TCVN 7328-2 : 2003 - Phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7328-2 : 2003

ISO 13256-2 : 1998

BƠM NHIỆT NGUỒN NƯỚC - THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG - PHẦN 2: BƠM NHIỆT NƯỚC - NƯỚC VÀ NƯỚC MUỐI - NƯỚC

Water-source heat pumps - Testing and rating for performence - Part 2: Water-to-water and brine-to-water heat pumps

Lời nói đầu

TCVN 7328-2 : 2003 hoàn toàn tương đương với ISO 13256-2 : 1998.

TCVN 7328-2 : 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 2: BƠM NHIỆT NƯỚC - NƯỚC VÀ NƯỚC MUỐI - NƯỚC

Water-source heat pumps - Testing and rating for performence - Part 2: Water-to-water and brine-to-water heat pumps

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định các chuẩn mực thử nghiệm và đánh giá tính năng của bơm nhiệt nước - nước và nước muối - nước kiểu nén cơ 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 các thiết bị có hai hoặc nhiều cụm trong nhà được nối với một cụm ngoài nhà. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các bơm nhiệt được nêu trong TCVN 6576:1999 (ISO 5151), TCVN 6577:1999 (ISO 13253) hoặc TCVN 7328-1: 2003 (ISO 13256-1).

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

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 817 Refrigerant - 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-nước và bơm nhiệt nước muối-nước (water-to-water and brine-to-water pump): Bơm nhiệt gồm một hoặc nhiều cụm được chế tạo ở nhà máy, thường gồm một bộ trao đổi nhiệt môi chất lạnh - nước trong nhà, máy nén và một hoặc nhiều bộ trao đổi nhiệt môi chất lạnh - nước hoặc môi chất lạnh-nước muối phía ngoài nhà bao gồm cả các phương tiện để gián tiếp tạo ra 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.

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

CHÚ THÍCH - Nhiệt độ của vòng nước thường được điều khiển bằng cơ khí trong phạm vi nhiệt độ từ 15^oC đến 40^oC.

3.1.2. Bơm nhiệt nước bề mặt (ground - water heat pump application): Bơm nhiệt nước - nước 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 - nước 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 (cooling capacity): Tổng lượng nhiệt hiện mà thiết bị có thể lấy đi được từ nước dùng để điều hoà không gian trong nhà trong khoảng thời gian xác định, tính bằng watt (W), khi được xác định bằng các phương pháp thử quy định.

3.3. Năng suất lạnh hiệu dụng (net cooling capacity): Năng suất lạnh có lượng điều chỉnh công suất bơm phía trong phòng (xem 4.1.2).

3.4. Năng suất sưởi (heating capacity): Tổng lượng nhiệt mà thiết bị có thể bổ sung thêm vào không gian được điều hoà 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 4.1.2).

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. 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 điện cung cấp cùng với thiết bị hoặc không) (xem 4.1.2 và 4.1.3).

4. Điều kiện đánh giá và thử nghiệm

4.1. Điều kiện đánh giá cho 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 bơm 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 3.10.

4.1.2. Công suất đầu vào bơm chất lỏng phía trong nhà

4.1.2.1. Nếu không cung cấp bơm chất lỏng phía trong nhà cho bơm nhiệt thì lượng điều chỉnh công suất bơm được bao gồm trong công suất hiệu dụng do bơm nhiệt tiêu thụ sẽ được xác định theo công thức:

trong đó

f_pai là lượng điều chỉnh công suất bơm trong nhà, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong phía trong nhà, Pa;

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

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

4.1.2.2. Nếu bơm chất lỏng phía trong nhà là một phần không tách rời của bơm nhiệt thì 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_pai là lượng điều chỉnh công suất bơm trong nhà, W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong phía trong nhà, P_a;

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

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

4.1.3. Công suất đầu vào của bơm chất lỏng phía ngoài nhà

4.1.3.1. Nếu bơm nhiệt không được trang bị bơm chất lỏng phía ngoài nhà, 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_pao là lượng điều chỉnh công suất bơm, ngoài nhà đo được W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong phía ngoài nhà đo được, P_a;

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

4.1.3.2. Nếu bơm chất lỏng phía ngoài nhà là một phần không tách rời của bơm nhiệt thì 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_pao là lượng điều chỉnh công suất bơm, ngoài nhà W;

h = 0,3 x 10³, theo quy ước;

∆p là hiệu áp suất tĩnh bên trong phía ngoài nhà đo được, P_a;

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

4.1.4. Lưu lượng chất lỏng

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

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

4.1.4.3. Bơm nhiệt không được trang bị bơm chất lỏng phải được thử ở lưu lượng do nhà sản xuất quy định

4.1.4.4. Nhà sản xuất phải quy định một lưu lượng chất lỏng duy nhất cho phía trong nhà và một lưu lượng chất lỏng duy nhất cho phía ngoài nhà 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 phải được xem là một tín hiệu điều chỉnh tự động.

4.1.5. Yêu cầu đối với các cụm riêng

Trong trường hợp bơm nhiệt bao gồm các cụm riêng thích hợp, phải theo 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 mạng 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).

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

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

4.1.6.2. 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.

4.1.7. Chất lỏng thử

4.1.7.1. Chất lỏng thử đối với phía trong nhà của tất cả các bơm nhiệt phải là nước.

4.1.7.2. Chất lỏng thử đối với phía ngoài nhà của bơm nhiệt vòng nước và bơm nhiệt nước bề mặt phải là nước.

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

4.1.7.4. 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 sưởi

5. Yêu cầu về tính năng

5.1. Yêu cầu chung

5.1.1. Để tuân theo tiêu chuẩn này, các bơm nhiệt nước ư nước và nước muối ư nước phải được thiết kế và chế tạo sao cho bất kỳ thiết bị nào sản xuất ra cũng sẽ đáp ứng đượccác yêu cầu của tiêu chuẩn này.

5.1.2. Đối với các bơm nhiệt có điều chỉnh năng suất, các thử nghiệm về tính năng phải được thực hiện ở năng suất lớn nhất.

5.2. Thử các điều kiện vận hành tối đa

5.2.1. Điều kiện thử

Thử các điều kiện vận hành tối đa phải được thực hiện đối với làm lạnh và sưởi ở các điều kiện thử được xác lập cho các ứng dụng riêng (xem 4.2.3) quy định trong bảng 3 và 4. Các bơm nhiệt dùng cho hai hoặc nhiều ứng dụng phải được thử ở các điều kiện nghiêm ngặt nhất quy định trong bảng 3 và 4.

5.2.2. Quy trình thử

5.2.2.1. Thiết bị phải được vận hành liên tục trong một giờ sau khi nhiệt độ quy định đã được xác lập tại mỗi mức điện áp quy định.

5.2.2.2. Thử nghiệm ở điện áp 110% phải được tiến hành trước thử nghiệm ở điện áp 90%.

5.2.2.3. Toàn bộ công suất thiết bị phải được cắt trong 3 phút trước khi kết thúc thử nghiệm trong một giờ ở điện áp 90% và sau đó phục hồi lại công suất trong một giờ.

Bảng 3 - Điều kiện thử làm lạnh tối đa