空调冷凝热回收设备 JG/T390-2012

中华人民共和国建筑工业行业标准

空调冷凝热回收设备

 Chiller and heat pump unit with condensing heat recovery for air conditioning system

JG/T 390-2012

发布部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

发布日期：2012年09月21日

实施日期：2012年12月01日

前 言

    本标准按照GB/T 1．1-2009给出的规则起草。

    本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。

    本标准由住房和城乡建设部建筑环境与节能标准化技术委员会归口。

    本标准负责起草单位：湖南大学。

    本标准参加起草单位：广州恒星冷冻机械制造有限公司、广东同益电器有限公司、中国建筑科学研究院、特灵空调系统（中国）有限公司、南京工业大学、武汉市建筑设计院、仲恺农业工程学院、克莱门特捷联制冷设备（上海）有限公司。

    本标准主要起草人：龚光彩、刘展东、唐璧奎、曹阳、贾晶、龚延风、陈焰华、丁力行、王付立、张泠、苏欢、张泉。

1  范围

    本标准规定了空调冷凝热回收设备的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存等。

    本标准适用于工业与民用建筑中由电动机驱动的采用蒸汽压缩制冷循环的冷水（热泵）机组的冷凝热回收设备，也适用于房间空气调节器以及单元式空气调节机的冷凝热回收设备。

    本标准不适用于饮用水、饮料及不以水作为载冷（热）剂的工业专用设备。

2  规范性引用文件

    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

    GB/T 4272  设备及管道绝热技术通则

    GB 4706．32  家用和类似用途电器的安全  热泵、空调和除湿机的特殊要求（GB 4706．32-2004，IEC 60335-2-40：1995，IDT）

    GB/T 7725-2004  房间空气调节器

    GB/T 8174  设备及管道绝热效果的测试与评价

    GB/T 10870-2001  容积式和离心式冷水（热泵）机组性能试验方法

    GB/T 13306  标牌

    GB/T 13384  机电产品包装通用技术条件

    GB/T 17758-2010  单元式空气调节机

    GB/T 18430．1-2007  蒸汽压缩式循环冷水（热泵）机组  第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水（热泵）机组

    GB/T 18430．2-2008  蒸汽压缩式循环冷水（热泵）机组  第2部分：户用及类似用途的冷水（热泵）机组

    GB/T 21362-2008  商业或工业用及类似用途的热泵热水机

    JB/T 4330  制冷空调设备噪音的测定

    JB/T 7666  制冷和空调设备名义工况一般规定

    JB 8654  容积式和离心式冷水（热泵）机组安全要求

    JB 8655  单元式空气调节机安全要求

3  术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

3．1

    冷凝热  condensing heat

    制冷（热泵）装置在制冷过程中冷凝侧释放的热量。

3．2

    冷凝热回收  condensing heat recovery

    利用冷凝热来加热或预热空调热水、卫生（生活）热水、生产工艺用热水或满足其他热用途的工作方式。

3．3

    空调冷凝热回收设备  chiller & heat pump unit with condensing heat recovery for air conditioning system

    具有冷凝热回收功能的制冷（热泵）设备或机组。

3．4

    直接式冷凝热回收  direct condensing heat recovery

    热水直接在压缩机排气口至膨胀阀（节流装置）之间与制冷工质进行热交换的冷凝热回收。

3．5

    间接式冷凝热回收  indirect condensing heat recovery

    热水不直接与制冷工质进行热交换，而是通过中间换热介质换热的冷凝热回收。

3．6

    直流式直接冷凝热回收  direct monotube（one-time）condensing heat recovery

    热水单次通过热回收换热装置（设备）以加热或预热空调热水、卫生（生活）热水、生产工艺用热水或满足其他热用途的直接式冷凝热回收。

3．7

    循环式直接冷凝热回收  direct circulatory condensing heat recovery

    热水以循环的方式多次通过热回收换热装置（设备）、储水（能）设备和管网以加热或预热空调热水、卫生（生活）热水、生产工艺用热水或满足其他热用途的直接式冷凝热回收。

3．8

    循环式间接冷凝热回收  indirect circulatory condensing heat recovery

    热水以循环的方式多次通过中间换热介质换热以加热或预热空调热水、卫生（生活）热水、生产工艺用热水或满足其他热用途的间接式冷凝热回收。

3．9

    综合性能系数（COPint）integrated coefficient of performance

    热回收（制冷或空调）模式下空调（热泵）设备制冷量与热回收量之和与设备输入功的比值。

3．10

    冷凝热回收率（Rx）ratio of condensing heat recovery

    热回收（制冷或空调）模式下设备的热回收量与总的冷凝热释放量的比值。

3．11

    部分冷凝热回收  partial condensing heat recovery

    热回收过程中回收压缩机排气口至膨胀阀（节流装置）之间的部分冷凝热，且在设备运行时仍需常规冷凝装置排热的热回收方式，以下简称部分热回收。

3．12

    全部冷凝热回收  total condensing heat recovery

    热回收过程中设备运行时无需常规冷凝装置排热的热回收方式，以下简称全部热回收。

3．13

    复合冷凝  compound condensation process

    制冷或热泵装置采用两个具有冷凝功能的装置联合工作以完成冷凝过程的工作方式。即水冷＋水冷或风冷＋水冷同步工作，或者风冷＋水冷但风冷与水冷可交替工作，在满足设备冷凝热释放的同时可回收冷凝热的冷凝方式。

附 录 A

（资料性附录）

空调冷凝热回收设备的系统形式

A．1  水冷式空调冷凝热回收系统形式

    A．1．1  水冷式空调冷凝热回收有循环式直接冷凝热回收、直流式直接冷凝热回收、间接冷凝热回收等系统形式。

    A．1．2  水冷循环式直接冷凝热回收系统形式，如图A．1所示（图中虚框部分即热回收系统）。该系统有二种基本形式；

        a）在压缩机出口和常规冷凝器之间加热回收换热装置（复合冷凝方式之一），循环过程在该装置及热水管网系统中进行；

        b）原空调常规冷凝器与热回收装置并联（复合冷凝方式之一），将冷却水系统转化为热回收热水系统。

        该系统是以循环的工作方式使热水达到终止水温之前多次通过热回收换热装置、储水设备和管网以提升水温。

        说明：  

        1——压缩机；

        2——蒸发器；

        3——膨胀阀，

        4——常规冷凝器；

        5——冷凝热回收设备，

        6——冷却塔；

        7——热水储水箱；

        8、9——循环水泵（位置在换热器的进口或出口）；

        10——去用户；

        11——热水管。

图A．1  水冷循环式直接冷凝热回收系统

A．1．3  水冷直流式直接冷凝热回收系统形式，其串联方式如图A．2所示（图中虚框部分即热回收系统）。该系统中，热水单次通过热回收换热装置即可达到热水终温。

        说明；

        1——压缩机；

        2——蒸发器；

        3——膨胀阀；

        4——常规冷凝器；

        5——冷凝热回收设备；

        6——冷却塔；

        7——循环水泵（位置在冷凝器的进口或出口）；

        8——去用户；

        9——热水管。

图A．2  水冷直流式直接冷凝热回收系统

A．1．4  水冷间接式冷凝热回收系统形式是指热回收装置（设备）安装在冷却水系统管路上以回收冷却水系统余热来加热热水的系统形式。

A．2  风冷式冷水或冷风设备（以下简称风冷设备）冷凝热回收系统形式

    A．2．1  风冷设备冷凝热回收（复合冷凝方式之一）有循环式直接冷凝热回收系统形式和直流式直接冷凝热回收等系统形式。

    A．2．2  风冷循环式直接冷凝热回收系统形式，该系统有两种基本形式：

        a）在压缩机出口和原常规冷凝器之间加热回收换热装置，循环过程在该装置及热水管网系统中进行，系统连接方式可参考图A．1（即将冷却水系统变为风冷系统）；

        b）原常规冷凝器与热回收装置并联，将风冷系统转化为热回收系统的形式。

        该系统是以循环的工作方式使热水多次通过热回收换热装置、储水设备和管网以提升水温。

    A．2．3  风冷直流式直接冷凝热回收系统形式，系统连接方式有并联与串联方式。其串联方式可参考图A．2（即将冷却水系统变为风冷系统），并联方式即A．2．2b）的形式。该系统中，热水单次通过热回收换热装置（设备）即可达到热水终温。

附 录 B

（规范性附录）

冷凝热回收率与综合能效系数的测定与计算方法

B．1  空调冷凝热回收设备能效计算公式

    B．1．1  综合性能系数（COPint）按式（B．1）计算：

式中：Q0r——制冷量，单位为千瓦（kW）；

      W0r——设备的输入功率，单位为千瓦（kW）：

      Qr——热回收量，单位为千瓦（kW）。

    B．1．2  冷凝热回收率（Rx）按式（B．2）计算：

式中：Qcr——冷凝热释放量，单位为千瓦（kW）；

      Qr——热回收量，单位为千瓦（kW）。

B．2  冷凝热回收率与综合能效系数的测定方法

    B．2．1  循环式直接冷凝热回收系统测定方法

        对循环式直接冷凝热回收系统，可按下列公式确定卫生热水每次循环的时间（τo）：

式中：τ0——卫生热水每次循环的时间，单位为秒（s）；

      mhrw——经过热回收装置的卫生热水流量，单位为千克每秒（kg/s）；

      Vhrw——热水箱容积，单位为立方米（m3）；

      ρhrw——热水密度，单位为千克每立方米（kg/m3）。

        根据式（B．3）计算出循环时间τ0，确定测量时间间隔。例如：当τ0＞3min，则取测量周期τ＝3min如果τ0≤3min，则取测量周期τ＝τ0。

        以τ为周期，测量出每次循环热水的温升，当卫生热水达到预设的温度时停止测量。

    B．2．2  直流式直接冷凝热回收系统测定方法

        对于直流式直接冷凝热回收系统，维持热回收装置入口水温不变，连续测量热水的出口水温，当测量的出口水温基本维持不变时停止测量，此时的出口水温即可认为是该直流式冷凝热回收系统能提供的热水温度。

    B．2．3  热水温度测量方法

        循环式直接冷凝热回收测量水箱温升，具体测量方法参照GB/T 21362-2008中附录B．3的规定。直流式直接冷凝热回收测量热回收换热器进出口热水温差。

B．3  冷凝热回收率与综合能效系数的计算方法

    B．3．1  设备应根据测定值分别计算系统热回收率、名义工况下热回收率、系统综合能效系数以及名义工况下的综合能效系数。系统热回收率与系统综合能效系数是指热水从初始温度加热到终止温度整个过程的平均热回收率及综合能效系数；名义工况下热回收率与名义工况下的综合能效系数是在名义热回收工况点测试得出的热回收率及综合能效系数。

    B．3．2  单次测量热回收量

        a）对于循环式直接冷凝热回收系统，单次测量周期内的热回收量qhrwi可由式（B．4）计算得出，当热水循环周期τ0等于单次测量周期τ时，此时qhrwi即为热水每循环一次的热回收量。

qhrwi＝cpwVhrwρhrw（Ti－Ti－1）（i＝1,2…n）

式中：qhrwi——单次测量热回收量qhrwi，单位为千焦（kJ）；

      i——代表第i次测量；

      n——总测量次数；

      Ti——第i次测量的水箱内的热水温度，单位为摄氏度（℃）；

      cpw——热水的定压比热，单位为千焦每摄氏度每千克[kJ/（kg·℃）]。

        b）对于直流式直接冷凝热回收系统，单位时间热回收量，可以由式（B．5）计算得出：

qhrw＝cpwmhrw（T1－T0）

式中：T1——热回收装置出口水温，单位为摄氏度（℃）：

      T0——热回收装置进口水温，单位为摄氏度（℃）。

        直流式直接冷凝热回收系统计算方法即是热水循环次数i等于1且测量周期τ取1min的循环式直接冷凝热回收系统的计算方法。当热水循环次数i等于1且热水进出水温差相差5℃时，该计算方法即常规冷凝器散热计算方法。

    B．3．3  系统热回收率：

式中：Qr——设备的总热回收量，单位为千焦（kJ）；

      Qcr——设备的总冷凝热释放量，单位为千焦（kJ）；

      mref——制冷剂的流量，单位为千克每秒（kg/s）；

      hci——如图B．1所示，c点的焓值，单位为千焦每千克（kJ/kg）；

      h4＇i——如图B．1所示，4＇点的焓值，单位为千焦每千克（kJ/kg）；

      ωcompi——每次循环测得的压缩机功率，单位为千瓦（kW）；

      Wcomp——压缩机总功，单位为千焦（kJ）；

      q0ri——每次循环测得的制冷率，单位为千瓦（kW）；

      Q0r——总制冷量，单位为千焦（kJ）。

图B．1  制冷循环T-S图

B．3．4  名义工况下的热回收率：

式中：Qr＇——热回收名义工况下的设备热回收量，单位为千焦（kJ）；

      Qcr＇——热回收名义工况下的设备冷凝热释放量，单位为千焦（kJ）；

      Ti＇－Ti＇－1——热回收名义工况下的热水温升，单位为摄氏度（℃）；

      ωcompi＇——热回收名义工况下的压缩机功率，单位为千瓦（kW）；

      q0ri＇——热回收名义工况下的制冷率，单位为千瓦（kW）；

      τ＇——热回收名义工况下的时间，单位为秒（s）。

B．3．5  系统综合能效系数：

式中：ωi——每次循环测得的设备功率，单位为千瓦（kW）；

      W0r——总的设备输入总功，单位为千焦（kJ）。

B．3．6  名义工况下的系统综合能效系数：

式中：Q0r＇——热回收名义工况下的制冷量，单位为千瓦（kW）；

      Qr＇——热回收名义工况下的热回收量，单位为千瓦（kW）；

      ωi＇——热回收名义工况下的设备功率，单位为千瓦（kW）。

附 录 C

（资料性附录）

冷凝热回收率与综合能效系数的测定与计算方法示例

C．1  循环式中温型风冷热泵全热回收方式

    C．1．1  原始热泵的相关参数中，名义制冷量/热泵制热量为7120W/7700W，制冷剂名称/注入量为R22/2．51kg，名义输入功率为制冷热泵2600W/2420W，EER/COP为2．74/3．18。空调制冷与供热水工况下运行，室外风机关闭，热回收系统水泵开启，水箱出循环水量为27升每分钟（L/min）。水箱中水初始温度：25℃，水箱容积80L。卫生热水设定温度57℃。

    C．1．2  计算得出卫生热水每次循环的时间τ＝5．56分钟（min），取τ＝3分钟（min），每3分钟记录一次设备输入功率、空调进出口空气温度和风速以及热水箱中的水温。其测试数据如表C．1所示，在经过12．4（min）的运行后水温达到了名义工况点，运行24（min）后达到终止温度。

表C．1  风冷热泵全热回收方式测试数据

    C．1．3  系统热回收率：

    C．1．4  名义工况下热回收率：

    C．1．5  系统综合能效系数：

    C．1．6  名义工况下的综合能效系数：

C．2  循环式中温型水冷冷水设备循环式部分热回收方式

    C．2．1  原始数据中制冷量为1775kW的离心压缩式冷水设备，制冷剂为R22；空调制冷与供热水工况下运行，冷却水系统与热回收系统水泵同时打开。冷却水流量为10．54千克每秒（kg/s）。冷水流量为8．43千克每秒（kg/s）。卫生热水水流量为3．27千克每秒（kg/s）。原始水温为15℃，热回收装置出口水温设定为50℃。

    C．2．2  由于本设备为大型设备，达到设定温度的时间较长，经整理后样表数据如表C．2。其测试数据显示，在经过10．1h的运行热水达到设定温度。

表C．2  水冷部分冷凝热回收方式测试数据

    C．2．3  系统综合热回收率：

    C．2．4  名义工况下的热回收率：

    C．2．5  系统综合能效系数：

    C．2．6  名义工况下的综合能效系数：