用無線GPRS通訊方式，不受距離的限制，可實時在遠端或辦公室實時采集到一個測試工地或多個測試工地的實際數據，并且可以監測及診斷出測試現場的測試設備有*。解決了測試人員定期去現場錄入數據、查看設備的運作狀況的困擾，方便省事，減少現場測試人員的勞動強度。

8.FSP10總輻射傳感器：具有與Kipp&Zonen CMP21 二等標準總輻射表的精度和穩定性，通過實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據與CMP21的數據非常接近，二者性能相差非常小

四、測評項目（太陽能熱利用系統和太陽能光伏電源系統）

1．集熱系統得熱量

2．系統總能耗

3．貯熱水箱熱損系數

4．集熱系統效率

5．太陽能保證率

6．常規能源替代量（噸標準煤）

7．項目費效比

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.太陽能建筑應用光伏電源系統光電轉換效率測試

   13.熱泵COP系數(可選）

五、測試條件

（一）太陽能光伏電源系統

1  檢測的天氣要求：環境平均溫度8℃≤t≤39℃，環境空氣的平均流速不大于4m/s，當太陽能電池方陣正南放置時，試驗起止時間為當地太陽正午時前1h到太陽正午時后1h，共計2h。測試期間內，太陽輻照度不應小于700w/m2。

2 系統要求：太陽能建筑應用光伏電源系統應按原設計要求安裝調試合格，并至少正常運行3天，才能進行光電轉換效率測試。 對于獨立的太陽能發電系統，電功率表接在蓄電池的輸入端；對于并網太陽能系統，電功率表應接在逆變器的輸出端。

（二）太陽能熱利用系統

1. 太陽能建筑應用光熱系統所采用的太陽能集熱器、太陽能熱水器等關鍵設備應具有相應的全性能合格的檢測報告，符合國家相關產品標準的要求；

2. 系統應按原設計要求安裝調試合格，并至少正常運行3天，方可以進行測試；

3. 所有示范項目必須按照測試的要求預留相關儀器的測試位置和條件，其用水量、水溫等參數必須按照設計要求的條件下進行測試；

4. 太陽能熱水系統試驗期間環境平均溫度：8℃≤ta≤39℃；

5. 環境空氣的平均流動速率不大于4m/s；

6．至少應有4天試驗結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、測試設備儀器及其指標參數

七、測試方法

（一）太陽能光伏電源系統

1.試驗開始前，應切斷所有外接輔助電源，安裝調試好太陽輻射表、電功率表/溫度自記儀和風速計，并測量太陽能電池方陣面積；

2.試驗開始時，應同時記錄總輻射表太陽輻照量讀數及各儀表的數據；

3.試驗開始后，應每隔十分鐘記錄一次各儀表數據；

4.計算試驗期間單位太陽能電池板面積的太陽輻照量H。對于處在不同采光平面上的太陽能電池方陣，應分別計算試驗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.數據分析

系統試驗期間單位面積太陽能電池板的發電量Q（MJ/(㎡)）用式（1）計算：

t——試驗時間，單位：h;

w——試驗期間電功率表的讀數，單位：kW;

Ac——太陽能電池板面積，單位：㎡.

太陽能建筑應用光伏電源系統光電轉換效率用式（2）計算：

當太陽能電池板不在同一采光面時，可用式（3）計算太陽能建筑應用光伏電源系統光電轉換效率：

t——試驗時間，單位：h;

w——試驗期間電功率表的讀數，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.工程評價同太陽能熱利用系統

（二）太陽能熱利用系統

1、集熱系統得熱量

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

（2）測試時間：測試起止時間達到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數：集熱系統進口溫度、集熱系統出口溫度、集熱系統流量、環境溫度、環境空氣流速、測試時間。

（4）數據整理：當采用熱量表測試上述參數時，太陽能集熱系統得熱量可以用熱量表直接測量。當上述參數分別測量時，集熱器進出口溫度、流量采樣時間間隔不得小于1分鐘，記錄時間間隔不得大于10分鐘。太陽能集熱系統得熱量根據記錄的溫度、流量等數據計算得出。

2、系統常規熱源耗能量

（1）系統常規熱源耗能量：系統中輔助熱源所耗常規熱源的耗能量（實際工況為：系統應提供給用戶的熱量減去集熱系統得熱量）。

（2）測試時間：測試起止時間達到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數：輔助熱源加熱量、環境溫度、環境空氣流速、測試時間。

（4）數據分析：當采用電作為輔助熱源時，測量測試時間內輔助熱源的耗電量。

當采用其它熱源為輔助能源時，系統常規熱源耗能量的測量方法可用下面公式和方法計算：

（1）系統常規熱源耗能量= QT-QC

式中

Q fz ――系統常規熱源耗能量，MJ；

Q T ――系統應向用戶提供的總能量，MJ；

Q C ――集熱系統得熱量，MJ。

（2）系統應向用戶提供的總熱量Q T 由以下三部分組成：

①每天系統提供給用戶的實際生活熱水耗熱量Q G

②實際供水未達到60℃要求時，需要補充的熱量Q A

③ 為滿足設計要求，系統還應提供的熱量Q S

所以，系統應提供給用戶的總熱量量

3 、貯熱水箱熱損系數

（1）貯熱水箱熱損系數：表示貯熱水箱保溫性能的參數，單位：W/K。

（2）測試時間：選取一天，測試起止時間為晚上8點開始，且開始時貯熱水箱水溫不得低于40℃與水箱所處環境溫度差不小于20℃，第二天早上6點結束，共計10個小時；

（3）所需測試參數：開始時貯熱水箱內水溫度、結束時貯熱水箱內水溫度、貯熱水箱容水量、貯熱水箱附近環境溫度、測試時間。

（4）數據分析

貯熱水箱熱損系數用式（1）計算：

式中：

--貯熱水箱熱損系數，W/K;

--水的密度，kg/m3，

--水的比熱容，J/（kg·K）；

--貯熱水箱容水量，m3;

--降溫時間，s；

--開始時貯熱水箱內水溫度，℃；

--結束時貯熱水箱內水溫度，℃；

--降溫期間平均環境溫度。

4、集熱系統效率

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

（2）測試時間：測試起止時間達到測試所需要的太陽輻射量為止。

（3）所需測試參數：太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統進口溫度、集熱系統出口溫度、集熱系統流量、環境溫度、環境空氣流速、測試時間。

（4）數據分析

集熱系統效率用式（2）計算：     

式中：

——集熱系統效率，%；

——太陽能集熱系統得熱量，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：系統中太陽能部分提供的能量與系統需要的總能量之比。

（2）測試時間：測試起止時間達到測試所需要的太陽輻射量為止；

（3）所需測試參數：太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統進口溫度、集熱系統出口溫度、集熱系統流量、環境溫度、環境空氣流速、輔助熱源加熱量、測試時間。

（4）數據分析

系統太陽能保證率用式（3）計算： 

式中：

f—系統太陽能保證率；

——太陽能集熱系統得熱量，MJ;

——系統需要的總能量；MJ。

系統需要的總能量用式（4）計算： 

——輔助熱源加熱量；MJ。

八、工程評價

工程評價的依據是項目《申請報告》，太陽能保證率和常規能源替代量為考核性指標，其中任何一項達不到《申請報告》中的要求，則該工程判為不合格，該項目不得通過測評。

• 太陽能保證率

方法一：短期測試

對項目的太陽能保證率進行評價，不得低于項目《申請報告》中提出的太陽能保證率。

對全年太陽能保證率計算如下：

    1) 當地日太陽輻照量小于8MJ/㎡的天數為x₁天；當地日太陽輻照量小于12MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的天數為x₂天；當地日太陽輻照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的天數為x₃天；當地日太陽輻照量大于等于16MJ/㎡的天數為x₄天；

    2) 經測試，當地日太陽輻照量小于8MJ/㎡時的太陽能保證率為；當地日太陽輻照量小于12MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的太陽能保證率為；當地日太陽輻照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的太陽能保證率為；當地日太陽輻照量大于等于16MJ/㎡的太陽能保證率為；

則全年的太陽能保證率為：

方法二：長期監測

實際測得一年周期內太陽輻照總量為J_全年，一年周期內太陽能熱水系統需要的總能量，則全年的太陽能保證率為

2、常規能源替代量（噸標準煤）

對項目的常規能源替代量（噸標準煤）進行評價，不得低于項目《申請報告》中提出的常規能源替代量（噸標準煤）。

方法一：短期測試

對全年常規能源替代量計算如下：

經測試，當地日太陽輻照量小于8MJ/㎡時的集熱系統得熱量為Q₁；當地日太陽輻照量小于8MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集熱系統得熱量為Q₂；當地日太陽輻照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集熱系統得熱量為Q₃；當地日太陽輻照量大于等于16MJ/㎡的集熱系統得熱量為Q₄；

則全年常規能源替代量（噸標準煤）為

方法二：長期監測

實際測得一年周期內太陽能集熱系統得熱總量為Q_J全年；則全年常規能源替代量（噸標準煤）為：

表4-1 ××示范項目的測評內容

九、WN-2D可再生能源建筑應用項目能效測評系統標準配置