中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院 徐 伟 孙峙峰 何 涛 宋业辉 1《导则》主要内容 《导则》共分四部分,第一部分给出了检测程序;第二部分给出了太阳能热利用系统的测评标准;第三部分给出了太阳能光伏系统的测评标准;第四部分给出了地源热泵系统的测评标准。下面就按照上述顺序分别介绍各部分的主要内容。 1.1 检测程序 (1) 检测条件及流程 可再生能源建筑应用示范项目测评应在项目竣工验收备案前进行,项目承担单位在申请住房和城乡建设部、财政部验收前应自行组织设计单位、监理单位、施工单位、技术支撑单位等进行项目预验收。可再生能源建筑应用示范项目应首先通过建筑节能分部和可再生能源分部工程验收,当项目属地已经实施建筑节能专项验收的应首先通过建筑节能专项验收。可再生能源建筑应用示范项目预验收结论应为合格才能申请住房和城乡建设部、财政部委托的测评机构进行测评。 可再生能源建筑应用示范项目的申请验收流程如图1:
(2)测评报告要求 可再生能源建筑应用示范项目测评报告包括以下三部分内容: 第一部分:可再生能源建筑应用示范项目形式检查报告。形式检查报告应包括以下基本信息: (1) 项目建筑节能分部和可再生能源分部验收(或节能专项验收)的复印件; (2) 项目立项、审批、施工设计文件审查等文件的复印件; (3) 项目关键设备检测报告的复印件; (4) 施工过程中必要的记录、试运行调试记录等的复印件; (5) 其它对工程质量有影响的重要技术资料的复印件; (6)检测单位编制的《项目检测方案》。 第二部分:可再生能源建筑应用示范项目性能检测报告。检测报告应包括以下基本信息: (1) 基本概况,包括工程特性、系统类别、室外气象条件,以及检测对象、范围和主要目的。 (2) 检测依据,包括标准、规范、图纸、设计文件和设备的技术资料等。 (3)主要仪器设备名称、型号、精度等级等。 (4) 检测方法和数据处理。 (5) 检测结果或者结论。 (6) 检测机构名称、检测人员和检测日期等。 第三部分:可再生能源建筑应用示范项目能效评估报告。能效评估报告应包括以下基本信 息: (1) 示范项目的实施量,并给出实施量是否满足项目《申请报告》的结论; (2) 根据项目示范类型,给出所示范类型所有的工程评价指标,并给出考核性指标是否达到《申请报告》的结论; (3) 项目的最终评价; 可再生能源建筑应用示范项目验收评估建议判断标准如下: (1) 当示范项目形式检查报告、性能检测报告、能效评估报告均达到或者超过示范项目考核性指标时,建议示范项目合格;否则建议示范项目整改直至达到或者超过示范项目考核性指标。 (2) 当示范项目整改仍然达不到示范项目考核性指标时,示范项目不合格。 2 太阳能热利用系统测评标准 太阳能热利用系统主要包括太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统和太阳能供热制冷系统。各系统中太阳能部分的工作原理基本相同,所以测评方法也基本相同。下面主要介绍太阳能热水系统的测评标准。 2.1测试条件 (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国家级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4d试验结果具有的太阳辐照量分布在下列四段:J1<8MJ/m2d;8MJ/m2d≤J2<13MJ/m2d;13MJ/m2d≤J3<18MJ/m2d;18MJ/m2d≤J4。 2.2测试方法 (1)集热系统得热量 集热系统得热量是太阳能集热系统中太阳集热器提供的有用能量,单位为MJ/天全天。需要测试以下参数: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。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。太阳能集热系统得热量可以用热量表直接测量。 (2)系统常规热源耗能量 系统常规热源耗能量是系统中辅助热源所耗常规热源的耗能量。需要测量以下参数:辅助热源加热量、环境温度、环境空气流速、测试时间。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同集热系统得热量的测量。 (3)贮热水箱热损系数 贮热水箱热损系数为表征贮热水箱保温性能的参数,单位为W/K。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;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。 贮热水箱热损系数用式(1)计算: 式中: Us--贮热水箱热损系数,W/K; ρw--水的密度,kg/ m3, Cpw--水的比热容,J/(kg·K); Vs--贮热水箱容水量,m3; Δτ--降温时间,s; ti--开始时贮热水箱内水温度,℃; tf--结束时贮热水箱内水温度,℃; tas(av) --降温期间平均环境温度。 (4)集热系统效率 集热系统效率为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。需要测试以下参数: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。 集热系统效率用式(2)计算: 式中: η—集热系统效率,%; Qc—太阳能集热系统得热量,MJ; A—太阳能集热器采光面积,m2; H—太阳能集热器采光面上的太阳能辐照量,MJ/m2; (5)太阳能保证率 太阳能保证率为系统中太阳能部分提供的能量与系统需要的总能量之比。需要测试以下参数: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。 系统太阳能保证率用式(3)计算: 式中: f —系统太阳能保证率; QC—太阳能集热系统得热量,MJ; QT—系统需要的总能量;MJ。 系统需要的总能量 用式(4)计算: QT=QC+Qfz (4) Qfz—辅助热源加热量;MJ。 2.3工程评价 工程评价的依据是项目《申请报告》,太阳能保证率和实施量(应用可再生能源的建筑面积)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。 (1)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/m2的天数为x1天;当地日太阳辐照量小于13MJ/ m2且大于等于8MJ/ m2的天数为x2天;当地日太阳辐照量小于18MJ/m2且大于等于13MJ/m2的天数为x3天;当地日太阳辐照量大于等于18MJ/ m2的天数为x4天; 2) 经测试,当地日太阳辐照量小于8MJ/ m2时的太阳能保证率为f1;当地日太阳辐照量小于13MJ/ m2且大于等于8MJ/ m2的太阳能保证率为f2;当地日太阳辐照量小于18MJ/ m2且大于等于13MJ/ m2的太阳能保证率为f3;当地日太阳辐照量大于等于18MJ/m2的太阳能保证率为f4;则全年的太阳能保证率f全年为 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J全年 ,则全年的太阳能保证率f全年为 (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,作为评价项目的参考性指标。 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/ m2时的集热系统得热量为Q1;当地日太阳辐照量小于8MJ/ m2且大于等于13MJ/ m2的集热系统得热量为Q2;当地日太阳辐照量小于18MJ/ m2且大于等于13MJ/ m2的集热系统得热量为Q3;当地日太阳辐照量大于等于18MJ/ m2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QJ全年;则全年常规能源替代量(吨标准煤)为 (3)项目费效比 对项目的项目费效比(增量成本/常规能源替代量)(元/kW·h)进行评价,作为评价项目的参考性指标。 注:增量成本应依据项目单位提供的项目决算书进行核算。 (4)环境效益 二氧化碳减排量(t/a) QCQ2 =2.47 Qbm >(9) 式中: QCQ2—二氧化碳减排量,单位:t/a; Qbm —标准煤节约量,单位:t/a; 2.47——标准煤的二氧化碳排放因子,无量纲。 二氧化硫减排量(t/a)式中: Qso2 =0.02 Qbm (10 式中: Qso2—二氧化硫减排量,单位:吨/年; Qbm—标准煤节约量,单位:吨/年; 0.02——标准煤的二氧化硫排放因子,无量纲。 粉尘减排量(吨/年) QFC =0.01 Qbm (11) 式中: QFC—二氧化硫减排量,单位:吨/年; Qbm—标准煤节约量,单位:吨/年; 0.01——标准煤的粉尘排放因子,无量纲。 (5)经济效益 计算项目实施后每年节约的费用(元/年)和静态投资回收年限。 (6)示范推广性 按照项目的《申请报告》,依据测试及评价结果,综合分析项目的节能减排效果及代表性、示范性和可推广性等,并最终形成项目的评价意见。 3 太阳能光伏系统测评标准 3.1检测条件 太阳能建筑应用光伏电源系统所采用的太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器及用电器等关键设备等关键设备应具有相应资质的检测报告,符合国家相关产品标准的要求;本标准只对太阳能建筑应用光伏电源系统进行综合性能检测; 3.2检测方法 (1)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; (2)试验对气象条件和太阳辐照量要求:环境平均温度8℃≤ta≤39℃;环境空气的平均流动速率不大于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800W/m2; (3)独立太阳能发电系统:电功率表应接在蓄电池组的输入端;并网太阳能发电系统:电功率表应接在逆变器的输出端。 (4)试验步骤: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;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;试验开始后,应每隔十分钟记录一次各仪表数据;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。 3.3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/( m2))用式(12)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:<>2。
太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率用式(13)计算: 当太阳能电池板不在同一采光面时,可用式(14)计算太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率: 3.4工程评价 工程评价的依据是项目《申请报告》,光电转换效率、实施量(峰瓦值)和费效比为考核性指标,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。 (1) 光电转换效率 式(13)得出的太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率η 即为全年的光电转换效率。 (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,作为评价项目的参考性指标。 经测试,当地光伏电源系统光电转换效率为η。全年常规能源替代量Qbm(吨标准煤)为 Qbm=0.001ηWAc (15) 式中, Ac——太阳能电池板面积,单位:m2; W——当地全年的太阳能辐射量,单位:MJ/m2。 (3) 项目费效比 对项目的项目费效比(增量成本/常规能源替代量)(元/kW·h)进行评价,不得高于《申请报告》中提出的费效比。注:增量成本应依据项目单位提供的项目决算书进行核算。 (4)环境效益、经济效益、示范推广性与太阳能热水系统的要求相同。 4 地源热泵系统测评标准 4.1测评条件 (1)地源热泵系统的测评应在工程竣工验收合格、投入正常使用后进行。 (2)地源热泵系统制热性能的测评应在典型制热季进行,制冷性能的测评应在典型制冷季进行。对于冬、夏季均使用的地源热泵系统,应分别对其制热、制冷性能进行测评。 (3)热泵机组制热/制冷性能系数的测定工况应尽量接近机组的额定工况,机组的负荷率宜达到机组额定值的80%以上;系统能效比的测定工况应尽量接近系统的设计工况,系统的最大负荷率宜达到设计值的60%以上;室内温湿度检测应在建筑物达到热稳定后进行。 (4)应同时对测试期间的室外温度进行监测,记录测试期间室外温度的变化情况。 4.2测试方法 (1)室内温湿度 测试参数:室内温度(冬季);室内温、湿度(夏季)。 测试时间:室内温、湿度检测应在建筑物达到热稳定后进行,测试时间为6小时。 判定原则:室内实测温、湿度应满足设计和国家相应标准规范的要求。 (2)热泵机组制热/制冷性能系数 热泵机组制热/制冷性能系数是指热泵机组的制冷/制热量与输入功率之比。 测试参数:机组热源侧流量;机组用户侧流量;机组热源侧进出口水温;机组用户侧进出口水温;机组输入功率。 测试时间:热泵机组的检测应在机组运行工况稳定后进行,测试周期为1小时。 数据整理:热泵机组制冷/制热性能系数根据测试结果,按下式计算: 式中:COPL —— 热泵机组的制冷性能系数; COPH —— 热泵机组的制热性能系数; QL——测试期间机组的平均制冷量,kW; QH——测试期间机组的平均制热量,kW; Ni——测试期间机组的平均输入功率,kW。 机组测试期间的平均制冷(热)量按下式计算: Q=VρΔtw/3600 (18) 式中: V—— 热泵机组用户侧平均流量,m3/h; Δtw —— 热泵机组用户侧进出口水温差,℃; ρ—冷(热)水平均密度,kg/ m3; c —冷( 热) 水平均定压比热,kJ/(kg.℃)。 ρ、c可根据介质进出口平均温度由物性参数表查取。 判定原则:热泵机组的实测制冷/制热性能系数应满足项目申报书和申请报告中的具体要求。 (3)典型季节系统能效比 典型季节系统能效比是指地源热泵系统的制冷/制热量与系统输入功率之比,这里的系统输入功率主要是指热泵机组以及与热泵系统相关的所有水泵的输入功率之和(不包括用户末端设备)。 测试参数:系统热源侧流量;系统用户侧流量;系统热源侧进出口水温;系统用户侧进出口水温;机组消耗的电量;水泵消耗的电量。 测试时间:热泵系统的检测应在系统运行正常后进行,测试周期为2-3天。 数据整理:热泵系统的典型季节系统能效比根据测试结果,按下式计算: 式中: COPSL —— 热泵系统的制冷能效比; COPSH —— 热泵系统的制热能效比; QSL—— 系统测试期间的总制冷量,kW·h; QSH —— 系统测试期间的总制热量,kW·h; Ni—— 系统测试期间,热泵机组所消耗的电量,kW·h; Nj——系统测试期间,水泵所消耗的电量,kW·h。 系统测试期间的总制冷(热)量按下式计算: 式中:V—— 系统用户侧的平均流量, m3/h; tw——系统用户侧的进出口水温差,℃; ρ——冷(热)水平均密度,kg/m3; c ——冷( 热) 水平均定压比热,kJ/(kg.℃)。 ρ、c可根据介质进出口平均温度由物性参数表查取。 判定原则:热泵系统实测的典型季节制冷/制热能效系数应满足项目申报书和申请报告中的具体要求。 4.3工程评价 工程评价的依据是国家相关标准和项目《申请报告》,热泵系统的系统COP为考核性指标,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。 (1)节能效益评估 通过计算地源热泵系统与常规供暖、供冷方式的节能量和节能率,对地源热泵系统的节能效益进行评估。根据项目的具体情况,按以下两种方法对系统的节能效益进行评估。 评估方法一:短期测试 根据导则规定的测试方法,对地源热泵系统的特性进行测试,根据测试结果,按以下方法计算热泵系统相对于常规供暖、供冷方式的节能量和节能率。 建筑全年累计冷热负荷的计算:根据测试期间系统的实测热负荷和室外气象参数,采用度日法计算供暖季累计热负荷(冬季);根据测试期间系统的实测冷负荷和室外气象参数,采用温频法计算供冷季累计冷负荷(夏季)。 地源热泵系统年耗能量的计算:根据热泵系统实测的系统能效比和建筑全年累计冷热负荷,计算整个供暖季(制冷季)地源热泵系统的年耗电量,具体计算公式如下: 式中:EH —— 地源热泵系统制热年耗电量,kW·h; EL—— 地源热泵系统制冷年耗电量,kW·h; ΣQH —— 建筑全年累计热负荷,kW·h; ΣQL —— 建筑全年累计冷负荷,kW·h。 节能量和节能率的计算:将地源热泵系统和常规供暖、供冷系统的年耗能量转换为一次能源 (标准煤),计算地源系统的节能量和节能率。电能与一次能源的转换率取为0.31。 评估方法二:长期监测 根据地源热泵系统的具体设置情况,安装测试仪表。对地源热泵系统的供回水温度、水量以及热泵机组、水泵等相关耗电设备的实际耗电量进行长期的监测,根据监测结果,计算建筑全年实际累计冷热负荷和地源热泵系统的实际年耗能量。根据建筑全年实际累计冷热负荷计算常规供暖、供冷方式的年耗能量。根据地源热泵系统的年实际耗能量和常规供暖、供冷方式的年计算耗能量,计算热泵系统相对于常规供暖、供冷方式的节能量和节能率。 (2)环保效益评估 根据地源热泵系统相对于常规供暖(冷)系统的一次能源节能率,参照消耗一次能源所产生的温室气体和污染气体量,对示范项目应用地源热泵空调系统所带来的环保效益进行评价。二氧化碳减排量、二氧化硫减排量、粉尘减排量与太阳能热水系统的计算公式相同。 (3)经济效益评估 根据项目申报书中提供的增量成本和节能效益评估得到的系统节能量,计算项目的静态投资回收期。根据静态投资回收期,对项目的经济效益进行评估。静态投资回收期按下式计算: 式中:T —— 静态投资回收期,年; K —— 项目的增量成本,万元; M —— 系统节能所带来的经济效益,万元。 (4)判定原则 合格评价判定依据是项目《申请报告》,热泵系统COP达到《申请报告》指标要求,判为合格,通过测评;反之,判为不合格,该项目不通过测评。 |
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