【国家标准(GB)】 蓄冷空调系统的测试和评价方法

本标准是首次制定。
本标准附录A、附录B、附录C、附录 D是规范性附录,附录E是资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国冷冻设备标准化技术委员会归口。GB/T19412—2003
本标准负责起草单位：南京五洲制冷集团中天空调有限公司、杭州华电华源环境工程有限公司、国家电力公司电力需求侧管理指导中心、北京供电公司。本标准主要起草人：周平中、叶水泉、洪绍斌、王书保、张善武、陈永林、纪洪、宋宏坤、梁明坤。本标准由全国冷冻设备标准化技术委员会负责解释。1范围
蓄冷空调系统的测试和评价方法GB/T19412—2003
本标准规定了制冷蓄冷系统技术性能测试、经济评价方法和蓄冷空调系统经济评价方法。本标准适用于由制冷蓄冷系统和供冷系统所组成的蓄冷空调系统。其中制冷蓄冷系统以某种传热流体制冷、蓄冷和释冷：而供冷系统可以是任何形式和任何供回水条件。本标准既作为已建蓄冷空调系统测试和评价方法，同时能用于设计院所、建设单位、电力部门进行蓄冷空调系统方案论证评估的方法。本标准不适用于：a）名义蓄冷量为35kW·h或更小的制冷蓄冷系统；b）使用制冷剂作为释冷流体的制冷蓄冷系统：c）只应用于加热的蓄热设备。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T10870-2001容积式和离心式冷水（热泵）机组性能试验方法GB/T18430.1一2001蒸气压缩循环冷水（热泵）机组工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组GB50050—1995工业循环冷却水处理设计规范GB50155—1992采暖通风与空气调节术语标准JB/T72491994制冷设备术语
ARI550/590—1998采用蒸汽压缩循环的冷水机组3术语和定义
GB50155和JB/T7249中所确立的及下列术语和定义适用于本标准。3.1
蓄冷空调系统 air conditioning system with thermal storage蓄冷空调系统由制冷蓄冷系统与供冷系统所组成。3.2
制冷蕾冷系统refrigeration & thermal storage system制冷蓄冷系统由制冷设备、蓄冷装置、辅助设备、控制调节设备四部分，通过管道和导线（包括控制导线和动力电缆等)连接组成。通常以水或乙二醇水溶液为载冷剂，除了能用于常规制冷外，还能在蓄冷工况下运行，从蓄冷介质中移出热量（显热和潜热）。待需要供冷时，可由制冷设备制冷供冷、或蓄冷装置单独释冷供冷，或二者联合供冷。3.3
供冷系统thermal supply system以空气调节为目的，对空气进行处理、输送、分配，并控制其参数的所有设备、管道及附件、仪器仪表的总和。包括空调系统末端设备、输送载冷剂的泵与管道、输送空气的风机和风管以及附件、仪器仪表等。
无蕾冷空调系统 air conditioning system without thermal storage由无蓄冷功能的制冷系统和供冷系统所组成的系统。1
GB/T 19412—2003
蓄冷装置thermal storage equipment能够以显热和(或)潜热贮蓄冷量的装置。3.6
蓄冷期 thermal storage period将热量从蓄冷装置中移出的一段时间。3.7
释冷期 thermal discharge period将热量加人蓄冷装置的一段时间。3.8
释冷率ice melting rate
完成一个设计的释冷循环后，蕃冷装置内释冷量占总蓄冷量的百分比。3.9
释冷特性 thermal discharge characteristic在制冷蓄冷系统名义工况下，单位时间释冷量（kW)随时间变化的规律。3.10
设计循环周期designed cyclical period制冷蓄冷系统完成一个蓄冷和释冷循环过程的一段时间。3.11
名义菁冷量（Qic）nominal thermal storagequantity制冷蓄冷系统在名义工况下，系统达到完全蓄冷状态后，释冷循环试验中实测得到的释冷量，称为名义蓄冷量；单位为千瓦小时（kW·h）。3.12
制冷蕾冷系统名义总冷量（≥Q）overall nominal thermal capacity在名义工况下的一个设计循环周期内，制冷蓄冷系统向空调系统提供的总冷量；单位为干瓦小时(kW.h)。
输入总功率overall input power3.13.1
制冷蓄冷系统输入总功率（ZN.）制冷蓄冷系统在名义工况下输人总功率包括：压缩机电动机、油泵电动机、乙二醇泵电动机、水冷式的冷却水泵电动机和冷却塔风机电动机、风冷式的冷却风机电动机以及操作控制电路等输人功率；单位为千瓦（kW)。
计算蓄冷性能系数时用制冷蓄冷系统输入总功率（≥N,）计算蓄冷性能系数时用制冷蓄冷系统在名义工况下输人总功率（ZN\)为ZN：减去冷却水泵电动机、冷却塔风机电动机输人总功率和制冷蓄冷系统在释冷期间制冷设备各运行部件输入总功率；单位为千瓦(kW)。
蓄冷空调系统输入总功率（ZNT:）蓄冷空调系统在名义工况下输入总功率包括：制冷蓄冷系统输入总功率≥N，和供冷系统输入总功2
率Nsui，单位为千瓦（kW）。
输入总电量overall input electricity3.14.1
制冷蓄冷系统输入总电量（ZA）GB/T19412—2003
制冷蓄冷系统在名义工况下的一个设计循环周期（h）内输人系统的总电量；单位为千瓦小时(kW·h)。
计算蕾冷性能系数时用制冷蓄冷系统输入总电量乙A计算蓄冷性能系数时用制冷蓄冷系统输人总电量（≥A'）等于计算蓄冷性能系数时用制冷蓄冷系统各运行设备输人功率乘上相应的运行时间之和。3.14.3
蓄冷空调系统输入总电量（ZAm）蓄冷空调系统在名义工况下的一个设计循环周期内输人系统的总电量；单位为千瓦小时（kW，h）。3.15
蓄冷性能系数（COPke）thermal storage performance coefficient制冷蓄冷系统在名义工况下的一个设计循环周期内，以同一单位表示名义蓄冷量与计算蓄冷性能系数时用制冷蓄冷系统输人总电量之比。3.16
净可利用蕾冷量（Qp）net available thermal storage quantity制冷蓄冷系统在名义工况下的一个设计循环周期内供用户送水温度在等于或小于可利用供冷温度时实际提供的最大释冷量；Qn≤Qic。3.17
串联流程serial connection
制冷蓄冷系统向供冷系统供给冷量时，制冷设备和蓄冷装置为串联关系。3.18
并联流程parallel connection
制冷蓄冷系统向供冷系统供给冷量时，制冷设备和蓄冷装置为并联关系。3.19
峰荷时段输入总电量overall input electricity during peak load period3.19.1
制冷替冷系统峰荷时段输入总电量（ZAr）在电网峰荷时段向制冷蓄冷系统各运行设备输人电量之和；单位为千瓦小时(kW·h)。3.19.2
蓄冷空调系统峰荷时段输入总电量（ZArr）在电网峰荷时段向蓄冷空调系统各运行设备输入电量之和；单位为千瓦小时（kW·h）。3.20
平荷时段输入总电量overall input electricity during normal load period3.20.1
制冷蓄冷系统平荷时段输入总电量（ZAp）在电网平荷时段向制冷蓄冷系统各运行设备输人电量之和；单位为千瓦小时（kW·h)。3.20.2
替冷空调系统平荷时段输入总电量（ZATip）3
GB/T19412—2003
在电网平荷时段向蓄冷空调系统各运行设备输人电量之和；单位为千瓦小时（kW·h）。3.21
谷荷时段输入总电量overall input electricity duringvalley load period3.21.1
制冷蓄冷系统谷荷时段输入总电量（ZA）在电网谷荷时段向制冷蓄冷系统各运行设备输入电量之和；单位为千瓦小时（kW·h）。3.21.2
蓄冷空调系统谷荷时段输入总电量（ZAT）在电网谷荷时段向蓄冷空调系统各运行设备输人电量之和；单位为千瓦小时(kW·h）。3.22
年转移峰电量（Ayr）yearly electricity transferred during peak load period整个供冷季节电网峰荷时段，无蓄冷功能的制冷系统输人总电量（Aywt）与制冷蓄冷系统输人总电量（Ayr）之差；单位为千瓦小时（kW·h）。3.23
年转移峰电量率（Xy） yearly mean electricity transferred rate from peak load period整个供冷季节电网峰荷时段，无蓄冷功能的制冷系统输人总电量和制冷蓄冷系统输人总电量之差（△AYr）与无蓄冷功能的制冷系统输人总电量之比，称为年转移峰电量率。3.24
电力移峰量(△N,)electrical capacity transferred from peak load period无蓄冷功能的制冷系统装机容量与制冷蓄冷系统装机容量之差，称为电力移峰量；单位为于瓦(kW)。
电力移峰率(Xa) electrical capacity transferred rate from peak load period无蓄冷功能的制冷系统装机容量和制冷蕾冷系统装机容量之差与无蕾冷功能的制冷系统装机容量之比，称为电力移峰率（X）。
年输入总电量yearlytotal input electricity3.26.1
制冷蓄冷系统年输入总电量（AY）在整个供冷季节，制冷蓄冷系统各运行设备输人电量之和。3.26.2
蓄冷空调系统年输入总电量（A）在整个供冷季节，蓄冷空调系统各运行设备输人电量之和。3.27
年谷电利用率（Yya）yearly electricity utilizationrate of valleyperiod年谷电利用率（Yya），为在一个设计循环周期内，不同冷负荷下的谷电利用率（Y）年的加权平均值。其中Y。为不同冷负荷下在一个设计循环周期内的谷电时段输人电量之和与峰、平、谷时段输人总电量之比。
静态差额投资回收期（Tr）static balance period of reclaim investment在同-一制冷环境、相同逐时冷负荷、相同供冷系统和相同供回水条件下，蓄冷空调系统总投资和无蓄冷功能的空调系统总投资差额与无蓄冷功能的空调系统和蓄冷空调系统年运行电费差之比，称为静态差额投资回收期；单位为年。4
4测试、评价内容
4.1基本规定
GB/T 19412—2003
制冷蓄冷系统可以是全部由工厂组装，或用工厂供应的部件在现场组装，或遵循预先确定的设计图样在现场安装。
冷水机组的名义制冷量Q、输人总功率N。和制冷性能系数由制冷设备制造厂提供，应符合GB/T18430.1的要求。
测试分为实验室和现场两种测试形式。4.1.1实验室测试
确定制冷蓄冷系统技术性能指标(名义蓄冷量和蓄冷性能系数）。4.1.2现场测试
a）确定制冷蓄冷系统技术性能指标（名义蓄冷量和蓄冷性能系数）；确定制冷蓄冷系统的经济评价指标［年转移峰电量（△Ayr）、年转移峰电量率（Xyd）、电力移峰量（△N.）、电力移峰率（X.）、年谷电利用率（Yyl）。
b）确定蓄冷空调系统的经济评价指标［年输人总电量（Ayr）和静态差额投资回收期（Tr）]。4.2制冷替冷系统技术性能测试内容4.2.1名义蕾冷量（Qic）
制冷蓄冷系统名义蓄冷量（Qic），在设计循环周期内按表1名义工况，实验室测试按附录A，现场测试按附录B方法进行测试。
表1名义工况时的温度及允许偏差条件载冷剂
进口温度
出口温度
进口温度
水冷式
放热侧
风冷式
出口温度
干球温度
注：表中T为载冷剂回水温度，Ti为载冷剂供水温度；常规温度为T=7℃,T,=12℃当T<7℃，T2-T>5℃时称为大温差设计。
4.2.2制冷蓄冷系统输入总电量
制冷蓄冷系统输人总电量为释冷循环试验和蓄冷循环试验期间所消耗的输人总电量之和。按照附录A或附录B进行测试，按式（1）、（2)计算。A
式中：
·（2)
N,为释冷和蓄冷循环试验期间，制冷蓄冷系统各运行设备输人功率，单位为千瓦（kW)。N'-为释冷和蓄冷循环试验期间，各有关运行设备输人功率；单位为千瓦（kW）。设备运行时间，单位为小时(h）。4.2.3蓄冷性能系数COPice
制冷蓄冷系统按表1名义工况运行，所实测得到的名义蓄冷量（Qic）和相同单位的输人总电量ZA,之比。
GB/T 19412—2003
COPic= Qic/ ZA'
在现场测试计算COPice时要注意，名义蓄冷量（Qic）应为名义总冷量（>Q)减去制冷设备在释冷循环试验期间所提供的冷量（即Q'。Xt），Q'。为释冷期间制冷设备所供冷量Q\≤Q，，为释冷循环试验期间制冷设备运行的时间。
在现场环境条件下，环境温度和冷却水供回水温度与表1规定有偏差时，按附录C中（.1修正。对大温差设计条件，供水温度低于表1常规温度，若要进行比较时，按附录C中C.2修正。4.3制冷蓄冷系统经济评价
制冷蓄冷系统经济评价指标有：年转移峰电量（△Axr）、年转移峰电量率（Xya）、电力移峰量（△N）、电力移峰率（X.)和年谷电利用率(Yyd）。4.3.1年转移峰电量（△Ayr）
年转移峰电量（△Ayt）按式（4)计算AAxf = Awt —Axf
式中：
Awf、Ar
·（4)
分别为无蓄冷功能的制冷系统和制冷蓄冷系统在电网峰荷时段年输人总电量，单位为T瓦小时(kW·h)。
Awt、Ayr按附录D进行计算。
4.3.2年转移峰电量率（Xya）
年转移峰电量率(Xya)按式(5)计算Xyd = Ayt/Awr
4.3.3电力移峰量（AN,）
电力移峰量(△N.)按式(6)计算
AN, = Nwf - N,
(N/Nv:)x
·（5）
（６）
Nwf、N,-分别为无蓄冷功能的制冷系统与制冷蓄冷系统的机房装机容量。单位为千瓦(kW）。 Nm.按附录 D 进行计算。
4.3.4电力移峰率（X.）
电力移峰率(X.)按式(7)计算
XI △N/Nwf
4.3.5年谷电利用率（Ya）
年谷电利用率(Yya)按式(8)计算Yyd =0.01×Ya +0.42×Ya2+0.45×Ya +0.12×Yaa式中：
Yal、Yd2、Ya、Ya——-分别为设计负荷、0.75设计负荷、0.50设计负荷、0.25设计负荷工况下的谷电利用率;分别按Ya=ZAu/（ZAa+ZAs+ZAn)计算。4.4蓄冷空调系统经济评价
蓄冷空调系统经济评价指标有：系统年输人总电量（Ayr）和静态差额投资回收期（Tr）。4.4.1蓄冷空调系统年输入总电量（Ar）蓄冷空调系统年输人总电量（AYr）按式（9）进行计算6
式中：
AyT = Ay +Asu
AyT—为制冷蓄冷系统年输人总电量，按附录D进行估算。A.u——为供冷系统年输人总电量，按附录D进行估算。4.4.2静态差额投资回收期（T）静态差额投资回收期（T^）按式（10)进行计算TT = (CTy — Crw)/(△Vyr)
式中：
CrY—-为蓄冷空调系统总投资，是各组成设备和供配电工程费之和，即乙CTYGB/T19412—2003
（10)
为无蓄冷功能的空调系统总投资，是各组成设备和供配电工程费之和，即2CTW:；供冷系Crw
统与蓄冷空调系统相同的供冷系统，相对应的无蓄冷功能的空调系统组件价格为蓄冷空调系统组件价格乘以放大系数K求得；不相对应的无蓄冷功能的空调系统组件价格，按市场价来估算；估算方法按附录D进行。△VYT为无蓄冷功能的空调年运行电费（VTW）和蓄冷空调系统年运行电费（VTY）之差，按附录D进行计算。
5试验
5.1实验室测试按附录A、现场测试按附录B方法执行。5.2一般规定
5.2.1系统应在运行正常之后，才可进行测试。5.2.2系统使用的水质应符合GB50050规定。乙二醇溶液也应符合有关标准规定。5.2.3试验时，时间间隔不大于30 min记录一次。5.2.4计算数据取两次以上测试数据的算术平均值。5.3试验参数
5.3.1蓄冷、释冷工况条件
a）实验室条件
名义工况时的温度及允许偏差按表1的规定。b）现场测试
蓄冷空调现场测试应选择当地全年最热月份进行试验，放热侧条件宜按表1的规定。5.4测量仪表和精度的规定
a）实验室测试应符合GB/T10870—2001中4.5的规定。b）现场测试应符合附录B中B.6.3的规定。5.5试验数据整理
计算用制冷剂、载冷剂和冷却介质的热物理性能数值，应采用参考文献所列文献的数值。6试验报告
6.1格式和内容见附录E。
6.2试验结果
6.2.1冷水机组的名义制冷量Q，输人总功率N。和名义工况时制冷性能系数COP由制冷设备制造厂提供，应符合GB/T18430.1和其他有关标准。6.2.2制冷蓄冷系统名义蓄冷量Qic、输人总电量≥A：和蓄冷性能系数COPice。7
GB/T 19412—2003
6.2.3净可利用蓄冷容量QD。
6.2.4蓄冷循环及释冷循环中使用的传热流体。6.2.5起始蓄冷循环的持续时间。6.2.6蓄冷循环的持续时间。
6.2.7释冷量随时间变化曲线。
以释冷量与名义蓄冷量之比（Qs/Qic）为纵坐标，时间t为横坐标，用实测得的数据画出相对释冷量随时间变化曲线，当进出口温差<0.5℃时就视为释冷已结束。见图1。释冷特性曲线
Qs/Qic
取冷温度工
释冷特性也可以其他形式表示
6.2.8年转移峰电量（AAyr）
二次以上测得数据的算术平均值，按公式（4)计算。6.2.9年转移峰电量率（Xya）
二次以上测得数据的算术平均值，按公式(5)计算。6.2.10电力移峰量（△N)
由装机容量数据，按公式（6)计算。6.2.11电力移峰率（X.）
由装机容量数据，按公式(7)计算。6.2.12年谷电利用率（Yya）
二次以上测得数据的算术平均值，按公式(8)计算。6.2.13年输人总电量（AxT）bZxz.net
二次以上测得数据的算术平均值，按公式(9)计算。6.2.14静态差额投资回收期（T.）静态差额投资回收期（T~）按公式（10)计算。8
时间t/ h
A.1目的
附录A
（规范性附录）
制冷蓄冷系统实验室试验方法
GB/T19412--2003
本附录旨在规定制冷蓄冷系统运行于本标准5.1及表1名义工况时名义蓄冷量（Qic）和制冷蓄冷系统蓄冷性能系数（COPie）)的试验方法。A.2范围
本试验方法适用于各种蓄冷方式和各种运行策略的制冷蓄冷系统。A.3试验方法
完整的试验程序包括至少一个初始循环周期和二个测试循环周期。每个循环周期由一个蓄冷循环试验和一个释冷循环试验组成。A.3.1初始循环周期
A.3.1.1初始蓄冷循环试验
制冷蓄冷系统按常规温度（即供水7℃，回水12℃）按5.1及表1工况运行，大温差按规定额定工况条件运行；达到设计规定时间或安全保护执行器动作，初始蓄冷循环试验应结束；测量消耗的总电量（ZAix），并记录时间。
A.3.1.2初始释冷循环试验
试验开始时，制冷蓄冷系统应已达到完全蓄冷条件，用加热方法确保制冷蓄冷系统的蓄冷装置（或换热器供冷系统一侧）的进口水温维持在预先设定的值（通常为7℃～18℃）。直至Qic已全部移出（此时蓄冷装置进出口水温相等，偏差<0.5℃)；记录消耗总电量（ZA'is），并记录时间。A.3.2测试循环周期
测试循环周期应在完成初始循环试验后进行。A.3.2.1蕃冷循环试验
制冷蓄冷系统按常规温度（即供水7℃，回水12℃）遵照5.1及表1工况运行，大温差按规定额定工况条件下运行：主机满载稳定运行达设计规定时间或安全保护执行器动作，蓄冷循环试验必须结束；在此期间按规定测量主机满载稳定运行时系统消耗的总电量（>A\ix）并记录时间和记录试验期间传热流体最低温度（通常是试验结束时的温度）。A.3.2.2释冷循环试验
试验开始时，制冷蓄冷系统应达到完全蓄冷条件，用加热方法确保制冷蓄冷系统的蓄冷装置（或换热器供冷系统一侧）的进口水温维持在预先设定的值（通常为7～18℃）。确定总释放冷量（即名义蓄冷量，Qic）及所需的时间。当Qic已全部移出（此时蓄冷装置或换热器供冷系统一侧进出口水温相差<0.5℃，同时记录整个释冷循环试验期间系统消耗总电量（2A'is）。在试验中还需确定净可利用蓄冷量Qp，此时蓄冷装置或换热器供冷系统一侧出口水温达最高可利用的温度（通常为2～12℃）。A.4试验装置
A.4.1直接蒸发、载冷剂直接到用户，按图A.1。A.4.2载冷剂需二次换热，按图A.2。9
GB/T 19412-2003
1-流量调节阀；
流量计，
3—温度计；
4-----压力表;
一蕃冰罐
流量调节阀；
2—--流量计；
一温度计；
压力表；
5----板式换热器
A.5试验要求
应确保进蓄冷装置的水温为一预先设计值（通常为7℃～18℃）。A.6测点位置
流量测量点位于蓄冷装置（或板式换热器）进口直管段处离蓄冷装置（或板式换热器）至少有4倍管径处，出口直管段离蓄冷装置出口至少有3倍管径处。10
A.7测试时间间隔
GB/T19412—2003
测试数据记录时间间隔不大于30min并均等，且第一次记录为△z/2，最后一次记录进出水温<0.5℃时的实际间隔。
A.8数据整理
A.8.1名义蓄冷量(Qic）和净可利用蓄冷量（Qp）名义蓄冷量和净可利用蓄冷量分别按公式（A.1)和（A.2)计算。Qic=
GwCpw(Twl - Tw2)Ar
GwCpw(Twl
式中：
释放蓄冷量Qic所需次数，单位为次；Tw2)△t
名义工况下载冷剂的质量流量，单位为千克每小时（kg/h）；m-
释放净可利用蕾冷量Qp所需次数，单位为次；Cw-—载冷剂的比热，单位为焦耳每干克开尔文［J/(kg·k);Twl、Tw2—-蕃冷装置进出水温度，单位为摄氏度（℃)；At-
测试数据记录时间间隔，单位为小时（h）。A.8.2COPice
蓄冷性能系数COPi按公式(3)进行计算。A.8.3释冷特性曲线
按A3.2.2释冷循环试验所测得数据，绘制释冷量随时间变化规律。(A.1)
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