WN-2D可再生能源建筑应用项目能效测评系统

 (适合太阳能供热系统和太阳能光伏系统现场能效检测)

一、概述

        根据《住房和城乡建设部、财政部》绿色建筑节能检测和《GBT 50801-2013 可再生能源建筑应用工程评价标准》要求，需对安装太阳能热水系统和太阳能光伏系统的建筑应用项目进行能效测评，通过予验收和能效测试合格后才能正式交付使用和申请国家节能财政补贴经费。

因应各相关建筑检测单位的要求，我公司结合国内外的能效测评标准开发出符合我国建筑检测部门要求的可再生能源太阳能热水系统和太阳能光伏系统能效测评测试仪器WN-2D可再生能源建筑应用项目能效测评系统。该能效测评系统符合现场大型太阳能热水系统和太阳能光伏系统实际工况的检测要求，采用智能化控制技术，检测精度高，工作效率高，连接电脑测试软件可生成太阳能热水系统能效测评报告，保证太阳能热水工程的设计指标及施工质量验收标准，是建筑质检部门、生产厂家、太中院校科研单位的*检测工具。

二、产品测试依据标准

1.《太阳热水系统性能评定规范》GB/T 20095-2006；

2.《GBT 50801-2013 可再生能源建筑应用工程评价标准》

3.《GB/T50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》

4.《GB/T50604-2005民用建筑太阳能热水系统评价标准范》

5.《GB/T18713--2002太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

6．设计图纸与设计方案文件；

7．项目申报书；

8．相关设备技术资料等文件                                

三、产品技术特色

 1.*采用超声波流量表，即可采用静态测试方式，又可采用动态测试方式，不需要关闭使用中的热水系统，不但可满足实际工况的检测要求，而且还可以解决因现场集热端和客户用水端远距离测试接线的困拢。方便省事，减少现场测试人员的劳动强度。

2.*可真实的测出辅助热源得热量；

3.采用智能化控制技术，检测精度高，工作效率高

4.*配置室外防雨防晒手提式测试仪主机，测试时将测试仪主机挂到测试现场或放在地面上，将相关室外传感器安装在测试仪主机上，现场直接测量。方便省事，提高工作效率。

5.配置2用交直流电功率表，无损测试、安全系数高，电流采用交直流通用电流钳，不需破坏电缆，即可测蓄电池侧、又可以逆变器侧；

6.*特殊的软件和硬件设计，保证了连续几天的集热系统得热量每天从零开始，不需要测试人员每天到现场进行记录集热系统效率，然后再进行人工计算；

7.*分析软件可以选用无线GPRS通讯方式，不受距离的限制，可实时在远端或办公室实时采集到一个测试工地或多个测试工地的实际数据，并且可以监测及诊断出测试现场的测试设备有*。解决了测试人员定期去现场录入数据、查看设备的运作状况的困扰，方便省事，减少现场测试人员的劳动强度。

8.FSP10总辐射传感器：具有与Kipp&Zonen CMP21 二等标准总辐射表的精度和稳定性，通过实际在室外挑选的晴天、多云天以及阴天短期和长期测得的数据与CMP21的数据非常接近，二者性能相差非常小

四、测评项目（太阳能热利用系统和太阳能光伏电源系统）

1．集热系统得热量

2．系统总能耗

3．贮热水箱热损系数

4．集热系统效率

5．太阳能保证率

6．常规能源替代量（吨标准煤）

7．项目费效比

8．二氧化碳减排量

   9.二氧化硫减排量

   10.粉尘减排量

   11.供水温度

   12.太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率测试

   13.热泵COP系数(可选）

五、测试条件

（一）太阳能光伏电源系统

1  检测的天气要求：环境平均温度8℃≤t≤39℃，环境空气的平均流速不大于4m/s，当太阳能电池方阵正南放置时，试验起止时间为当地太阳正午时前1h到太阳正午时后1h，共计2h。测试期间内，太阳辐照度不应小于700w/m2。

2 系统要求：太阳能建筑应用光伏电源系统应按原设计要求安装调试合格，并至少正常运行3天，才能进行光电转换效率测试。 对于独立的太阳能发电系统，电功率表接在蓄电池的输入端；对于并网太阳能系统，电功率表应接在逆变器的输出端。

（二）太阳能热利用系统

1. 太阳能建筑应用光热系统所采用的太阳能集热器、太阳能热水器等关键设备应具有相应的全性能合格的检测报告，符合国家相关产品标准的要求；

2. 系统应按原设计要求安装调试合格，并至少正常运行3天，方可以进行测试；

3. 所有示范项目必须按照测试的要求预留相关仪器的测试位置和条件，其用水量、水温等参数必须按照设计要求的条件下进行测试；

4. 太阳能热水系统试验期间环境平均温度：8℃≤ta≤39℃；

5. 环境空气的平均流动速率不大于4m/s；

6．至少应有4天试验结果具有的太阳辐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、测试设备仪器及其指标参数

七、测试方法

（一）太阳能光伏电源系统

1.试验开始前，应切断所有外接辅助电源，安装调试好太阳辐射表、电功率表/温度自记仪和风速计，并测量太阳能电池方阵面积；

2.试验开始时，应同时记录总辐射表太阳辐照量读数及各仪表的数据；

3.试验开始后，应每隔十分钟记录一次各仪表数据；

4.计算试验期间单位太阳能电池板面积的太阳辐照量H。对于处在不同采光平面上的太阳能电池方阵，应分别计算试验期间不同采光平面单位太阳能电池板面积的太阳辐射量。

3.数据分析

系统试验期间单位面积太阳能电池板的发电量Q（MJ/(㎡)）用式（1）计算：

t——试验时间，单位：h;

w——试验期间电功率表的读数，单位：kW;

Ac——太阳能电池板面积，单位：㎡.

太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率用式（2）计算：

当太阳能电池板不在同一采光面时，可用式（3）计算太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率：

t——试验时间，单位：h;

w——试验期间电功率表的读数，单位：kW;

Aci——不同方向太阳能电池板面积，单位：㎡.

   Hi——不同朝向电池板单位面积太阳辐照量，单位：MJ/(㎡).

4.工程评价同太阳能热利用系统

（二）太阳能热利用系统

1、集热系统得热量

（1）集热系统得热量：由太阳能集热系统中太阳集热器提供的有用能量，单位：MJ/天_全天。

（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。

（3）所需测试参数：集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、测试时间。

（4）数据整理：当采用热量表测试上述参数时，太阳能集热系统得热量可以用热量表直接测量。当上述参数分别测量时，集热器进出口温度、流量采样时间间隔不得小于1分钟，记录时间间隔不得大于10分钟。太阳能集热系统得热量根据记录的温度、流量等数据计算得出。

2、系统常规热源耗能量

（1）系统常规热源耗能量：系统中辅助热源所耗常规热源的耗能量（实际工况为：系统应提供给用户的热量减去集热系统得热量）。

（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。

（3）所需测试参数：辅助热源加热量、环境温度、环境空气流速、测试时间。

（4）数据分析：当采用电作为辅助热源时，测量测试时间内辅助热源的耗电量。

当采用其它热源为辅助能源时，系统常规热源耗能量的测量方法可用下面公式和方法计算：

（1）系统常规热源耗能量= QT-QC

式中

Q fz ――系统常规热源耗能量，MJ；

Q T ――系统应向用户提供的总能量，MJ；

Q C ――集热系统得热量，MJ。

（2）系统应向用户提供的总热量Q T 由以下三部分组成：

①每天系统提供给用户的实际生活热水耗热量Q G

②实际供水未达到60℃要求时，需要补充的热量Q A

③ 为满足设计要求，系统还应提供的热量Q S

所以，系统应提供给用户的总热量量

3 、贮热水箱热损系数

（1）贮热水箱热损系数：表示贮热水箱保温性能的参数，单位：W/K。

（2）测试时间：选取一天，测试起止时间为晚上8点开始，且开始时贮热水箱水温不得低于40℃与水箱所处环境温度差不小于20℃，第二天早上6点结束，共计10个小时；

（3）所需测试参数：开始时贮热水箱内水温度、结束时贮热水箱内水温度、贮热水箱容水量、贮热水箱附近环境温度、测试时间。

（4）数据分析

贮热水箱热损系数用式（1）计算：

式中：

--贮热水箱热损系数，W/K;

--水的密度，kg/m3，

--水的比热容，J/（kg·K）；

--贮热水箱容水量，m3;

--降温时间，s；

--开始时贮热水箱内水温度，℃；

--结束时贮热水箱内水温度，℃；

--降温期间平均环境温度。

4、集热系统效率

（1）集热系统效率：在测试期间内太阳能集热系统有用得热量与同一测试期内投射在太阳能集热器上日太阳辐照能量之比。

（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。

（3）所需测试参数：太阳能集热器采光面积、太阳辐照量、集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、测试时间。

（4）数据分析

集热系统效率用式（2）计算：     

式中：

——集热系统效率，%；

——太阳能集热系统得热量，MJ;

——太阳能集热器采光面积，㎡；

——太阳能集热器采光面上的太阳能辐照量，MJ/㎡；

5、太阳能保证率

（1）太阳能保证率：系统中太阳能部分提供的能量与系统需要的总能量之比。

（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止；

（3）所需测试参数：太阳能集热器采光面积、太阳辐照量、集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、辅助热源加热量、测试时间。

（4）数据分析

系统太阳能保证率用式（3）计算： 

式中：

f—系统太阳能保证率；

——太阳能集热系统得热量，MJ;

——系统需要的总能量；MJ。

系统需要的总能量用式（4）计算： 

——辅助热源加热量；MJ。

八、工程评价

工程评价的依据是项目《申请报告》，太阳能保证率和常规能源替代量为考核性指标，其中任何一项达不到《申请报告》中的要求，则该工程判为不合格，该项目不得通过测评。

• 太阳能保证率

方法一：短期测试

对项目的太阳能保证率进行评价，不得低于项目《申请报告》中提出的太阳能保证率。

对全年太阳能保证率计算如下：

    1) 当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡的天数为x₁天；当地日太阳辐照量小于12MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的天数为x₂天；当地日太阳辐照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的天数为x₃天；当地日太阳辐照量大于等于16MJ/㎡的天数为x₄天；

    2) 经测试，当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡时的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量小于12MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量大于等于16MJ/㎡的太阳能保证率为；

则全年的太阳能保证率为：

方法二：长期监测

实际测得一年周期内太阳辐照总量为J_全年，一年周期内太阳能热水系统需要的总能量，则全年的太阳能保证率为

2、常规能源替代量（吨标准煤）

对项目的常规能源替代量（吨标准煤）进行评价，不得低于项目《申请报告》中提出的常规能源替代量（吨标准煤）。

方法一：短期测试

对全年常规能源替代量计算如下：

经测试，当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡时的集热系统得热量为Q₁；当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集热系统得热量为Q₂；当地日太阳辐照量小于16MJ/㎡且大于等于12MJ/㎡的集热系统得热量为Q₃；当地日太阳辐照量大于等于16MJ/㎡的集热系统得热量为Q₄；

则全年常规能源替代量（吨标准煤）为

方法二：长期监测

实际测得一年周期内太阳能集热系统得热总量为Q_J全年；则全年常规能源替代量（吨标准煤）为：

表4-1 ××示范项目的测评内容

九、WN-2D可再生能源建筑应用项目能效测评系统标准配置