TCVN 7328-1 : 2003 - Phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7328-1 : 2003

ISO 13256-1 : 1998

BƠM NHIỆT NGUỒN NƯỚC - THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG - PHẦN 1: BƠM NHIỆT NƯỚC-GIÓ VÀ NƯỚC MUỐI-GIÓ

Water-source heat pumps - Testing and rating for Performance - Part 1: Water-to-air and brine-to-air heat pumps

Lời nói đầu

TCVN 7328-1 : 2003 hoàn toàn tương đương với ISO 13256-1 : 1998.

TCVN 7328-1 : 2003 do Ban kĩ thuật TCVN/TC 86 Máy lạnh biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

BƠM NHIỆT NGUỒN NƯỚC - THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG - PHẦN 1: BƠM NHIỆT NƯỚC-GIÓ VÀ NƯỚC MUỐI-GIÓ

Water-source heat pumps - Testing and rating for Performance - Part 1: Water-to-air and brine-to-air heat pumps

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này qui định các chuẩn mực thử nghiệm và đánh giá tính năng của bơm nhiệt nước-gió và nước muối-gió kiểu nén có khí, chạy điện, được sản xuất tại nhà máy, dùng cho nhà ở, trong thương mại và công nghiệp. Các yêu cầu cho thử nghiệm và đánh giá được nêu trong tiêu chuẩn này dựa trên cơ sở sử dụng các cụm thích hợp của bơm nhiệt.

1.2. Trang bị được thiết kế để đánh giá cho một thiết bị trong tiêu chuẩn này có thể không thích hợp cho đánh giá tất cả các thiết bị được nêu trong tiêu chuẩn này.

1.3. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho thử nghiệm và đánh giá các cụm độc lập được sử dụng tách biệt hoặc cho thử nghiệm và đánh giá bơm nhiệt được nêu trong TCVN 6576 : 1999 (ISO 5151), TCVN 6577 : 1999 (ISO 13253) hoặc TCVN 7328-2:2003 (ISO 13256-2).

CHÚ THÍCH - Sau đây các thuật ngữ "thiết bị" hoặc "bơm nhiệt" được dùng thay cho thuật ngữ "bơm nhiệt nước-gió" hoặc "bơm nhiệt nước muối - gió" và thuật ngữ "chất lỏng" được dùng thay cho "nước" hoặc "nước muối".

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 817 Rerigerants - Number designation (Môi chất lạnh - Ký hiệu bằng số).

3. Định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Bơm nhiệt nước-gió và/ hoặc bơm nhiệt nước muối-gió (water-to-air heat pump and/ or brine-to-air heat pump): Bơm nhiệt gồm một hoặc nhiều cụm được chế tạo ở nhà máy, thường là một giàn ống điều hòa trong nhà có phương tiện lưu thông không khí, máy nén và bộ trao đổi nhiệt môi chất lạnh - nước hoặc môi chất lạnh - nước muối có thể có cả hai chức năng làm lạnh và sưởi, chỉ làm lạnh hoặc chỉ để sưởi.

CHÚ THÍCH

1. Khi thiết bị này có nhiều hơn một cụm, các cụm riêng biệt cần được thiết kế để sử dụng cùng nhau.
2. Thiết bị này cũng có thể có các chức năng như gia nhiệt nước vệ sinh, làm sạch không khí, hút ẩm và làm ẩm.

3.1.1. Bơm nhiệt vòng nước (water - loop heat pump application): Bơm nhiệt nước - gió sử dụng nước tuần hoàn trong một vòng ống chung vận hành như một nguồn nhiệt/tiêu nhiệt.

CHÚ THÍCH - Nhiệt độ của chất lỏng tuần hoàn thường được điều khiển cơ khí ở nhiệt độ 15^oC đến 40^oC.

3.1.2. Bơm nhiệt nước bề mặt (ground - water heat pump application): Bơm nhiệt nước - gió sử dụng nước được bơm lên từ giếng, hồ hoặc sông vận hành như một nguồn nhiệt/ tiêu nhiệt.

CHÚ THÍCH - Nhiệt độ của nước có liên quan đến điều kiện khí hậu và có thể thay đổi từ 5^oC đến 25^oC đối với các giếng sâu.

3.1.3. Bơm nhiệt vòng chất lỏng dưới mặt đất (ground - loop heat pump application): Bơm nhiệt nước muối - gió sử dụng dung dịch nước muối tuần hoàn trong một vòng ống dưới mặt đất vận hành như một nguồn nhiệt / tiêu nhiệt.

CHÚ THÍCH

1. Vòng trao đổi nhiệt có thể đặt trong hố nằm ngang hoặc thẳng đứng hoặc nhúng chìm dưới mặt nước.
2. Nhiệt độ của nước muối có liên quan đến điều kiện khí hậu và có thể thay đổi từ -5^oC đến 40^oC.

3.2. Năng suất lạnh tổng (total cooling capacity): Tổng lượng nhiệt hiện và ẩn mà thiết bị có thể lấy đi được khỏi không gian được điều hòa trong khoảng thời gian xác định, tính bằng oát (W), khi được xác định bằng các phương pháp thử quy định.

3.3. Năng suất lạnh tổng hiệu dụng (net total cooling capacity): Năng suất lạnh tổng có lượng điều chỉnh công suất quạt (xem 4.1.3).

3.4. Năng suất sưởi (heating capacity): Tổng lượng nhiệt mà thiết bị có thể bổ sung thêm vào không gian được điều hòa trong khoảng thời gian xác định, tính bằng oát (W), khi được xác định bằng các phương pháp thử quy định.

3.5. Năng suất sưởi hiệu dụng (net heating capacity): Năng suất sưởi có tính cả công suất quạt (xem 4.1.3).

3.6. Điện áp danh định (rated voltage): Điện áp được ghi trên biển hiệu của thiết bị, theo đơn vị volt (V).

3.7. Tần số danh định (rated frequency): Tần số được ghi trên biển hiệu của thiết bị, theo đơn vị hertz (Hz).

3.8. Hệ số lạnh (hiệu suất năng lượng) (EER), (energy efficiency ratio): Tỷ số giữa năng suất lạnh tổng và công suất hiệu dụng đầu vào ở các điều kiện đánh giá đã cho, tính bằng watt/watt (W/W).

3.9. Hiệu suất nhiệt (COP), (coefficient of performance): Tỷ số giữa năng suất sưởi và công suất hiệu dụng đầu vào của thiết bị ở các điều kiện đánh giá đã cho, tính bằng watt/watt (W/W).

3.10. Không khí tiêu chuẩn (standard air): Không khí khô ở 20^oC và áp suất 101,324 kPa có khối lượng riêng 1,204 kg/m³.

3.11. Công suất hiệu dụng đầu vào (effective power input): Công suất điện trung bình vào thiết bị trong khoảng thời gian xác định, theo đơn vị watt (W), là tổng của:

- công suất đầu vào để vận hành máy nén không kể đến các bộ phận gia nhiệt bổ sung dùng điện,

- công suất đầu vào của toàn bộ các bộ phận điều chỉnh (khống chế) và an toàn của thiết bị, và,

- công suất đầu vào có tỷ lệ của các bộ phận vận chuyển để tải chất truyền nhiệt chỉ qua bơm nhiệt (ví dụ, quạt, bơm phía trong hoặc ngoài nhà được cung cấp cùng với thiết bị hoặc không) (xem 4.1.3 và 4.1.4).

3.12. Năng suất lạnh ẩn (latent cooling capacity): Tổng lượng nhiệt ẩn mà thiết bị có thể lấy đi khỏi không gian được điều hòa trong khoảng thời gian xác định, tính bằng watt (W).

3.13. Năng suất lạnh hiện (sensible cooling capacity): Tổng lượng nhiệt hiện mà thiết bị có thể lấy đi khỏi không gian được điều hòa trong khoảng thời gian xác định, tính bằng watt (W).

4. Điều kiện đánh giá và thử nghiệm

4.1. Điều kiện đánh giá xác định năng suất

4.1.1. Các chỉ tiêu đánh giá tiêu chuẩn

Các chỉ tiêu đánh giá tiêu chuẩn phải được xác lập ở các điều kiện đánh giá tiêu chuẩn quy định trong 4.2, khi sử dụng quy trình thử mô tả trong điều 6. Các chỉ tiêu đánh giá tiêu chuẩn có liên quan đến các năng suất lạnh và sưởi phải là các giá trị hiệu dụng, bao gồm ảnh hưởng của nhiệt tuần hoàn bằng quạt nhưng không bao gồm nhiệt bổ sung. Các chỉ tiêu đánh giá năng suất, tiêu chuẩn phải dựa trên công suất hiệu dụng đầu vào như đã định nghĩa trong 3.11.

4.1.2. Công suất đầu vào của quạt đối với bơm nhiệt không nối ống

Trong trường hợp bơm nhiệt không được thiết kế để nối ống và được trang bị quạt, tất cả công suất được tiêu thụ bởi quạt phải được bao gồm trong công suất hiệu dụng đầu vào của bơm nhiệt.

4.1.3. Công suất đầu vào của quạt đối với bơm nhiệt có nối ống

4.1.3.1. Nếu bơm nhiệt không được trang bị quạt thì lượng điều chỉnh công suất quạt được bao gồm trong công suất hiệu dụng đầu vào của bơm nhiệt sẽ được xác định theo công thức sau:

trong đó

f_fa là lượng điều chỉnh công suất quạt, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong đo được, Pa;

q là lưu lượng gió danh nghĩa, l/s.

Giá trị này phải được cộng vào năng suất sưởi và trừ đi từ năng suất lạnh.

4.1.3.2. Nếu quạt là một phần không tách rời của bơm nhiệt, chỉ có phần công suất quạt yêu cầu để khắc phục sức cản bên trong mới được bao gồm trong công suất hiệu dụng đầu vào của bơm nhiệt. Phần công suất được loại trừ khỏi công suất tổng do quạt tiêu thụ phải được tính toán theo công thức sau:

trong đó

f_fa là lượng điều chỉnh công suất quạt, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên ngoài đo được, Pa;

q là lưu lượng gió danh nghĩa, l/s.

Giá trị này phải được trừ đi khỏi năng suất sưởi và cộng vào năng suất lạnh.

4.1.4. Công suất đầu vào của bơm chất lỏng

4.1.4.1. Nếu bơm nhiệt không được trang bị bơm chất lỏng, lượng điều chỉnh công suất bơm được bao gồm trong công suất hiệu dụng do bơm nhiệt tiêu thụ, được xác định theo công thức:

trong đó

f_pa là lượng điều chỉnh công suất bơm, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong đo được, Pa;

q là lưu lượng chất lỏng danh nghĩa, l/s.

4.1.4.2. Nếu bơm chất lỏng là một phần không tách rời của bơm nhiệt, chỉ có phần công suất bơm yêu cầu để khắc phục sức cản bên trong mới được bao gồm trong công suất hiệu dụng đầu vào của bơm nhiệt. Phần công suất được loại trừ khỏi công suất tổng do bơm tiêu thụ phải được tính toán theo công thức sau:

trong đó

f_pa là lượng điều chỉnh công suất bơm, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên ngoài đo được, Pa;

q là lưu lượng chất lỏng danh nghĩa, l/s.

4.1.5. Lưu lượng gió

4.1.5.1. Tất cả các chỉ tiêu đánh giá tiêu chuẩn phải được xác định ở lưu lượng gió quy định dưới đây. Tất cả các lưu lượng gió phải được biểu thị bằng lít/giây của không khí tiêu chuẩn đã được định nghĩa trong 3.10.

4.1.5.2. Bơm nhiệt có ống gió và có quạt phải được thử ở lưu lượng gió do nhà sản xuất quy định hoặc lưu lượng ở hiệu áp suất tĩnh bên ngoài zero (0) chọn lưu lượng gió nào nhỏ hơn.

4.1.5.3. Bơm nhiệt có ống gió, không có quạt, nhưng được thử kết hợp với một bộ phận dùng quạt,

phải được thử theo quy định trong 4.1.5.2. Bơm nhiệt có ống gió, không có quạt nhưng được xếp vào loại thông dụng có các bộ phận thông gió khác nhau, phải được thử ở lưu lượng gió do nhà sản xuất quy định trong các chỉ tiêu đánh giá được công bố. Tuy nhiên sự giảm áp suất ngưng qua giàn ống trong nhà, các vách ngăn quy định và các bộ phận gắn với bơm nhiệt không được vượt quá 75 Pa.

4.1.5.4. Bơm nhiệt không ống gió phải được thử ở lưu lượng gió có hiệu áp suất tĩnh bên ngoài zero (0).

4.1.5.5. Nhà sản xuất phải quy định một lưu lượng gió duy nhất cho tất cả các thử nghiệm yêu cầu trong tiêu chuẩn này trừ khi thiết bị có điều chỉnh tự động lưu lượng gió. Một tín hiệu điều chỉnh riêng biệt cho mỗi cấp (bậc) lưu lượng gió phải được xem là một tín hiệu điều chỉnh tự động.

4.1.6. Lưu lượng chất lỏng

4.1.6.1. Tất cả các chỉ tiêu đánh giá tiêu chuẩn phải được xác định ở lưu lượng chất lỏng quy định dưới đây, được biểu thị bằng lít/giây.

4.1.6.2. Bơm nhiệt có bơm chất lỏng phải được thử ở lưu lượng chất lỏng do nhà sản xuất quy định hoặc lưu tại hiệu áp suất tĩnh bên ngoài zero (0), chọn lưu lượng nào nhỏ hơn.

4.1.6.3. Bơm nhiệt không có bơm chất lỏng phải được thử ở lưu lượng do nhà sản xuất quy định.

4.1.6.4. Nhà sản xuất phải quy định một lưu lượng chất lỏng duy nhất cho tất cả các thử nghiệm yêu cầu trong tiêu chuẩn này trừ khi thiết bị có điều chỉnh tự động lưu lượng chất lỏng. Một tín hiệu điều chỉnh riêng biệt cho mỗi cấp (bậc) lưu lượng chất lỏng sẽ được xem là một tín hiệu điều chỉnh tự động.

4.1.7. Yêu cầu đối với các cụm riêng

Trong trường hợp bơm nhiệt bao gồm các cụm riêng thích hợp, phải treo trình tự lắp đặt sau:

a) mỗi tuyến ống môi chất lạnh phải được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất với chiều dài lớn nhất hoặc chiều dài 7,5 m, chọn chiều dài nào ngắn hơn. Nếu hệ thống ống được nối với nhau là một bộ phận cấu thành của thiết bị và không nên cắt chiều dài ống thì thiết bị phải được thử với chiều dài toàn thể của đường ống;

b) đường ống dẫn phải được lắp đặt không có chênh lệch đáng kể về độ cao (không lớn hơn 2 m).

4.1.8. Yêu cầu đối với bơm nhiệt có điều chỉnh năng suất.

4.1.8.1. Phải sử dụng các điều kiện chất tải từng phần cho các thử nghiệm đánh giá ở các mức hoặc bậc năng suất nhỏ hơn năng suất lớn nhất.

4.1.8.2. Bơm nhiệt có các bậc điều chỉnh năng suất cố định phải được đánh giá tại mỗi bậc năng suất. Bơm nhiệt có điều chỉnh năng suất thay đổi phải được đánh giá tại không ít hơn hai mức năng suất, năng suất nhỏ nhất và năng suất lớn nhất.

4.1.9. Chất lỏng thử

4.1.9.1. Chất lỏng thử đối với bơm nhiệt vòng nước và bơm nhiệt nước bề mặt phải là nước.

4.1.9.2. Chất lỏng thử đối với bơm nhiệt vòng chất lỏng dưới mặt đất phải là dung dịch 15% theo khối lượng của natri clorua (muối ăn) trong nước.

4.1.9.3. Chất lỏng thử không được chứa khí (gas) để bảo đảm cho kết quả đo không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của khí.

4.2. Điều kiện thử đánh giá theo tiêu chuẩn và đánh giá theo chất tải từng phần

4.2.1. Điều kiện thử để xác định năng suất lạnh theo tiêu chuẩn và năng suất lạnh theo chất tải từng phần được quy định trong bảng 1.

4.2.2. Điều kiện thử để xác định năng suất sưởi theo tiêu chuẩn và năng suất sưởi theo chất tải từng phần được quy định trong bảng 2.

4.2.3. Bơm nhiệt dùng cho một ứng dụng (thiết bị) riêng phải được đánh giá ở điều kiện quy định cho ứng dụng đó, ví dụ, vòng nước, nước bề mặt hoặc vòng chất lỏng dưới mặt đất và phải được nhận diện cùng với các ứng dụng này (nghĩa là bơm nhiệt vòng nước, bơm nhiệt nước bề mặt hoặc bơm nhiệt vòng chất lỏng dưới mặt đất). Các bơm nhiệt dùng cho hai hoặc ba ứng dụng phải được đánh giá ở các điều kiện quy định cho mỗi một trong các ứng dụng này và cũng được nhận diện theo các ứng dụng này (xem 7.3).

4.2.4. Đối với mỗi thử nghiệm, thiết bị phải được vận hành liên tục tới khi đạt được trạng thái cân bằng nhưng không ít hơn một giờ trước khi ghi số liệu thử năng suất. Số liệu phải được ghi trong 30 phút và cứ 5 phút ghi một lần tới khi đạt được 7 bộ số liệu ghi liên tiếp trong phạm vi dung sai quy định trong 6.4. Các giá trị trung bình của các số liệu này phải được dùng để tính toán các kết quả thử.

Bảng 1 - Điều kiện thử để xác định năng suất lạnh

Bảng 2 - Điều kiện thử để xác định năng suất nhiệt