太陽能供熱能效測評系統(tǒng)根據(jù)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財政部》GB 55015-2021建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范、GB/T 50378-2019綠色建筑評價和GBT 50801-2013 可再生能源建筑應(yīng)用工程能價標準要求,采用NB-LOT+LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),組成完備的無線傳感器感知層和數(shù)據(jù)遠傳網(wǎng)絡(luò)層,解決了系統(tǒng)的測、傳、用環(huán)節(jié)互聯(lián)、人機交互,具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧測試平臺,符合現(xiàn)場大型太陽能太陽能熱水系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)實際工況的檢測要求。
太陽能供熱能效測評系統(tǒng)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(shù):集熱系統(tǒng)進口溫度、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、測試時間。
(4)數(shù)據(jù)整理:當采用熱量表測試上述參數(shù)時,太陽能集熱系統(tǒng)得熱量可以用熱量表直接測量。當上述參數(shù)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(tǒng)得熱量根據(jù)記錄的溫度、流量等數(shù)據(jù)計算得出。
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(shù):輔助熱源加熱量、環(huán)境溫度、環(huán)境空氣流速、測試時間。
(4)數(shù)據(jù)分析:當采用電作為輔助熱源時,測量測試時間內(nèi)輔助熱源的耗電量。
當采用其它熱源為輔助能源時,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(shè)計要求,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(huán)境溫度差不小于20℃,第二天早上6點結(jié)束,共計10個小時;
(3)所需測試參數(shù):開始時貯熱水箱內(nèi)水溫度、結(jié)束時貯熱水箱內(nèi)水溫度、貯熱水箱容水量、貯熱水箱附近環(huán)境溫度、測試時間。
(4)數(shù)據(jù)分析
貯熱水箱熱損系數(shù)用式(1)計算:
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;
--降溫時間,s;
--開始時貯熱水箱內(nèi)水溫度,℃;
--結(jié)束時貯熱水箱內(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(shù):太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統(tǒng)進口溫度、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、測試時間。
(4)數(shù)據(jù)分析
集熱系統(tǒng)效率用式(2)計算:
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(shù):太陽能集熱器采光面積、太陽輻照量、集熱系統(tǒng)進口溫度、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、測試時間。
(4)數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)太陽能保證率用式(3)計算:
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)計算:
——輔助熱源加熱量;MJ。
工程評價
工程評價的依據(jù)是項目《申請報告》,太陽能保證率和常規(guī)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。
1、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?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡的天數(shù)為x1天;當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?2MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的天數(shù)為x2天;當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?6MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的天數(shù)為x3天;當?shù)厝仗栞椪樟看笥诘扔?6MJ/㎡的天數(shù)為x4天;
2) 經(jīng)測試,當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡時的太陽能保證率為;當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?2MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的太陽能保證率為;當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?6MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的太陽能保證率為;當?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(噸標準煤)
對項目的常規(guī)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(guī)能源替代量(噸標準煤)。
方法一:短期測試
對全年常規(guī)能源替代量計算如下:
經(jīng)測試,當?shù)厝仗栞椪樟啃∮?MJ/㎡時的集熱系統(tǒng)得熱量為Q1;當?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?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?shù)厝仗栞椪樟看笥诘扔?6MJ/㎡的集熱系統(tǒng)得熱量為Q4;