国家标准 GB/T29724一2013 太阳能热水系统能量监测 Enermonitoringforsolar waterheatingsystem 2013-09-18发布 2014-01-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T29724一2013 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国太阳能标准化技术委员会(SAC/TC402)提出并归口本标准负责起草单位:北京创意博能源科技有限公司,深圳市鹏桑普太阳能股份有限公司农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会、标准化研究院、桑夏太阳能股份有限公司、北京清华阳光能源开发有限责任公司、北京天普太阳能工业有限公司、皇明太阳能股份有限公司太阳雨太阳能有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司,江苏省华扬太阳能有限公司北京市太阳能研究所集团有限公司、江苏元升太阳能集团有限公司、江苏辉煌太阳能股份有限公司、合肥美萎太阳能科技有限责任公司、青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司,浙江比华丽电子科技有限公司、河北光源太阳能有限公司、沈阳金百乐太阳能热水器制造有限公司、国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京),国家太阳能热水器产品质量监督检验中心(武汉),国家太阳能热水器质量监督检验中心(昆明本标准主要起草人;唐轩、邱仁政、罗振涛、贾铁鹰、赵峰、霍志臣、黄哲林、程翠英、张立峰、徐友成、马光柏、窦建清、黄永伟、赵文智吴道元、汤毅军、任社明、姜立军、付存谓、李成彬、郭保安、何涛、程欣、湛学先
GB/T29724一2013 太阳能热水系统能量监测范围本标准规定了对太阳能热水系统中的供热量及其他参数进行能量计量和监测方法的要求本标准适用于单个贮水箱有效容积大于0.6m,正常工作时传热工质呈液态的太阳能热水系统不适用于由多台紧凑式太阳能热水器组成的热水系统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是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件传感器通用术语 GB/T76652005 太阳能热利用术语 GB/T129362007 用能单位能源计量器具配备和管理通则 GB17167 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 GB/T19582 总辐射表 GB/T19565 GB/T20095一2006太阳热水系统性能评定规范热量表 C1282007 户用计量仪表数据传输技术条件 CJ/T188 多功能电表通信协议 DL/T645 IsO9488;1999太阳能词汇(Solarenergy-Voeabulary) 术语和定义 GB/T7665一2005,GB/T12936一2007和Iso9488;1999界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了GB/T12936-2007中的某些术语和定义 3.1 太阳能热水系统solarwaterheatingsystem 以太阳能作为热源加热水的系统 3.2 同时进出水系统synchronoussystemwithcoldwaterfeedinamdhowateroutput 冷水进水与用户热水出水同时发生的太阳能热水系统,如承压出水系统,或者通过换热器与贮水箱换热出水的系统非同时进出水系统asynchronoussystemwithcoldwaterfeedinandhotwateroutput 冷水进水与用户热水出水不是同时发生的太阳能热水系统,如敞开系统非承压出水 3 用户管路循环hotwaterreeireulationm 贮水箱和用户用水管路之间形成可循环回路,热水可以在贮水箱和用户用水管路之间循环的系统
GB/T29724一2013 3.5 太阳能集热量 heateontributedbysolareolleetors 由太阳能集热回路提供的热量 3.6 太阳能热水系统供热量heatcontributedbysolarwaterheatingsstem" 太阳能热水系统输出的热量集热回路colleetingloop 将集热器的热量传递到贮水箱的回路包括集热器,泵、管道或换热器符号和单位太阳能热水系统中所有太阳集热器的轮廓采光面积,单位为平方米(m') A 太阳能热水系统第i个采光平面中所有太阳集热器的轮廓采光面积,单位为平方米(m'); 对应于工质平均温度的传热工质比热容,单位为焦耳每千克摄氏度口/(kgC] C" G 太阳集热器采光面所在平面的太阳总辐照度,单位为瓦每平方米(w/mf); 太阳集热器第i个采光面所在平面的太阳总辐照度,单位为瓦每平方米(w/nm'); G 贮水箱的水位高度,单位为米(m)1 开始测试时,贮水箱的初始水位高度,单位为米(m); 贮水箱的最大水位高度,单位为米(m); 贮水箱最大有效水量,单位为吨(t); mnk 进人系统的冷水质量流量,单位为吨每小时(t/h); m 传热工质质量流量,单位为吨每小时(t/h); nn m 用户供水质量流量,单位为吨每小时(t/h); 用户管路循环回水质量流量,单位为吨每小时(t/h). n 测量或计算的热量,单位为吉焦(GJ); 辅助热源供热量,单位为吉焦(GJ]); Qm Q 太阳能集热量,单位为吉焦(GJ); Q 太阳能热水系统耗电量,单位为千瓦时(kw h); Q 太阳集热器轮廓采光面内接收的太阳辐射能,单位为吉焦(GJ]); a 太阳能热水系统供热量,单位为吉焦(GJ); 常规能源替代量(节能量),单位为吨标准煤(tce); Q 用户管路循环热损失量,单位为吉焦(GJ); Qe 用户供水的热量,单位为吉焦(GJ); Q 热量测量高温度点水温,单位为摄氏度(C) 热量测量低温度点水温,单位为摄氏度(C); t 监测期间太阳集热器周围的环境空气平均温度,单位为摄氏度(C); la(n) 进人系统的冷水温度,单位为摄氏度(C) 贮水箱中水的温度,单位为摄氏度(C). 'ua 开始测试时,贮水箱中水的初始温度,单位为摄氏度(C); tion0 用户供水温度,单位为摄氏度(C); /um0 U测试期间太阳集热器周围环境平均风速,单位为米每秒m/s); W 标准煤折算系数,单位为吉焦每吨标准煤(GJ/tce)
GB/T29724一2013 积分采集时间间隔,单位为秒(s) 监测项目 5.1 气象参数下列气象参数可根据实际情况,自行选择测量集热器面接收的太阳辐照能; a b集热器周围环境空气平均温度; 集热器周围平均风速 c 5.2太阳能热水系统耗电量应包括安装在贮水箱上的电辅助加热器.防冻伴热惜、水系.电磁阀.电动阀.控制器等所有用电设备的耗电量,不包括与贮水箱分离的辅助热源(如电锅炉,热系等)的耗电量 5.3贮水箱水位对于非承压敞开式系统,应对每个水箱测量水位 5.4贮水箱水温应测量每个贮水箱内的水温 5.5太阳能集热量应测量集热回路的得热量作为太阳能集热量 5.6与贮水箱分离的辅助热源供热量对带有与贮水箱分离的辅助热源的太阳能热水系统,应测量辅助热源供热量 5.7用户管路循环热损失量对有用户管路循环的太阳能热水系统,应测量用户管路循环热损失量 5.8太阳能热水系统供热量应包括用户管路的热损失和用户最终的得热量 5.9常规能源替代量(节能量常规能源替代量即太阳能热水系统供热量中由太阳能所提供以替代常规能源的那部分能量监测方法 6.1气象参数 6.1.1集热器面接收的太阳辐射能测量采用总辐射表测量,总辐射表安装要求应符合GB/T20095一2006中7.3的规定当太阳集热器不在同一采光平面时,则需要在每个采光面安装总辐射表测量不同采光面的太阳总辐照度当测量的太阳总辐照度G>50w/m”时,将太阳总辐照度乘以所有集热器轮廓采光面积和采样时
GB/T29724一2013 间间隔并进行累计得到集热器面接收到的太阳辐射能公式如下: Q,=习G.A.T×10" G>50w/m=) 1) 当太阳集热器不在同一采光平面时,则需要分别计算每个采光面的太阳辐射能,再相加求和,公式如下: Q,=G.A不×10" (G>50w/nm) 2) 6.1.2集热器周围环境空气平均温度测量温度传感器安装要求应符合GB/T200952006中7.5的规定集热器周围环境空气平均温度 ,取测量期间所有集热器周围环境空气温度采集值的算术平均值 t 6.1.3集热器周围平均风速测量风速传感器安装要求应符合GB/T20095一2006中7.4的规定平均风速uwm,取测量期间所有风速采集值的算术平均值 6.2太阳能热水系统耗电量测量宜采用远传电能表测量监测期间的耗电量,并记为Q 贮水箱水位测量 6. 3 采用水位传感器测量水位的高度贮水箱水温测量贮水箱水温测量点应不低于贮水箱与集热器管路接口最低处,同时也不低于贮水箱与辅助热源循环管路接口最低处和电辅助加热器并确保正常情况下温度测量点置于水中对有多个均匀分布的温度测量点,则取这些温度测量值的算术平均值 6.5太阳能集热量测量 6.5.1集热回路与水箱之间的传热工质是水的太阳能热水系统可采用热量表进行测量,热量表的温度和流量传感器应安装在集热器阵列的主管道上也可采用分别测量水温ti、/，和流量的方法,采用热量计算公式(3)计算得出,并将计算得出的热量Q记为Q. Sn(c(ti一)r Q x10" 3) 3.6 当集热器进水或出水主管道与贮水箱或辅助热源直接连接时,温度传感器应按照C128一2007附录c的安装方法安装在距测量管道与贮水箱或与辅助热源连接处沿管道长度2.5m以内1安装在集热器出水管道上,l 安装在集热器进水管道上 6.5.2集热回路与水箱之间的传热工质是水以外的工质或与水的混合物的太阳能热水系统不应使用热量表进行热量测量,而应采用相应的比热容,分别测量集热器进出口的温度和对应工质的质量流量,用公式(3)进行计算得到,并将计算得出的热量Q记为Q. 6.5.3集热器有排空防冻功能的太阳能热水系统热量计或流量计的流量测量点应安装在热水出水主管道上
GB/T29724一2013 6.6与贮水箱分离的辅助热源供热量测量 6.6.1辅助热源与水箱之间为水循环的太阳能热水系统可采用热量表进行测量,也可采用分别测量水温i、/，和流量的方法,采用公式(3)计算得出,并将计算得出的热量Q记为Q 热量测量的温度和流量传感器应安装在辅助热源的进出主管道上,辅助热源进口或出口主管道与贮水箱直接连接时,温度传感器应安装在距测量管道与贮水箱连接处沿管道长度2.5m以内;当辅助热源进水或出水主管道与集热器直接连接时,温度传感器应安装在距测量管道与辅助热源连接处沿管道长度2.5m以内，l安装在辅助热源出水管道上,/安装在辅助热源进水管道上,应按照CI1282007附录C的安装方法安装 6.6.2采用工业蒸汽直接进入水箱作为辅助热源的太阳能热水系统应采用蒸汽热量计量表测量,也可以分别测量蒸汽流量,温度和压力的方法获取蒸汽的热量作为辅助热源供热量 6.7用户管路循环热损失量测量可采用热量表进行测量,也可采用分别测量水温i，和流量的方法,采用公式(3)计算得出,并将计算得出的热量Q记为Qe 热量测量的安装在贮水箱热水出口主管路上，l 和流量传感器应安装在管路循环回水主管路上,温度传感器应按照CJ128一2007附录C的安装方法安装在距测量管道与贮水箱连接处沿管道长度2.5m以内 6.8太阳能热水系统供热量测量 6.8.1同时进出水系统先测量用户供水的热量Q,用户供水的热量可采用热量表进行测量,也可采用分别测量水温i、，和流量的方法,采用公式(3)计算得出,并将计算得出的热量Q记为Q 热量测量的温度和流量传感器应安装在冷水进水和用户用水主管道上温度测量点位置应按照C128一2007附录C的安装方法安装在距测量管道与贮水箱,辅助热源或换热器连接处沿管道长度2.5m以内，安装在用户用水管道上,l 和流量传感器安装在冷水进水管道上太阳能热水系统供热量用公式(4)计算 Q=Q+Q ..( 6.8.2非同时进出水系统应分别测量冷水进水的温度和流量,用户供热水的温度和流量、贮水箱温度和水位,按公式(5)计算太阳能热水系统供热量其中进出水温度和流量传感器应安装在进出水主管道上温度传感器位置应按照C128一2007附录C的安装方法安装在距测量管道与贮水箱或与辅助热源连接处沿管道长度 2.5m以内 Yn道公m.cl.r 一me)clT hnlk henN Q Hcdwa×10看+Q5 Hewak一mluat 十mlunk hm 3600 hm 常规能源替代量(节能量)计算 6.9 按公式6)计算常规能源替代量标准煤折算系数w取值为29.307GJ/tce Q,一3.6×10×Q,/w 6 Q=(Q
GB/T29724一2013 监测系统监测系统组成为了实现监测,需要一个监测系统,该监测系统由测量仪器和自动数据采集器组成当需要远程监测时,还应包换数据传输系统和远程监测中心 7.2测量仪器测量仪器应达到以下要求: 太阳总辐射表应符合GB/T19565的要求; 热量表的准确度等级应达到c1282007规定的二级,应选用高温型热量表; -管道内循环工质的温度测量仪器的准确度为士0.2 管道内循环工质流量测量仪器的准确度应在士2%以内,流量传感器的选用应与其所安装的管道管径和流量相匹配,并能耐受工质的温度; -环境温度测量仪器的准确度为士0.5?C; 心水箱水温测量仪器的准确度为士0.2"C; 风速测量仪器的准确度为士0.5m/s; -电能表应不低于2.0级,应采用不低于0.5级的互感器; 水位测量仪器的准确度为士2% 燕汽计量表或燕汽流量,温度和压力表的准确度等级应符合GB17167的要求 -测量仪器的最小分度不应超出各被测参数规定准确度的两倍使用的数字处理技术或电子积分仪的准确度应等于或优于测量值的士1.0% 模拟和数字记录仪的准确度应等于或优于总量程的士0.5%,时间常数应等于或小于1s 峰值信号指示应在满量程的50%100%之间; 对太阳辐照度和用于积分计算热量的温度,流量的采样周期应小于或等于5s; -时间间隔测量的准确度应为士0.2%; 在规定的监测时段内,所有参数应连续测量数据采集器数据采集器应具备以下功能要求: -具有数据采集、数据存储、显示,操作,时钟,与上位机通信和上电自动运行功能; -存储容量应保证在最小记录时间间隔时能够存储3个月以上的数据、状态和报警信息; -数据采集和记录的时间间隔可以在1min到10min之间任意确定存储器应掉电不丢失具备与下位机通信功能,应支持Modbus通信协议和CJ/T188,DL/T645通信规约,可与远传电能表、热量表和控制器等设备通信采集器时钟、采集时间间隔、数据存储时间间隔和上传数据时间间隔应可以设置数据传输系统当需要远程监测时,则需要数据传输系统,根据数据传输的方式不同,采用不同的数据传输设备,数据传输系统包括与现场采集器的通信接口,信号调制设备、发送设备、传输线路(无线或有线)接收设备,解调设备和与远程监测计算机的通信接口数据传输系统的通信协议应支持GB/T19582
GB/T29724一2013 7.5远程监测中心当需要远程监测时,则需要远程监测中心负责接收现场采集器传来的数据,对太阳能热水系统进行远程监测远程监测中心布置在远端的主控室或计算机室，一般包括监测主机或服务器、操作员站、公用接口设备、打印输出设备,UPS电源设备和系统软件等,其中主要设备如下 -监测主机:具有系统主处理器及服务器的功能,负责数据收集、处理、存储,发送和输出; -操作员站:监测系统的主要人机界面,用于数据、图形、报表、事件记录及报警状态的显示和查询,设备状态和参数的显示和查询; 系统软件远程监测中心应具有以下主要功能远程数据采集功能,定时自动和随时手动采集备子站的监测数据.设备工作状态等参数 a b 数据处理,分析,显示功能,对数据进行比较判定是青合格数据存储功能,应能自动生成并储存为通用数据文件,按不同项目存储在数据库中以便随时询和调用生成监测报告,可按月进行统计生成监测报告并存储 d 自动报警功能,可根据数据处理结果自动判定是否存在故障,并进行报警显示太阳能热水系统监测报告监测数据宜按月进行统计计算,并生成太阳能热水系统监测报告,监测报告格式见附录A
GB/T29724一2013 附录A 资料性附录太阳能热水系统监测报告示例 ××××××项目监测报告报告编号监测时间: 起始日期截止日期项目名称项目地点项目状况真空管型集热器类型口平板型口水在玻璃中口水在金属中集热器倾角(不同倾角分开填写集热器参数集热器轮廓面积不同倾角分开填写集热器循环工质主要成分水箱数量水箱有效容积(多个水箱水箱参数分开填写水箱有效水位最大高度防冻功能口循环防冻口排空防冻口伴热带防冻口防冻液出水形式进水与用户出水同时性口同时口非同时是否有用户管路循环功能监测数据监测站名称数据记录间隔参数 Q. Q. Q Q Q Q. ln vle 单位 G G. G kwh G GJ tce m/s 2月第一季度 3月 4月第二季度 5月 6月
GB/T29724一2013 表续) 监测数据监测站名称: 数据记录间隔: 参数 Q Q t" U(aw G G G kwh H G 单位 tce m/s 7月第三季度 8月 9月 10月第四季度 l1月 12月总计/平均全年测试人填表人报告单位报告日期

太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013

一、引言

太阳能热水系统是一种利用太阳能的热量为其提供热水的系统，它具有环保、节能等优点，并且在现代社会中得到越来越广泛的使用。然而，在实际应用过程中，太阳能热水系统的能量利用率并不高，这主要是由于一些不可控因素造成的。因此，对太阳能热水系统进行能量监测就显得尤为重要。

二、太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013标准概述

太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013标准规定了太阳能热水系统的能量监测方法和测试要求。该标准主要包含以下内容：

太阳能热水系统能量监测的基本概念和术语
太阳能热水系统能量监测的测试原理和方法
太阳能热水系统能量监测的测试设备和仪器
太阳能热水系统能量监测的测试过程和数据处理

三、太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013标准对太阳能热水系统的帮助

太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013标准可以帮助人们更好地了解太阳能热水系统的运行情况，提高太阳能热水系统的能量利用率。具体来说，它可以帮助人们完成以下工作：

评估太阳能热水系统的能量利用效率
检测太阳能热水系统是否存在漏水、堵塞等问题
判断太阳能热水系统是否需要进行清洗或维修
提高太阳能热水系统的运行效率和寿命

四、结论

太阳能热水系统能量监测GB/T29724-2013标准为太阳能热水系统的高效运行提供了重要的支持。只有在对太阳能热水系统进行全面的能量监测，并根据测试结果进行优化，才能充分发挥太阳能热水系统的节能环保作用。