ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТ Р 59386.1—

2021

(ИСО 19967-1:2019)

ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ СО ВСТРОЕННЫМИ ТЕПЛОВЫМИ НАСОСАМИ. ИСПЫТАНИЯ И ОЦЕНКА РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Часть 1

Водонагреватели со встроенными тепловыми насосами для горячего водоснабжения

(ISO 19967-1:2019, MOD)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАН-ДАРТИНФОРМ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 061 «Вентиляция и кондиционирование»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрополии от 24 июня 2021 г. No 586-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту ИСО 19967-1:2019 «Водонагреватели с встроенными тепловыми насосами. Испытание и оценка рабочих характеристик. Часть 1. Водонагреватели с встроенными тепловыми насосами для горячего водоснабжения» (ISO 19967-1:2019 «Heat pump water heater — Testing and rating for performance — Part 1: Heat pump water heater for hot water supply». MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, ссылок), которые выделены в тексте курсивом

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO, 2019 — Все права сохраняются © Стандартинформ. оформление. 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии И

Окончание таблицы 4

Измеряемая переменная Установленные значения Скорость подачи воздуха Номинальная, указанная изготовителем. Если указан только диапазон, испытания следует проводить при минимальном и максимальном значениях Температура поступающей холодной воды. "С 10 Расход горячей воды, л/мин См. профили нагрузки в приложении А

Таблица 5 — Условия испытаний для конкретных типов систем

Тип источника тепла Источник тепла. Температура воздуха сухой (влажной) колбы. ’С Диапазон окружающей температуры водонагревателя С тепловым насосом, *С Температура окружающей среды. Резервуар для хранения. ’С Водонагреватель с тепловым насосом на наружном воздухе (расположен в помещении) 7(6) От 15 до 30 20 Водонагреватель с тепловым насосом на наружном воздухе (расположен на открытом воздухе) 7(6) Температура источника тепла 20 Ненагретый воздух в пространстве 15(12) Температура источника тепла 15 Отработанный воздух 20(12) От 15 до 30 20

7 Проверка эффективности и определение энергопотребления

7.1    Общие требования

Методы испытаний, указанные в данном пункте, предназначены для определения рабочих характеристик водонагревателя с тепловым насосом при подаче тепла для горячего водоснабжения. Установку и регулировку агрегата проводят в начальных условиях установки и в начальных условиях регулировки. указанных в разделах 5 и 6.

7.2    Основные принципы

Испытание состоит из следующих шести основных этапов:

-    этап А. Стабилизация (см. 7.5);

-    этап В. Объем заполнения и хранения (см. 7.6);

-    этап С. Период заполнения и нагрева (см. 7.7).

-    этап D. Потребляемая мощность в режиме ожидания (см. 7.8);

-    этап Е. Отбор воды (см. 7.9);

-    этап F. Смешанная вода при температуре 40 ⁴С и эталонная температура горячей воды (см. 7.10).

После подготовки испытания (этапы А и В) проводят испытания по этапам С — F. как показано на

рисунке 1. Каждый отдельный этап можно проводить независимо, если исходными условиями являются конечные условия предыдущего этапа.

Все испытания проводят при подаче питания с номинальным напряжением и номинальной частотой, как указано в инструкциях по установке и эксплуатации.

После первоначального запуска водонагревателя с тепловым насосом питание остается подключенным на все время испытания.

Любой дополнительный источник тепла, который может быть отключен пользователем, должен быть отключен в течение всего испытания, если иное не указано изготовителем.

I — этап С: период эаполиеиия и нагрева (см. 7.7); 2 — этап О: подвод мощности а режиме ожидания (см. 7.8); 3 — этап Е: отбор воды (см. 7 9). «I — этап F. смешанная пода при температуре 40 "С и эталонная температура горячей воды (см. 7.10). 7 — температура, ‘С; (•— время, с; а — заданная температура Рисунок 1 — Этапы и порядок испытаний

7.3    Непиковые изделия

Для непиковых изделий устанавливают и подключают изделие в соответствии с инструкциями по установке и эксплуатации. В инструкциях по установке и эксплуатации для проведения этапа Е эксплуатационных испытаний должна быть указана вся соответствующая информация для определения периода времени, в течение которого блок может не потреблять энергию, в то время как блок находится под напряжением.

Для непиковых изделий питание блока отключается в начале этапа Е (профили нагрузки) и возобновляется через 16 ч.

После этого следующее отключение компрессора термостатом, измеряющим температуру воды в баке, должно быть получено в течение 8 ч, иначе продукт не считается непиковым изделием.

Для непиковых изделий потребление энергии из-за вспомогательного оборудования должно быть включено в общее потребление энергии на этапе Е.

Если это измерение не выполняется на этапе Е. то среднее потребление энергии P_s определяется по первым 20 мин периода ожидания и должно быть добавлено к измеренному потреблению энергии на этапе Е.

Соответствующее потребление энергии для непиковых изделий W_{EL OFP} кВт ч. должно быть добавлено до этапа Е. которое рассчитывают по формуле

Wel-off ^{= 16}‘Р*-    (Ч)

где 16 — время отключения компрессора, ч;

P_s — измеренное среднее энергопотребление при выключенном компрессоре. кВт.

7.4    Корректировка потребляемой мощности

7.4.1 Потребляемая мощность вентиляторов для водонагревателя с тепловым насосом и воздуховодом

В случае водонагревателя с тепловым насосом, который допускает внешнюю разность статического давления, только небольшая часть входной мощности двигателя вентилятора должна быть включена в эффективную мощность, потребляемую водонагревателем с тепловым насосом.

Если для водонагревателя с тепловым насосом не предусмотрен вентилятор, пропорциональная потребляемая мощность, которая должна быть включена в эффективную мощность, потребляемую водонагревателем с тепловым насосом. W_EL._Corr, кВт ч, должна быть рассчитана по формуле

где п — КПД вентилятора, равный 0,3 условно;

др. — измеренная внутренняя разность статического давления, Па;

V_air — номинальный объемный расход воздуха. м³/с; t. — продолжительность испытания, с.

Если вентилятор является неотъемлемой частью водонагревателя с тепловым насосом, то только малая часть входной мощности двигателя вентилятора должна быть включена в эффективную мощность. потребляемую водонагревателем с тепловым насосом. Доля, которая должна быть исключена из общей мощности, потребляемой водонагревателем с тепловым насосом. W_CLmCorf, кВт ч, должна быть рассчитана по формуле

^WaM" ” aeog-iow'l^ * л ^ *    <з)

где V_aif — номинальный объемный расход воздуха. м³/с;

др_в — измеренная внешняя разность статического давления. Па; р — КПД вентилятора, равный 0.3 условно; t_d — продолжительность испытаний, с.

7.5 Стабилизация (этап А)

Изделие хранят в условиях окружающей среды до тех пор. пока все части изделия не достигнут условий окружающей среды ±2 °С (не менее 24 ч).

7.6 Заполнение и хранение (этап В)

Пустой бак для горячей воды, включающий отводы впускных и/или выпускных труб, должен быть взвешен. Затем бак для горячей воды заполняют водой, как указано в инструкции по монтажу и эксплуатации при давлении холодной воды, и подача воды прекращается. Заполненный бак для горячей воды г должен быть взвешен, включая отводы. Разница между двумя весами т_ас, должна быть преобразована в объем, л. Измеренный объем бака для горячей воды V_m. л. рассчитывают по формуле

У_и=1000.

где т_ас1 — разница между двумя весами, кп р(Г) — плотность воды. кг/м³.

Этот объем измеряют в литрах с точностью до одной десятой.

Заполнение и хранение не применяют к водонагревателям с тепловым насосом, комбинированным с обогревателем.

7.7 Период заполнения и нагрева (этап С)

Изделие должно быть полностью заполнено холодной водой. Холодная вода должна циркулировать в баке до тех пор, пока температура на выходе не станет равной температуре на входе в пределах допустимого отклонения, указанного в таблице 3.

Испытание состоит в определении времени нагревания t_h, необходимого для нагрева накопленного количества воды из исходного состояния до первого отключения компрессора термостатом, измеряющим температуру воды в баке.

Это начальное состояние соответствует температуре входящей холодной воды, указанной в таблице 4.

Водонагреватель с тепловым насосом включают. Время нагрева t_h и соответствующий подвод электрической энергии W_0h._HP измеряют с момента включения водонагревателя с тепловым насосом до его отключения термостатом горячей воды, расположенным в баке, с вычисленной поправкой согласно 7.4 с продолжительностью испытания t_d = t_h.

Общее потребление электроэнергии за время испытания t_h lV_#h-HP, кВт ч, рассчитывают по формуле

W_ehHp = W_oh._M-W_£L._Co/r,    (5)

где W_oh._u — измеренное потребление электроэнергии за время испытаний t_h. кВт ч;

И^fcL-corr — поправка на потребление электроэнергии вентилятором, кВт ч.

7.8 Потребляемая мощность в режиме ожидания (этап D)

Подведенную мощность в режиме ожидания определяют путем измерения входной электрической мощности в течение целого числа циклов включения—выключения водонагревателя с тепловым насосом, инициируемых термостатом, расположенным в баке, когда отбор горячей воды не производится.

После того как термостат отключает водонагреватель с тепловым насосом после периода нагрева, система должна работать без отбора горячей воды в течение ряда полных циклов или минимальной п родолжител ьности.

Испытание следует проводить в течение как минимум 48 ч или менее, если произошло 6 циклов включения—выключения. Затем продолжительность испытаний и энергозатраты общей потребляемой энергии W_eSmHP. кВт-ч. в течение последнего цикла включения—выключения рассчитывают по формуле

W_e5 HP - ^es-Af “ ^WEL Corr'

где lV_es-M — измеренное потребление энергии в течение последнего цикла включения—выключения, кВтч;

W_£L.corr ~ ^П<>^ПР^{а0ка на} потребление электроэнергии вентилятором. кВт-ч. в соответствии с 7.4 при продолжительности испытания t_d = t_os;

IVes-HP — общая потребляемая энергия в течение последнего цикла включения—выключения, кВт-ч.

Энергопотребление в режиме ожидания P_cJ, кВт-ч. определяют по формуле

= ^*—38001    (7)

4#

потребляемая мощность в режиме ожидания. кВ т;

общая потребляемая энергия за последний цикл включения—выключения. кВт ч; продолжительность последнего цикла включения—выключения водонагревателя с тепловым насосом, с.

7.9 Отбор воды и расчет коэффициента эффективности СОР (этап Е)

7.9.1 Определение полезного содержания энергии

Существуют разные профили нагрузки для разного содержания энергии в соответствии с приложением А. Для испытания должен быть выбран конкретный профиль нагрузки по таблице А.1 или таблице А.2 (приложение А). Каждое отдельное снятие профиля нагрузки должно быть завершено; это означает, что клапан должен быть закрыт, и перед началом следующего отбора требуется задержка не менее 1 мин.

Цикл испытаний начинают непосредственно после последнего отключения водонагревателя с тепловым насосом термостатом горячей воды, расположенным в баке. Цикл испытаний заканчивают последним отключением водонагревателя с тепловым насосом, если время/продолжительность профиля нагрузки t_TTC составляет не менее 24 ч или более (см. рисунок 2. а)]. Если водонагреватель с тепловым насосом не работает по истечении 24 ч с начала цикла испытаний, цикл испытаний необходимо продлить до тех пор. пока водонагреватель с тепловым насосом не перезапустится и снова не остановится [см. рисунок 2, Ь)].

При отборе воды с заданной температурой Т_р. равной 55 °С. эта температура не всегда может быть достигнута одним водонагревателем с тепловым насосом. Во время отбора предполагается, что недостающий перепад температур до требуемой Т_р создается дополнительным нагревателем с электрическим сопротивлением.

Для этого случая используют следующие формулы:

Общее содержание полезной энергии 0_1Р профиля нагрузки составляет:

Qa-iP = X    (¹ °)

м

Ър ^в?(0мР4ч»-Ча.-гя}*    О¹)

W

где n_lap — количество отборов во время профиля нагрузки;

/ — индекс для отбора.

7.9.2 Определение энергопотребления

Общее измеренное потребление электрической энергии W_EL._M._LP, кВт ч, блока в течение периода измерения профиля нагрузки t_TTC корректируется с помощью следующих энергозатрат для получения общего энергопотребления W_{EL Lp}.

-    поправка на вентиляторы W_EL._Corr кВт ч;

-    тепловые потери резервуара в течение 24 ч;

-    дополнительный подвод электроэнергии Q_EL._LP. кВт ч;

-    общее потребление для непикового изделия, где это применимо. W_EL._OFP, кВт ч.

Общее потребление электроэнергии в течение всего профиля нагрузки W_{EL U>} кВт ч. рассчитывают по формуле

^WEL-LP ^{= W}EL-M-LP ~ ^WEL Corr * (²⁴ ~ *ТТС) ‘ ^es ⁺ ^EL-LP * ^EL OFF'

где t_TTC — время/продолжительность профиля нагрузки, ч;

P_cs — потребляемая мощность в режиме ожидания. кВт.

7.9.3 Коэффициент эффективности теплового преобразования COP_flvv

Коэффициент полезного действия теплового преобразования COP_HW для всего профиля нагрузки рассчитывают по формуле

(13)

где Q_lp — общее содержание полезной энергии в течение всего профиля нагрузки. кВт ч; Wel-lp — общее потребление электроэнергии в течение всего профиля нагрузки. кВт ч.

7.10 Эталонная температура горячей воды и объем смешанной воды при температуре 40 °С (этап F)

Испытание начинают в тот момент, когда компрессор выключается в конце последнего периода измерения для профиля нагрузки. Начало и продолжение непрерывного отбора горячей воды происходит до тех пор. пока температура горячей воды не опустится ниже 40 °С. Максимальный расход горячей воды f_max должен быть установлен на максимальный расход рассматриваемого профиля нагрузки.

Опорное значение для температуры горячей воды внутри бака определяют путем измерения температуры воды на выходе. Средняя температура во время этого отбора является эталонной температурой горячей воды Q'_WH, *С, рассчитываемой по формуле

где Оц,«(о — температура горячей воды на выходе. °С;

f₄₀ — время от начала до тех пор. пока 0_Wh станет ниже 40 °С. с.

Должно быть определено максимальное количество смешанной воды при температуре 40 °С за один отбор путем расчета энергии горячей воды во время отбора.

Максимальный расход горячей воды /_твх вместе с температурами поступающей холодной воды $_wc и выходящей горячей воды Q_WH измеряют во время отбора, по крайней мере каждые 10 с. Максимальный объем горячей воды при температуре 40 ^еС. У₄₀, л. рассчитывают как:

⁼ (40-10) »^^    ⁽¹⁵⁾

где - d_WC(_t) — разница температур между температурой горячей воды на выходе и холодной воды на входе в бак горячей воды. ’С;

Г₄₀ — время от начала отбора до тех пор. пока G_w>y(I| станет ниже 40 °С, с;

/_тащ — расход горячей воды при отборе, л/мин.

7.11    Устройства с интеллектуальным управлением

Если изделие оснащено интеллектуальным управлением, то преимущество интеллектуального управления может быть учтено в коэффициенте производительности устройства. После этого COP_smar1 можно определить в соответствии с приложением В.

7.12    Диапазон рабочих температур

Изделие должно работать в пределах рабочих температур, указанных изготовителем (см. приложение В для получения дополнительной информации).

8 Результаты испытаний и протокол испытаний

8.1 Данные для записи

Данные, которые должны быть записаны во время испытаний на этапах С—F, приведены в таблице 6. в которой указана общая необходимая информация, но она не предназначена для ограничения данных, которые должны быть получены.

Для устройств с интеллектуальным управлением дополнительные данные, которые должны быть записаны при выполнении испытания интеллектуального цикла, приведены в В.2 (приложение В). Для кахщого дня интеллектуального цикла также следует регистрировать данные этапа Е.

Таблица 6 — Данные для записи

Измеренная или рассчитанная величина Единицы измерения Все испытания Период нагрееа (этап С) Энергопотребление а режиме ожидания (этап О) Отбор воды и (этап Е) Смешанная вода и контрольная температура (этап F) Источник тепла Температура воздуха (сухая колба) *С X — — — — Температура воздуха (влажная колба) *с X — — — — Расход воздуха м3/ч X (только для канального изделия) — — — Внутрвннее/внешнее статическое давление Па X (только для канального изделия) — — — —

Продолжение таблицы 6

Измеренная или рассчитанная величина Единицы измерения Все испытания Период нагрева (этап С) Энергопотребление в режиме ожидания (этап О) Отбор воды и СОPHW (этап Е) Смешанная вода и контрольная температура (этап F) Горячее водоснабжение Температура поступающей холодной воды »с вис — — — — Температура(ы) горячей воды »с — — — Тт Целевая температура »с — — — Тр Расход горячей воды л^мин — — — f Хиттах Длительность с — 1ттс *40 Количество циклов вхлючения/выключения — — — X — — Профиль нагрузки — — — — X — Эталонная энергия кВт-ч — — — Оге/ — Полезная тепловая энергия каждого отсека кВт-ч — — — QHPHap — Общее полезное содержание энергии в профиле нагрузки — — — Оц> — Коэффициент эффективности теплового преобразования COPtw Объем отобранной воды л — — — — ^40 Эталонная температура •с — — — — ®W Период размораживания с X — — — — Рабочий цикл с периодом размораживания с X — — — — Другие Атмосферное давление Па X — — — — Температура окружающей среды *С X — — — — Электрические параметры Напряжение В X — — — — Частота Гц X — — — — Мощность подведенная кВт — — P'S — — Измеренная электрическая энергия кВт-ч ' QELUuf qel-lp WEL-ULP Корректировка для вентиляторов кВ-ч — — WELCorr WEL-Co>rr —

Окончание таблицы 6

Измеренная или рассчитанная величина Единицы измерения Все испытания Период нагрева (этап С> Энергопотребление в режиме ожидания (этап О) Отбор воды mCOPhw (этап Е) Смешанная вода и контрольная температура (этап F) Непиковое энергопотребление изделия, ще это применимо кВтч — — WEL-OFF — Электроэнергия кВт-ч — — "«■HP WELLP —

8.2 Протокол испытаний

8.2.1    Общая информация

Протокол испытаний должен содержать, как минимум:

a)    дату проведения испытаний:

b)    наименование испытательной лаборатории.

c)    место проведения испытаний.

d)    руководителя испытаний;

e)    наименование объекта испытаний:

f)    серийные номера изготовителя водонагревателя с тепловым насосом и накопительного бака, как предусмотрено;

д) описание водонагревателя с тепловым насосом и накопительного бака, включая настройку термостата. скорость вращения вентилятора;

h)    запись о непиковом изделии (даУнет),

i)    тип и массу хладагента;

j)    ссылку на настоящий стандарт;

k)    любые отклонения от метода испытаний;

l)    записанные данные (см. 8.1);

т) записанные данные (приложение В. где применимо); п) основные результаты (см. 8.2.2); о) дату и подпись руководителя испытаний.

8.2.2    Основные результаты

Основные результаты должны быть представлены в соответствии с таблицей 7.

Таблица 7 — Представление основных результатов

Наименование показателя Обозначение Величина 1 Профиль нагрузки — — 2 Настройки управления, например заданная температура термостата, режим — — 3 Время нагревания 'б ч/мин 4 Подвод энергии для нагрева WehHP кВтч 5 Энергопотребление в режиме ожидания Pcs Вт 6 Общее содержание полезной энергии в течение всего профиля нагрузки Qlp кВтч 7 Общее потребление электроэнергии в течение всего профиля нагрузки WEL-LP кВтч 8 Коэффициент полезного действия для эталонного профиля нагрузки cophw — 9 Эталонная температура горячей воды QWH •с 10 Максимальный объем смешанной воды при температуре 40 "С л 11 Интеллектуальные настройки управления, например заданная температура термостата, режим — —

Окончание таблицы 7

Наименование показателя Обозначение Величина 12 Для продуктов с интеллектуальным управлением Smart Control Factor SCF — 13 Для продуктов с интеллектуальным управлением заказ профилей нагрузки от 1 дня до 5 — — 14 Коэффициент эффективности с интеллектуальным управлением — 15 Измеренный объем бака, где это применимо Чп Л

9 Маркировка

Каждый водонагреватель с тепловым насосом должен иметь прочную, постоянно закрепленную маркировку, которая легко читается, когда устройство находится в положении для использования, и содержит как минимум информацию, требуемую стандартами безопасности. Если водонагреватель с тепловым насосом состоит из нескольких частей, информация должна быть отмечена на каждой из этих частей вместе с обозначением модели дополнительных частей.

Дополнительная информация может быть предоставлена, если приведена подробная информация о характеристиках, требуемых условиях испытаний, приведенных в таблицах 4. 5 и приложении А.

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................1

4    Обозначения и единицы измерения.................................. 2

5    Требования к оборудованию............................................................4

5.1    Испытательное устройство и неопределенность измерений...............................4

5.2    Помещение для испытаний наружного теплообменника водонагревателя

с воздушным тепловым насосом.....................................................5

5.3    Монтаж и подключение водонагревателя с тепловым насосом.............................6

5.4    Установка водонагревателя с тепловым насосом, состоящего из нескольких частей ..........6

6    Настройки и условия испытания ........................................................6

6.1    Общие требования.................................................................6

6.2    Настройки блоков без воздуховодов...................................................6

6.3    Настройка разности внешнего статического давления для блоков с воздуховодами...........6

6.4    Условия испытаний................................................................7

7    Проверка эффективности и определение энергопотребления................................8

7.1    Общие требования ................................................................8

7.2    Основные принципы................................................................8

7.3    Непиковые изделия................................................................9

7.4    Корректировка потребляемой мощности..................................... 9

7.5    Стабилизация (этап А).............................................................10

7.6    Заполнение и хранение (этап В) ....................................................10

7.7    Период заполнения и нагрева (этап С)...............................................10

7.8    Потребляемая мощность в режиме ожидания (этап D)..................................11

7.9    Отбор воды и расчет коэффициента эффективности СОР (этап Е)........................11

7.10    Эталонная температура горячей воды и объем смешанной воды при температуре

40 °С (этап F)...................................................................13

7.11    Устройства с интеллектуальным управлением........................................14

7.12    Диапазон рабочих температур.....................................................14

8    Результаты испытаний и протокол испытаний.............................................14

8.1    Данные для записи................................................................14

8.2    Протокол испытаний................ 16

9    Маркировка.........................................................................17

Приложение А (справочное) Профили нагрузки.............................................18

Приложение В (справочное) Определение коэффициента интеллектуального управления SCF.....22

Приложение С (справочное) Диапазон рабочих температур...................................26

Приложение А (справочное)

Профили нагрузки

В таблицах А. 1.А.2 приведены профили эталонной нагрузки для определения в соответствии с 7.2. этапом Е. «Отбор воды и расчет коэффициента эффективности СОР». Профиль эталонной нагрузки в таблице А. 1 предназначен для различной энергоемкости в соответствии с таблицей А.1; профиль эталонной нагрузки в таблице А.2 — для использования с различным объемом воды. Для проведения испытания должен быть выбран конкретный профиль нагрузки по таблицам А.1, А.2.

ГОСТ Р 59386.1-2021 (ИСО 19967-1:2019)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ СО ВСТРОЕННЫМИ ТЕПЛОВЫМИ НАСОСАМИ. ИСПЫТАНИЯ И ОЦЕНКА

РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Часть 1

Водонагреватели со встроенными тепловыми насосами для горячего водоснабжения

Heat pump water heater. Testing and rating for performance. Part 1. Heat pump water heater for hot water supply

Дата введения — 2022—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования к условиям и процедурам испытаний для определения характеристик производительности водонагревателей с воздушным тепловым насосом для горячего водоснабжения с электрическим приводом компрессора, с дополнительным электрическим нагревателем или без него, подключенных к одному резервуару для горячей воды или в составе него.

Резервуары для горячей воды, которые соединены последовательно или параллельно и ведут себя гидравлически, как один отдельный резервуар, рассмотрены как один резервуар для горячей воды. В случав водонагревателя с тепловым насосом, состоящего из нескольких частей с соединениями для хладагента или воды, настоящий стандарт применяется только для тех устройств, разработка и поставка которых осуществлены в полной комплектации.

Примечание — Настоящий стандарт не применим к процедурам испытаний для одновременной работы при подаче горячей воды и отопления помещения. «Одновременной» означает, что функции подачи горячей воды и отопления помещений происходят одновременно и могут влиять друг на друга.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    водонагреватель с тепловым насосом для горячего водоснабжения (heat pump water heater for hot water supply): Воздушный тепловой насос с воздушным компрессором, с электроприводом, с дополнительным электрическим нагревателем или без него, подключенный к резервуару для горячей воды или встроенный в него для подачи горячей воды для использования человеком.

3.2    горячее водоснабжение (hot water supply): Приготовление, транспортировка и подача горячей воды абонентам с использованием централизованных или нецентралиэованных систем горячего водоснабжения.

3.3    объем резервуара V_m (storage volume): Измеренный объем горячей воды, который может содержаться в резервуаре.

3.4    воздух неотапливаемого пространства (non heated space air): Источник тепла для теплового насоса, который поглощает тепло воздушным теплообменником, находящимся в прямом контакте с воздухом внутри помещения здания, которое не отапливается.

Издание официальное

3.5    коэффициент полезного действия для горячего водоснабжения COP_HW (coefficient of performance for hot water supply, COP_flw): Коэффициент производительности, определяемый путем использования эталонных профилей нагрузки и включающий тепловые потери накопительного бака.

3.6    контрольная температура горячей воды B'_WH (reference hot water temperature ®_WHY Температура. рассчитанная как среднее значение температур в течение одного отвода воды, который заканчивается в тот момент, когда температура горячей воды становится ниже 40 °С.

3.7    объем смешанной воды при температуре 40 °С V7₄₀ (volume of mixed water at 40 °C, \/₄₀): Объем воды при температуре 40 °С. который имеет такое же теплосодержание (энтальпию), как и горячая вода, которая подается с температурой выше 40 °С на выходе из водонагревателя с тепловым насосом.

3.8    непиковый продукт (off-peak product): Водонагреватель с тепловым насосом, находящийся под напряжением не более 8 ч подряд в период между 22:00 и 7:00 при 24-часовой схеме подключения.

3.9    профиль нагрузки (load profile): Заданная последовательность отвода воды.

Примечание — См. приложение А.

3.10    отвод воды (water draw-off): Заданная комбинация полезного расхода воды, полезной температуры воды, полезного содержания энергии и заданной температуры.

3.11    полезный расход воды f(f) (useful water flow rate f(t)): Минимальный расход воды для снятия профиля нагрузки.

3.12    полезная температура воды Т_т (useful water temperature Т_т): Минимальная температура горячей воды для снятия профиля нагрузки.

3.13    содержание полезной энергии Q_lap (useful energy content Q ): Содержание энергии в горячей воде, обеспечиваемой при температуре, равной или превышающей полезную температуру воды, и при расходах воды, равных или выше полезного расхода воды.

3.14    заданная температура Т (target temperature Т_р): Минимальная температура воды, которая должна быть достигнута во время отбора воды и рассчитанная как среднее значение за один отбор воды.

3.15    эталонная энергия профиля нагрузки Q_rcf (reference energy of the load profile Q_f(!f): Сумма полезного энергосодержания водозаборов в конкретном профиле нагрузки.

3.16    интеллектуальное управление (smart control): Устройство, автоматически адаптирующее процесс нагрева воды к индивидуальным условиям использования с целью снижения энергопотребления.

3.17    интеллектуальный фактор управления SCF (smart control factor SCF): Повышение эффективности нагрева воды благодаря интеллектуальному управлению.

3.18    потребляемая мощность в режиме ожидания P_os (standby power input P_es): Общая потребляемая мощность устройства во время испытаний в режиме ожидания, включая потребляемую мощность устройства для преодоления тепловых потерь резервуара и потребляемую мощность любого вспомогательного устройства.

3.19    коэффициент производительности продуктов интеллектуального управления COP_smart (coefficient of performance of smart control products COP^^): Коэффициент производительности устройства. наделенного характеристиками интеллектуального управления.

3.20    номинальный объем V_n (nominal volume V_n): Объем воды, заданный производителем резервуара для хранения и отмеченный на резервуаре.

3.21    рабочий диапазон (operating range): Рабочий диапазон для водонагревателя с тепловым насосом, указанный производителем.

4 Обозначения и единицы измерения

В настоящем стандарте использованы обозначения и единицы измерения в соответствии с таблицей 1. Таблица 1 — Обозначения и единицы измерения

Обозначение Наименование Единица измерения SCF Коэффициент интеллектуального управления — COPHW Коэффициент полезного действия для эталонного профиля нагрузки — COPM Коэффициент производительности продуктов интеллектуального управления —

Продолжение таблицы 1

Обозначение Наименование Единица измерения СР Удельная теплоемкость воды кДж/(кг-К) *>е Измеренная внешняя разность статического давления Па Щ Измеренная внутренняя разность статического давления Па ^rnri Минимальный расход, при котором горячая вода вносит свой вклад в заданную энергию л/мин ^гпах Максимальный расход потока рассматриваемого профиля нагрузхи л/мин ^max (f) Расход горячей воды при отборе л/мин *о Полезный расход воды л/мин Индекс для отвода — т,с< Разница между двумя весами (заполненным/пустым) резервуара для горячей воды кг Л КПД вентилятора, равный 0.3 — ”<*> Количество отборов во время профиля нагрузки — Энергопотребление в режиме ожидания кВт Измеренное среднее энергопотребление для непиковых продуктов кВт °£МР Расчетная тепловая энергия, вырабатываемая электрическим резистивным нагревателем в течение всего профиля нагрузки кВтч °EL-!ap Расчетная тепловая энергия, вырабатываемая электрическим резистивным нагревателем для достижения требуемой температуры кВтч ®HP-top Полезная энергия во время одного отбора кВтч QiP Общее содержание полезной энергии в течение всего профиля нагрузки кВтч esr Общее полезное энергопотребление в течение интеллектуального периода интеллектуального цикла кВтч oJT* Общее содержание полезной энергии в течение интеллектуального периода интеллектуального цикла кВтч Q& Общее потребление электроэнергии за базовый период интеллектуального цикла кВтч Общее содержание полезной энергии в течение базового периода интеллектуального цикла кВтч «ав* Общее потребление электроэнергии в цикле управления WHL кВтч Ore/ Эталонная энергия профиля нагрузки кВтч ®tap Содержание энергии горячей воды при температуре, равной или выше полезной температуры воды, и при расходе воды, равной или выше полезного расхода воды кВтч P(7) Плотность воды при температуре Г кг/м3 *d Продолжительность этапа испытаний с I'S Продолжительность последнего цикла включения-выключения водонагревателя с тепловым насосом с •ь Время нагревания с *40 Время от начала отвода до тех пор. пока 0^, станет ниже 40 *С с

Окончание таблицы 1

Обозначение Наименование Единица измерения fiep Продолжительность отвода полезной воды с (ТТС Время^продолжительность профиля нагрузки ч тов Температура сухой колбы -с тт Температура полезной воды, при которой горячая вода начинает вносить вклад в эталонную энергию "С тр Заданная температура воды, которая должна быть достигнута при отборе воды -с TWB Температура влажной колбы •с ewc Температура холодной воды на входе -с 6VWJ(0 Температура холодной воды на входе во время отбора -с eWH Температура горячей воды на выходе "С Температура горячей воды при отборе •с в'и* Эталонная температура горячей воды °с V* Номинальный объемный расход воздуха м3/с Измеренный объемный расход жидкости м3/с Vm Измеренный объем резервуара для хранения горячей воды л Объем смешанной воды при температуре 40 *С л К Объем воды, устанавливаемый и маркируемый заводом-изготовителем л WrfKP Общее потребление электроэнергии за время испытания lh кВтч Измеренное потребление электроэнергии за время испытания th кВтч WEL-Carr Поправка на потребление электроэнергии вентилятором/жидкостным насосом кВтч WEL-LP Общее потребление электроэнергии в течение всего профиля нагрузки кВтч WEL-M-LP Общее измеренное потребление электрической энергии кВтч WEL-OFF Расчетное энергопотребление для непиковых изделий кВтч *ш*НР Общая потребляемая энергия в течение последнего цикла включения-выключения кВтч Измеренное потребление энергии в течение последнего цикла включения-выключения кВтч

5 Требования к оборудованию

5.1 Испытательное устройство и неопределенность измерений

Испытательное устройство должно быть сконструировано таким образом, чтобы могли быть выполнены все требования к регулировке установленных значений, критериям стабильности и неопределенности измерений в соответствии с настоящим стандартом.

Водяные системы или другие системы теплопередающей жидкости должны быть в достаточной степени свободны от захваченного газа: необходимо убедиться в том. что ото не оказывает существенного влияния на результаты измерений.

Значение температуры на входе и выходе горячей воды измеряют в центре потока и как можно ближе к устройству. Время срабатывания датчика температуры и интервал отбора проб выбирают для сохранения неопределенностей, указанных в таблице 2. Системы воздуховодов должны быть в достаточной степени герметичными для обеспечения того, чтобы на результаты измерений существенно не повлиял обмен воздуха со средой.

Для блоков управления инверторного типа установку частоты следует проводить для каждого номинального условия. Изготовитель должен предоставить в документации инструкции по получению необходимой информации, а также данные для установки требуемых частот. При установке и подготовке системы к испытаниям при наличии квалифицированного персонала, знающего программное обеспечение управления, а также при запуске системы должен присутствовать представитель изготовителя или назначенный агент.

Погрешности измерения не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2 — Погрешности измерений

Измеряемая величина Размерность Неопределенность Подача горячей воды Температура ’С 0.15 ‘С Разница температур •с 0.15 'С Объем л 2% Объем потока л/мин 2% Термальная энергия кВтч 5% Воздух (источник тепла) Температура сухой колбы •с 0.2 ”С Температура влажной колбы 'С 0.4 "С Объем потока м3/ч 5% Перепад статического давления Па 5Па (APS 100 Па) 5% (АР г 100 Па) Электрические величины Электрическая мощность Вт Для г 10 Вт. 1 %. Для < 10 Вт. 0,1 Вт Электрическая энергия кВтч 1 % Напряжение В 0.5 % Ток А 0.5% Окружающая среда Температура окружающей среды в закрытом помещении "С 0.5 *С

5.2 Помещение для испытаний наружного теплообменника водонагревателя с воздушным тепловым насосом

Размеры испытательного помещения следует выбирать таким образом, чтобы не возникало сопротивления воздушного потока в отверстиях впуска и выпуска воздуха испытуемого объекта. Поток воздуха, проходящий через помещение, не должен инициировать изменения или сквозняк между двумя отверстиями, и поэтому скорость воздушного потока в этих двух местах должна быть не более 1.5 м/с при выключении объекта испытаний.

Если изготовителем не указано иное, впускные и выпускные отверстия должны быть расположены на расстоянии не менее 1 м от поверхности испытательного помещения, что также относится к любым измерительным воздуховодам.

Следует избегать попадания любого прямого теплового излучения (например, солнечного излучения) на нагревательные элементы в испытательной комнате, на водонагреватель с тепловым насосом или на точки измерения температуры.

5.3    Монтаж и подключение водонагревателя с тепловым насосом

Водонагреватель с тепловым насосом должен быть установлен и подключен для испытания в соответствии с рекомендациями изготовителя, которые указаны в руководстве по установке и эксплуатации. Аксессуары, предоставляемые опцией {например, нагревательный элемент), не используют в процессе испытания. Точки измерения температуры и давления должны обеспечивать получение репрезентативных средних значений.

5.4    Установка водонагревателя с тепловым насосом, состоящего из нескольких частей

В случае водонагревателя с тепловым насосом, состоящим из нескольких охлаждающих частей (раздельные тепловой насос и нагреватель воды), для испытаний должны быть соблюдены следующие условия установки:

a)    каждая линия охлаждения устанавливается в соответствии с инструкциями изготовителя: длина каждой линии должна составлять от 5 до 7,5 м:

b)    линии должны быть установлены таким образом, чтобы разница в высоте не превышала 2.5 м;

c)    теплоизоляция должна наноситься на линии в соответствии с инструкциями изготовителя;

d)    если это не ограничено конструкцией, по меньшей мере половина соединительных линий должна подвергаться воздействию внешних условий, при этом другая половина линий — внутренних условий.

Для непрямых систем, где водонагреватель с тепловым насосом отделен от бака с водой или рассолом, соединение с баком должно быть установлено в соответствии с инструкциями завода-из-готовителя. Максимальная заявленная длина соединения не более 5 м. Трубопроводы должны быть тщательно изолированы и выполнены, при возможности, мини мал ьно короткими, а также иметь как можно меньшее количество изгибов.

6 Настройки и условия испытания

6.1    Общие требования

Настройки оборудования внутреннего контроля агрегата, такого как термостаты, реле давления или клапаны смешивания, должны быть установлены на значения, приведенные в инструкции по монтажу и эксплуатации. Если указано несколько точек или диапазонов, производитель должен установить ту. которая будет использована для проведения испытаний.

Настройки термостата и настройки дополнительных электрических нагревателей должны быть выполнены в соответствии с инструкциями по монтажу и эксплуатации и должны оставаться в том же положении в течение задания на испытание. Если водонагреватель с тепловым насосом оснащен смесительным клапаном для горячей воды, этот клапан должен быть установлен в соответствии с рекомендациями производителя на протяжении всего испытания.

6.2    Настройки блоков без воздуховодов

Для устройств без воздуховодов регулируемые настройки, такие как жалюзи и скорость вентилятора. должны быть установлены в соответствии с инструкциями по монтажу и эксплуатации. При отсутствии информации от производителя жалюзи и скорость вентилятора должны быть установлены для максимальной скорости воздушного потока.

6.3    Настройка разности внешнего статического давления для блоков с воздуховодами

Объемный расход и перепад давления должны быть связаны со стандартным воздухом и сухим теплообменником. Если скорость воздушного потока указана изготовителем без условий атмосферного давления, температуры и влажности, она считается принятой для стандартных условий воздуха.

Расход воздуха, указанный в инструкции по монтажу и эксплуатации, должен быть приведен к стандартным условиям для воздуха. Настройка расхода воздуха должна быть выполнена только при работающем вентиляторе.

Следует установить номинальный расход воздуха, указанный в инструкциях по установке и эксплуатации. и измерить результирующее внешнее статическое давление ESP.

Если ESP ниже 30 Па, скорость воздушного потока уменьшается для достижения этого минимального значения. Аппарат, используемый для настройки ESP. должен поддерживаться в одном и том же положении в течение всех испытаний.

Если в инструкции по монтажу и эксплуатации указано, что максимально допустимая длина воздуховода для входного и выходного отверстий вместо составляет менее 2 м. то прибор должен быть испытан с длиной воздуховода, a ESP считается равным 0.

6.4 Условия испытаний

6.4.1    Общие условия испытаний

Допустимые отклонения не должны превышать значений, указанных в таблице 3. Испытания следует проводить при условиях испытаний, указанных в таблицах 4 и 5. в зависимости от конкретного случая. Кроме того, максимально допустимое отклонение тепловой энергии для всего профиля нагрузки должно составлять менее 5 %.

6.4.2    Дополнительные условия испытаний

Таблица 3 — Допустимые изменения условий испытания при работе водонагревателя с тепловым насосом

Показания Отклонения средних арифметических значений от заданных условии испытания Изменение индивидуальных показаний от заданных условий испытания Интервал Wa Интервал Оь Интервал S* Интервал На Интервал DP Интервал Sc Температура воздуха - сухая Kon6ad ±0.6 "С ±1.5 'С ±1.0 ’С ±5.0 "С ±2.5 ’С - влажная колба ±0.3 "С ±1.0 -с ±0.6 ’С — - объемный расход ±5% ±10% - статический перепад давления — ±10% Температура окружающей среды бака (если не используется в качестве источника тепла) ±1 ’С ±2 'С Отбор горячей воды - входная температура ±1 -с ±1 *С - объемный расход ±5 % (г 10 л/мин) ±0.5 л/мин (<10 л/мин) ±10 %(гю л/мин) ±1.0 л/мин (<10 л.'мин) Электрические параметры Напряжение ±3% ±3% Частота ±2% ±2% а Интервал Н применяется, когда водонагреватель с тепловым насосом находится в режиме нагрева, за исключением первых 10 мин после окончания цикла размораживания и первых 10 мин после перезапуска теплового насоса водонагревателя. ь Интервал D применяется во время цикла размораживания и в течение первых 10 мин после окончания цкхла размораживания, когда водонагреватель с тепловым насосом работает в режиме нагрева. с Интервал S применяется при остановке компрессора и в течение первых 10 мин после того, как термостат горячей воды снова запустил водонагреватель с тепловым насосом. а Для установок с наружными поверхностями теплообменника более 5 м2 отклонение температуры сухой колбы на входе в воздух удвоено.

Таблица 4 — Условия испытаний, применимые ко всем системам

Измеряемая переменная Установленные значения Напряжение питания Номинальное напряжение Частота питания электросети Номинальная частота