Tiêu chuẩn TCVN 13854-1:2023 Bơm nhiệt đun nước - Thử và xác định thông số tính năng

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13854-1:2023
ISO 19967-1:2019

BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC - THỬ VÀ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TÍNH NĂNG - PHẦN 1: BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC ĐỂ CẤP NƯỚC NÓNG

Heat pump water heaters - Testing and rating for performance - Part 1: Heat pump water heater for hot water supply

Mục lục

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

5 Yêu cầu lắp đặt

6 Cài đặt và thử điều kiện thử

7 Thử tính năng và xác định năng lượng tiêu thụ

8 Kết quả thử và báo cáo thử

9 Ghi nhãn

Phụ lục A (Quy định) Biên dạng tải

Phụ lục B (Tham khảo) Xác định hệ số điều khiển thông minh SCF

Phụ lục C (Tham khảo) Dải nhiệt độ vận hành

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 13854-1:2023 hoàn toàn tương đương với ISO 19967-1:2019.

TCVN 13854-1:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 86 Máy lạnh và điều hòa không khí biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13854 (ISO 19967) Bơm nhiệt đun nước - Thử và xác định thông số tính năng gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 13854-1:2023 (ISO 19967-1:2019), Phần 1: Bơm nhiệt đun nước để cấp nước nóng;

- TCVN 13854-2:2023 (ISO 19967-2:2019), Phần 2: Bơm nhiệt đun nước để sưởi.

BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC - THỬ VÀ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TÍNH NĂNG - PHẦN 1: BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC ĐỂ CẤP NƯỚC NÓNG

Heat pump water heaters - Testing and rating for performance - Part 1: Heat pump water heater for hot water supply

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định điều kiện và quy trình thử để xác định các đặc tính về tính năng của bơm nhiệt đun nước nguồn gió để cấp nước nóng có máy nén chạy điện, có hoặc không có thanh điện trở bổ sung, kết nối với hoặc bao gồm chỉ một bình chứa nước nóng. Các bình chứa nước nóng, được kết nối nối tiếp hay song song và vận hành thủy lực như một bình chứa đơn, được coi là một bình chứa nước nóng. Trong trường hợp bơm nhiệt đun nước gồm nhiều thành phần nối môi chất lạnh và ống nước, tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho các bơm nhiệt đun nước được thiết kế và cung cấp dưới dạng một tổ hợp hoàn chỉnh.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này không áp dụng cho quy trình thử nghiệm đối với bơm nhiệt đun nước vận hành đồng thời để cấp nước nóng và sưởi phòng. “Vận hành đồng thời” nghĩa lả cấp nước nóng và sưởi phòng xảy ra đồng thời hoặc có thể là xen kẽ.

2  Tài liệu viện dẫn

Không có tài liệu viện dẫn trong tiêu chuẩn này.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Bơm nhiệt đun nước để cấp nước nóng (heat pump water heaters for hot water supply)

Bơm nhiệt đun nước nguồn gió có máy nén chạy điện, có hoặc không có thanh điện trở bổ sung và được kết nối với hoặc bao gồm một bình chứa nước nóng để cấp nước nóng sinh hoạt.

3.2

Cấp nước nóng (hot water supply)

Nước đã được đun nóng dùng cho sinh hoạt hoặc các mục đích tương tự.

3.3

Thể tích chứa (storage volume)

V_m

Thể tích nước nóng đã được đo đạc, có thể chứa được trong bình chứa.

3.4

Không khí không gian không được sưởi (non heated space air)

Nguồn nhiệt để bơm nhiệt hấp thu nhiệt bằng thiết bị trao đổi nhiệt không khí tiếp xúc trực tiếp với không khí phía trong không gian của một tòa nhà mà nó không được sưởi.

3.5

Hiệu suất (hệ số hiệu quả) cấp nước nóng (coefficient of performance for hot water supply)

COP_HW

Hiệu suất được xác định bằng cách sử dụng các biên dạng tải tham chiếu và bao gồm cả các tổn thất nhiệt của bình chứa.

3.6

Nhiệt độ nước nóng tham chiếu (reference hot water temperature)

θ’_HW

Nhiệt độ được xác định là giá trị nhiệt độ trung bình của các trung bình cộng nhiệt độ trong một lần xả nước nóng, kết thúc xả khi nhiệt độ nước nóng dưới 40 °C.

3.7

Thể tích nước hòa trộn ở 40 °C (volume of mixed water at 40 °C)

V₄₀

Thể tích nước tại nhiệt độ 40 °C, có cùng nhiệt hàm (enthalpy) khi nước nóng được đưa lên 40 °C ở cửa xả của bơm nhiệt đun nước.

3.8

Bơm nhiệt giờ thấp điểm (off-peak product)

Bơm nhiệt đun nước được kích hoạt trong chu kỳ tối đa là 8 giờ liên tục từ 22:00 đến 07:00 của mẫu khai thác 24 h.

3.9

Biên dạng tải (profile tải/biểu đồ tải) (load profile)

Trình tự cho sẵn của quá trình tiêu thụ nước nóng.

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục A.

3.10

Nước xả (tiêu thụ) (water draw-off)

Kết hợp cho sẵn của lưu lượng dòng chảy hữu ích, nhiệt độ nước hữu ích, nhiệt hàm hữu ích và nhiệt độ mục tiêu.

3.11

Lưu lượng nước hữu ích (useful water flow rate)

f(t)

Lưu lượng nước tối thiểu cho mục đích xả nước của biên dạng tải.

3.12

Nhiệt độ nước hữu ích (useful water temperature)

T_m

Nhiệt độ nước tối thiểu cho mục đích xả nước của biên dạng tải. Nhiệt hàm được cấp cho nước nóng khi nhiệt độ bằng hoặc trên nhiệt độ nước hữu ích và lưu lượng nước bằng hoặc trên lưu lượng nước hữu ích.

3.13

Nhiệt hàm hữu ích (useful energy content)

Q_tap

Nhiệt hàm của nước nóng được cung cấp ở nhiệt độ bằng hoặc trên nhiệt độ nước hữu ích, và ở lưu lượng nước bằng hoặc trên lưu lượng nước hữu ích.

3.14

Nhiệt độ mục tiêu (target temperature)

T_p

Nhiệt độ nước tối thiểu đạt được khi lượng nước xả (nước tiêu thụ) được tính là giá trị trung bình của toàn bộ lượng nước tiêu thụ.

3.15

Năng lượng tham chiếu của biên dạng tải (reference energy of the load profile)

Q_ref

Tổng của nhiệt hàm hữu ích của nước xả trong một biên dạng tải nhất định.

3.16

Điều khiển thông minh (smart control)

Thiết bị tự động thích nghi quá trình đun nước với điều kiện tiêu dùng riêng biệt với mục đích giảm năng lượng tiêu thụ.

3.17

Hệ số điều khiển thông minh (smart control factor)

SCF

Hiệu quả đun nước gia tăng thu được nhờ điều khiển thông minh.

3.18

Công suất vào ở chế độ chờ (standby power input)

P_es

Tổng công suất vào của bơm nhiệt trong phép thử ở chế độ chờ, bao gồm cả công suất vào của bơm nhiệt bù vào tổn thất nhiệt của bình chứa và công suất vào của thiết bị phụ trợ.

3.19

Hiệu suất của bơm nhiệt điều khiển thông minh (coefficient of performance of smart control product)

COP_smart

Hiệu suất của bơm nhiệt có thể được thêm lợi ích từ điều khiển thông minh.

3.20

Thể tích danh định (nominal volume)

V_n

Thể tích nước được gắn cho bình chứa bởi nhà sản xuất và được ghi trên bình.

3.21

Dải hoạt động (operating range)

Dải làm việc của bơm nhiệt đun nước theo quy định bởi nhà sản xuất.

4  Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

5  Yêu cầu lắp đặt

5.1  Độ không đảm bảo đo của thiết bị thử

Thiết bị thử phải được thiết kế sao cho mọi yêu cầu hiệu chỉnh của các giá trị cài đặt, phải đáp ứng được tiêu chí ổn định và độ không đảm bảo đo theo tiêu chuẩn này.

Các hệ thống nước hoặc các hệ thống trao đổi nhiệt bằng chất lỏng khác phải không có khí cuốn theo vừa đủ để bảo đảm rằng kết quả đo được không bị ảnh hưởng đáng kể.

Nhiệt độ vào và ra của nước nóng cấp được đo tại tâm của dòng chảy và gần họng nước nhất có thể. Thời gian phản ứng của cảm biến nhiệt độ và khoảng thời gian lấy mẫu phải được chọn để duy trì độ không đảm bảo đo trong Bảng 1. Hệ thống có ống gió phải đủ kín gió để đảm bảo kết quả đo không bị ảnh hưởng lớn bởi sự trao đổi khí với vùng xung quanh.

Đối với bơm nhiệt điều khiển biến tần, việc cài đặt tần số phải được thực hiện đối với mỗi điều kiện xác định thông số. Nhà sản xuất phải cung cấp tài liệu thông tin, dữ liệu và hướng dẫn cần thiết để cài đặt được tần số yêu cầu. Nếu cần thiết phải có kỹ thuật viên lành nghề có kiến thức về phần mềm điều khiển để khởi động hệ thống, nhà sản xuất hoặc đại lý được chọn phải có mặt khi hệ thống được lắp đặt và chuẩn bị thử.

Độ không đảm bảo đo phải không vượt quá các giá trị trong Bảng 1.

Bảng 1 - Độ không đảm bảo đo

5.2  Phòng thử cho dàn ngoài nhà của bơm nhiệt đun nước nguồn gió

Kích thước của phòng thử phải được chọn sao cho tránh mọi cản trở dòng không khí ở miệng cửa vào và cửa ra của đối tượng thử. Dòng không khí đi qua phòng không được tạo ra bypass (dòng đi tắt) giữa hai miệng, và theo đó tốc độ của dòng không khí tại hai địa điểm phải không được quá 1,5 m/s khi đối tượng thử tắt.

Trừ khi có quy định khác bởi nhà sản xuất, miệng cửa gió vào và gió ra phải cách ít nhất là 1 m so với bề mặt của phòng thử; điều này cũng áp dụng đối với bất kỳ các ống gió đo nào.

Mọi bức xạ nhiệt trực tiếp (ví dụ bức xạ mặt trời) tác động đến dàn sưởi trong phòng thử, đến bơm nhiệt hoặc đến điểm đo nhiệt độ cần phải được phòng tránh.

5.3  Lắp đặt và kết nối của bơm nhiệt đun nước

Bơm nhiệt đun nước phải được lắp đặt và kết nối để thử như nhà sản xuất khuyến nghị trong sổ tay lắp đặt và vận hành. Phụ kiện được cung cấp bởi tùy chọn (ví dụ: thanh sưởi) không bao gồm trong phép thử. Các điểm đo nhiệt độ và áp suất cần phải được bố trí sao cho để đạt được giá trị trung bình tiêu biểu.

5.4  Lắp đặt bơm nhiệt đun nước gồm nhiều cụm

Trong trường hợp bơm nhiệt đun nước bao gồm nhiều cụm máy lạnh (bơm nhiệt kiểu tách) những điều kiện lắp đặt sau phải được tuân thủ cho phép thử:

a) mỗi đường môi chất lạnh phải được lắp đặt tuân theo chỉ dẫn của nhà sản xuất; chiều dài của mỗi đường này phải nằm giữa 5 m đến 7,5 m;

b) mỗi đường phải được lắp đặt sao cho chênh lệch độ cao không quá 2,5 m;

c) cách nhiệt đường ống phải được áp dụng theo hướng dẫn của nhà sản xuất;

d) trừ khi bị hạn chế bởi thiết kế, ít nhất một nửa các đường kết nối nhau phải được tiếp xúc với môi trường bên ngoài phòng, số đường còn lại tiếp xúc với điều kiện môi trường bên trong phòng.

Đối với hệ thống gián tiếp khi bơm nhiệt đun nước bị tách rời khỏi bình chứa, ống nước hoặc nước muối kết nối với bình chứa phải được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất theo chiều dài tối đa công bố hoặc 5 m, lấy giá trị nào ngắn hơn. Hệ thống đường ống phải được cách nhiệt tốt và được làm ngắn nhất có thể với ít đoạn uốn nhất có thể.

6  Cài đặt và điều kiện thử

6.1  Quy định cung

Các điểm cài đặt cho dụng cụ điều khiển nội bộ của bơm nhiệt như bộ điều nhiệt, rơle áp suất hoặc van hòa trộn phải được thiết lập đúng theo giá trị hướng dẫn lắp đặt và vận hành. Nếu có nhiều điểm đặt hoặc một dải điểm đặt được cho, thì nhà sản xuất phải chỉ định một điểm để thực hiện phép thử.

Cài đặt của bộ điều nhiệt và cài đặt của thanh sưởi điện bổ sung phải được thực hiện theo hướng dẫn lắp đặt và vận hành và phải giữ cùng một vị trí trong khi đang thử. Nếu bơm nhiệt đun nước được trang bị van hòa trộn dành cho nước nóng, van đó phải được đặt theo khuyến nghị của nhà sản xuất trong quá trình thử.

6.2  Cài đặt bơm nhiệt không ống gió nguồn gió

Đối với các bơm nhiệt không ống gió, các cài đặt hiệu chỉnh được, như cửa chớp gió hay tốc độ quạt phải được đặt theo như hướng dẫn cài đặt và vận hành. Nếu không có thông tin từ nhà sản xuất, chớp gió và tốc độ quạt phải được cài đặt sao cho đạt được lưu lượng gió tối đa.

6.3  Cài đặt hiệu áp suất tĩnh ngoài cho bơm nhiệt có ống gió nguồn gió

Lưu lượng thể tích và hiệu áp phải dựa trên không khí ở điều kiện tiêu chuẩn cùng với dàn trao đổi nhiệt khô. Nếu lưu lượng không khí được cho bởi nhà sản xuất mà không cho áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ ẩm, thì nó được coi là cho ở điều kiện của không khí tiêu chuẩn.

Lưu lượng không khí được công bố trong hướng dẫn lắp đặt và vận hành phải được chuyển đổi thành điều kiện không khí tiêu chuẩn. Lưu lượng không khí phải được cài đặt khi chỉ có quạt đang vận hành.

Lưu lượng không khí định mức đã nêu trong hướng dẫn lắp đặt và vận hành phải được cài đặt và kết quả là áp suất tĩnh ngoài (ESP) được đo.

Nếu ESP nhỏ hơn 30 Pa, lưu lượng không khí được giảm để đạt tới giá trị tối thiểu này. Thiết bị dùng để cài đặt ESP phải được duy trì vị trí trong tất cả các phép thử.

Nếu hướng dẫn lắp đặt và vận hành đã nêu là chiều dài ống gió tối đa cho phép là 2 m cho cả ống gió ra và vào, thì bơm nhiệt phải được thử nghiệm với chiều dài ống gió và ESP được coi là bằng 0.

6.4  Điều kiện thử

6.4.1  Điều kiện thử chung

Các phép thử phải được tiến hành ở điều kiện thử thích hợp quy định trong Bảng 3 và Bảng 4. Sai lệch cho phép không được vượt quá các giá trị trong Bảng 2. Ngoài ra, sai lệch lớn nhất cho phép của nhiệt năng cho biên dạng tải hoàn chỉnh phải nhỏ hơn 5 %.

6.4.2  Điều kiện thử bổ sung

Bảng 2 - Sai lệch cho phép cho các điều kiện thử khi bơm nhiệt đang hoạt động

Bảng 3 - Điều kiện thử áp dụng được cho mọi loại hệ thống

Bảng 4 - Điều kiện thử cho các loại hệ thống cụ thể

7  Thử tính năng và xác định năng lượng tiêu thụ

7.1  Quy định chung

Phương pháp thử được định rõ trong mục này được thiết kế để xác định hiệu suất của bơm nhiệt đun nước để cấp nhiệt đun nước nóng. Bơm nhiệt phải được lắp đặt và hiệu chỉnh theo điều kiện trạng thái ban đầu và theo điều kiện trạng thái hiệu chỉnh như đã cho ở Điều 5 và 6.

7.2  Nguyên tắc cơ bản

Thử nghiệm bao gồm 6 giai đoạn chính:

- [Giai đoạn A] Làm ổn định (xem 7.5);

- [Giai đoạn B] Đổ đầy và thể tích chứa (xem 7.6);

- [Giai đoạn C] Giai đoạn đổ đầy và đun (xem 7.7);

- [Giai đoạn D] Công suất vào ở chế độ chờ (xem 7.8);

- [Giai đoạn E] xả nước nóng (để sử dụng) (xem 7.9);

- [Giai đoạn F] Nước hòa trộn ở 40 °C và nhiệt độ nước nóng tham chiếu (xem 7.10).

Sau khi chuẩn bị cho thử nghiệm (Giai đoạn A và B) giai đoạn thử nghiệm c đến F được thực hiện như giới thiệu trong Hình 1. Mỗi giai đoạn riêng lẻ có thể được thực hiện một cách độc lập nếu điều kiện bắt đầu là điều kiện kết thúc của giai đoạn trước đó.

CHÚ DẪN:

1  [Giai đoạn C] Giai đoạn đổ đầy và đun (xem 7.7)

2  [Giai đoạn D] Công suất vào ở chế độ chờ (xem 7.8)

3  [Giai đoạn E] Xả nước (xem 7.9)

4  [Giai đoạn F] Hòa trộn nước tại 40 °C và nhiệt độ nước nóng tham chiếu (xem 7.10)

T  nhiệt độ

t  thời gian

^a  điểm đặt nhiệt độ

Hình 1 - Giai đoạn và trình tự thử nghiệm

Tất cả các phép thử được tiến hành với điện áp danh định và tần số danh định như công bố trong các hướng dẫn lắp đặt và vận hành. Sau khi bắt đầu khởi động bơm nhiệt đun nước, nguồn điện cấp cấp được duy trì trong suốt khoảng thời gian thử còn lại.

Bất kỳ nguồn nhiệt bổ sung nào có thể tắt bởi người dùng phải được tắt trong khoảng thời gian thử, trừ khi được định sẵn bởi nhà sản xuất

7.3  Bơm nhiệt giờ thấp điểm

Đối với sản phẩm bơm nhiệt giờ thấp điểm, bơm nhiệt phải được lắp đặt và kết nối như trong hướng dẫn lắp đặt và vận hành. Mọi thông tin phù hợp để cài đặt khoảng thời gian mà bơm nhiệt không được phép tiếp điện trong khi bơm nhiệt vẫn được nối nguồn, được nêu ở hướng dẫn lắp đặt và vận hành, để tiến hành giai đoạn E của thử nghiệm xác định hiệu suất.

Đối với bơm nhiệt giờ thấp điểm, nguồn điện cho bơm nhiệt được tắt khi bắt đầu của giai đoạn E (biên dạng tải) và được kích hoạt lại 16 h sau.

Sau đó, lần tắt tiếp theo của máy nén bởi bộ điều nhiệt cảm biến nhiệt độ nước trong bình chứa phải được ghi nhận trong 8 h, nếu không thì bơm nhiệt không được coi là một bơm nhiệt giờ thấp điểm.

Với bơm nhiệt giờ thấp điểm, tiêu thụ công suất của các thiết bị ngoại vi phải được bao gồm trong tiêu thụ công suất ở giai đoạn E.

Nếu phép đo này chưa được thực hiện trong giai đoạn E, công suất tiêu thụ trung bình (Ps) được xác định vào 20 min đầu tiên của giai đoạn chờ và được thêm vào công suất tiêu thụ đo được trong giai đoạn E.

Năng lượng tiêu thụ tương ứng được thêm vào giai đoạn E và phải được tính toán theo như công thức (1).

Trong đó

W_EL-OFF là năng lượng tiêu thụ tính được của bơm nhiệt giờ thấp điểm, đơn vị kWh;

16  là thời gian tắt máy nén, đơn vị h;

P_s  là công suất tiêu thụ trung bình đo được khi máy nén tắt, đơn vị kW.

7.4  Hiệu chỉnh công suất vào

7.4.1  Công suất vào của quạt cho bơm nhiệt có ống gió

Trong trường hợp, bơm nhiệt đun nước cho phép có hiệu áp suất tĩnh ngoài, thì chỉ một phần của công suất vào của động cơ quạt được tính vào công suất hiệu dụng vào của bơm nhiệt đun nước.

Nếu bơm nhiệt không có quạt được cung cấp kèm theo, thì tỷ lệ công suất vào phải được thêm vào công suất hiệu dụng của bơm nhiệt đun nước, W_EL-Coor đơn vị kWh, được tính theo công thức (2):

Trong đó

ƞ  là hiệu suất của quạt gió và quy ước bằng 0,3;

∆p_i  là hiệu áp suất tĩnh trong đo được, đơn vị Pa;

V_air  là lưu lượng không khí danh định, đơn vị m³/s;

t_d  là khoảng thời gian thử, đơn vị s.

Nếu một quạt gió là một bộ phận tích hợp của bơm nhiệt đun nước, thì chỉ một phần của công suất vào của động cơ quạt được bao gồm trong công suất hiệu dụng của bơm nhiệt đun nước. Phần sẽ bị loại khỏi công suất tổng của bơm nhiệt đun nước, W_EL-Coor, đơn vị kWh. được tính bằng công thức 3:

Trong đó

ƞ  là hiệu suất của quạt gió và quy ước bằng 0,3;

∆p_e  là hiệu áp suất tĩnh trong đo được, đơn vị Pa;

V_air  là lưu lượng không khí danh định, đơn vị m³/s;

t_d  là khoảng thời gian thử, đơn vị s.

7.5  Làm ổn định [giai đoạn A]

Bơm nhiệt được giữ ở điều kiện môi trường xung quanh cho đến khi tất cả các bộ phận của bơm nhiệt đạt tới điều kiện xung quanh ± 2 K (ít nhất là 24 h).

7.6  Đổ đầy và lưu chứa [giai đoạn B]

Cân bình chứa nước nóng rỗng; bao gồm cả khối lượng của vòi ống dẫn vào và/hoặc ra. Sau đo bình chứa nước nóng được đổ đầy nước như đã nêu trong hướng dẫn lắp đặt và vận hành ở áp suất nước lạnh. Nguồn nước sau đó bị cắt. Bình chứa nước nóng đã đầy phải được cân, bao gồm cả vòi. Sự chênh lệch giữa hai khối lượng (m_act) phải được chuyển đổi thành thể tích (lít) theo công thức (4):

Trong đó

V_m  là thể tích đo được của bình chứa nước nóng, tính bằng I;

m_act  là chênh lệch giữa hai khối lượng, tính bằng kg;

ρ(T) là khối lượng riêng của nước, tính bằng kg/m³.

Thể tích này phải được báo cáo bằng lít, được làm tròn đến một số thập phân. Đổ đầy và lưu chứa không được áp dụng với bơm nhiệt đun nước kết hợp thanh sưởi.

7.7  Giai đoạn đổ đầy và đun [giai đoạn C]

Bơm nhiệt được đổ đầy với nước lạnh, nước lạnh phải tuần hoàn trong bình chứa cho đến khi nhiệt độ ra bằng nhiệt độ vào nằm trong sai lệch cho phép ở Bảng 2. Thử nghiệm gồm có việc xác định khoảng thời gian đun cần thiết t_h để đun số lượng nước trong bình chứa từ trạng thái ban đầu cho đến khi lần đầu máy nén tắt bởi bộ điều nhiệt cảm biến nhiệt độ của nước trong bình chứa.

Trạng thái đầu tiên là ở nhiệt độ nước lạnh đang đến được xác định theo Bảng 3. Bơm nhiệt đun nước được bật. Thời gian đun nước, t_h và điện năng vào tương ứng, W_eh-HP, được đo từ khi bơm nhiệt đun nước được bật lên cho đến khi được tắt đi bởi bộ điều nhiệt nước nóng ở trong bình chứa, với tính toán đã được hiệu chỉnh theo 7.4, với thời gian thử t_d = t_h.

Năng lượng tiêu thụ được tính toán theo công thức (5):

Trong đó

W_eh-M  là điện năng tiêu thụ đo được trong khoảng thời gian thử t_h, đơn vị kWh;

W_EL-Corr  là hiệu chỉnh do tiêu thụ điện năng của quạt, đơn vị kWh;

W_eh-HP  là điện năng tiêu thụ tổng trong khoảng thời gian thử t_h, đơn vị kWh;

7.8  Công suất vào ở chế độ chờ [giai đoạn D]

Công suất vào ở chế độ chờ được xác định bởi việc đo công suất điện vào qua một số tích hợp của các chu trình bật-tắt của bơm nhiệt đun nước, khởi động bởi bộ điều nhiệt ở trong bình chứa, khi không có quá trình xả nước nóng nào được thực hiện.

Sau khi bộ điều nhiệt tắt bơm nhiệt sau giai đoạn đun nước, thì để hệ thống tiếp tục vận hành nhưng không có quá trình xả nước nóng nào qua một số chu kỳ đầy đủ hoặc qua một khoảng thời gian tối thiểu.

Thử nghiệm phải được tiến hành trong khoảng 48 giờ hoặc ít hơn nếu 6 chu trình bật-tắt đã xảy ra. Sau đó khoảng thời gian t_es, và năng lượng vào W_es-HP, đơn vị kWh, của chu trình bật-tắt cuối cùng được xác định bằng công thức (6).

Trong đó

W_es-M  là điện năng tiêu thụ đo được trong từ chu trình bật-tắt gần nhất, đơn vị kWh;

W_EL-Corr  là hiệu chỉnh do tiêu thụ điện của quạt, đơn vị kWh theo 7.4 với khoảng thời gian thử t_d = t_es;

W_es-HP  là điện năng tiêu thụ tổng của chu trình bật tắt gần nhất, đơn vị kWh;

Công suất vào ở chế độ chờ, P_es đơn vị kW, được xác định theo công thức (7):

Trong đó

P_es  là công suất vào ở chế độ chờ, đơn vị kW;

W_es-HP  là điện năng tiêu thụ tổng của chu trình bật tắt gần nhất, đơn vị kWh;

t_es  là khoảng thời gian của chu trình bật-tắt gần nhất của bơm nhiệt, đơn vị s.

7.9  Xả nước và tính COP [giai đoạn E]

7.9.1  Xác định nhiệt hàm hữu ích

Có nhiều biên dạng tải khác nhau cho nhiều nhiệt hàm khác nhau theo Phụ lục A. Một biên dạng tải cụ thể phải được lựa chọn cho thử nghiệm từ Bảng A.1 và Bảng A.2. Từng lần xả nước riêng của biên dạng tải phải được hoàn thành; điều đó có nghĩa là van phải được đóng, và yêu cầu chờ ít nhất một phút trước khi xả nước.

Chu kỳ thử bắt đầu ngay sau lần tắt gần nhất của bơm nhiệt bởi bộ điều nhiệt nước nóng lắp đặt trong bình chứa. Chu kỳ thử kết thúc với lần tắt gần nhất của máy đun nước bằng bơm nhiệt, nếu thời gian biểu dạng tải (khoảng thời gian) t_TTC ít nhất 24 h hoặc nhiều hơn [xem Hình 2a)]. Nếu bơm nhiệt đun nước không chạy sau khi 24 h đã trôi qua, kể từ khi bắt đầu chu trình thử, thì chu trình thử phải được kéo dài cho đến khi bơm nhiệt khởi động lại và dừng lại lần nữa [xem Hình 2b)].

a) Bơm nhiệt đun nước vẫn chạy khi kết thúc giai đoạn 24 h

b) Bơm nhiệt đun nước không chạy khi kết thúc giai đoạn 24 h

CHÚ DẪN:

1  lần xả nước đầu tiên của biên dạng tải

2  lần xả nước cuối cùng của biên dạng tải

3  giai đoạn chạy của bơm nhiệt ngay trước khi bắt đầu chu trình thử

4  giai đoạn chạy của bơm nhiệt sau lần xả nước cuối cùng (2)

Q  năng lượng, kWh

t  thời gian h:min

t_TTC  thời gian biên dạng tải/khoảng thời gian, h:min

Hình 2 - Minh họa cho một phép thử với một biên dạng tải khả thi

Năng lượng hữu ích trong một lần xả nước Q_HP-tap (kWh) được cho bởi công thức (8):

Trong đó:

θ_WH(t) - θ_WC(t)  là hiệu nhiệt độ giữa nước nóng ở cửa ra và nước lạnh ở cửa vào của bình chứa nguồn cấp nước nóng, đơn vị K;

f(t)  là lưu lượng nước hiệu dụng, đơn vị l/min;

t_tap  là khoảng thời gian xả nước hiệu dụng, đơn vị s;

C_p  là nhiệt dung riêng của nước, đơn vị kJ/(kgK);

ρ(T) là khối lượng nước nóng ở đồng hồ đo lưu lượng, đơn vị kg/m³.

Khi xả nước với nhiệt độ mục tiêu T_p là 55 °C, nhiệt độ này không phải lúc nào cũng có thể đạt được khi chỉ một mình bơm nhiệt hoạt động. Trong khi xả nước, giả sử rằng hiệu nhiệt độ bị thiếu để đạt tới T_p cần thiết, như vậy cần có thanh sưởi điện trở bổ sung.

Trong trường hợp đó, công thức sau được sử dụng:

Năng lượng khai thác tổng Q_LP của một biên dạng tải là:

Trong đó

n_tap  là số lần xả nước trong biên dạng tải;

i  là chỉ số mỗi lần xả nước

7.9.2  Xác định năng lượng tiêu thụ

Điện năng vào tổng đo được W_EL-M-LP (kWh) của bơm nhiệt trong giai đoạn đo của biên dạng tải t_TTC được hiệu chỉnh bởi năng lượng tiêu thụ sau để đạt được năng lượng tiêu thụ tổng W_EL-LP, sử dụng công thức (12):

- Hiệu chỉnh quạt, W_EL-Coor (kWh);

- Tổn thất nhiệt của bình chứa trong khoảng thời gian 24 h;

- Điện năng vào bổ sung, Q_EL-LP (kWh);

- Điện năng tiêu thụ của bơm nhiệt giờ thấp điểm, có thể áp dụng, W_EL-OFF (kWh).

Trong đó

W_EL-LP  là điện năng tiêu thụ tổng trong cả biên dạng tải (kWh).

t_TTC  là thời gian biên dạng tải (h)

P_es  là công suất ở chế độ chờ (kW)

7.9.3  Hiệu suất (hệ số hiệu quả) (COP_HW)

Hệ số hiệu suất COP_HW cho cả biểu dạng tải được tính bằng:

Trong đó

Q_LP  là năng lượng hữu ích tổng trong cả biên dạng tải, đơn vị kWh;

W_EL-LP  là điện năng tiêu thụ tổng trong cả biên dạng tải đơn vị kWh.

7.10  Nhiệt độ nước nóng tham chiếu và thể tích nước hòa trộn tại 40 °C [giai đoạn F]

Thử nghiệm này được bắt đầu khi máy nén tắt ở cuối của giai đoạn đo đạc cuối cùng của biên dạng tải. Một quá trình xả nước nóng liên tục bắt đầu và tiếp tục đến khi nhiệt độ nước nóng θ_WH(t) giảm xuống dưới 40 °C. Lưu lượng nước nóng f_max, phải được đặt ở lưu lượng tối đa của biên dạng tải được xem xét.

Một giá trị tham chiếu cho nhiệt độ nước nóng trong bình chứa được xác định bởi việc đo nhiệt độ nước ở cửa ra. Nhiệt độ trung bình trong lúc xả nước là nhiệt độ nước nóng tham chiếu θ’_WH theo công thức (14):

Trong đó

θ’_WH  là nhiệt độ nước nóng tham chiếu, đơn vị °C;

θ_WH(t)  là nhiệt độ nước nóng xả ra ngoài, đơn vị °C;

t₄₀  là thời gian kể từ khi bắt đầu xả nước đến khi θ_WH nhỏ hơn 40 °C, đơn vị s.

Lượng nước hòa trộn tối đa tại 40 °C trong một lần xả nước phải được xác định, bằng cách tính năng lượng nước nóng trong khi xả nước.

Lưu lượng nước nóng f_max cùng với nhiệt độ nước lạnh vào θ_WH và nhiệt độ nước nóng ra θ_WH được tính trong quá trình xả nước ít nhất mỗi 10 s. Khối lượng nước nóng tối đa V₄₀ được tính như sau:

Với

V₄₀  là thể tích nước hòa trộn tại 40 °C, đơn vị I;

θ_WH(t) - θ_WC(t)  là hiệu nhiệt độ nước nóng ở cửa ra và nước lạnh ở cửa vào của bình chứa cấp nước nóng, đơn vị K;

t₄₀  là thời gian bắt đầu rút nước đến khi θ_WH(t) nhỏ hơn 40 °C, đơn vị s;

f_max(t) là lưu lượng nước nóng khi đang rút nước, đơn vị l/min.

7.11  Bơm nhiệt điều khiển thông minh

Trong trường hợp bơm nhiệt được trang bị điều khiển thông minh, lợi ích của điều khiển thông minh có thể được tính vào hiệu suất của bơm nhiệt. COP_smart sau đó có thể được xác định theo Phụ lục B.

7.12  Dải nhiệt độ vận hành

Bơm nhiệt phải có khả năng vận hành trong giới hạn sử dụng định sẵn bởi nhà sản xuất. Xem Phụ lục C để có thông tin bổ sung.

8  Kết quả thử và báo cáo thử

8.1  Dữ liệu cần được ghi lại

Dữ liệu được ghi lại trong các phép thử của giai đoạn C đến F được cho trong Bảng 5. Bảng này xác định các thông tin chung cần thiết nhưng không giới hạn thông tin cần thu thập.

Với bơm nhiệt được trang bị điều khiển thông minh, dữ liệu bổ sung thêm cần được ghi từ phép thử chu kỳ thông minh được cho ở B.2. Với mỗi ngày của chu kỳ thông minh, dữ liệu của giai đoạn E cũng phải được ghi lại.

Bảng 5 - Dữ liệu cần được ghi lại

Bảng 5 (kết thúc)

8.2  Báo cáo thử

8.2.1  Thông tin chung

Báo cáo thử nghiệm ít nhất phải có những thông tin sau:

a) ngày tháng;

b) cơ sở thử nghiệm;

c) nơi thử nghiệm;

d) giám sát viên thử;

e) tên đối tượng thử;

f) số serial của nhà sản xuất của bơm nhiệt đun nước và bình chứa, nếu áp dụng được;

g) các mô tả của bơm nhiệt đun nước và bình chứa bao gồm cả cài đặt của bộ điều nhiệt, tốc độ quạt;

h) bơm nhiệt giờ thấp điểm (có/không);

i) loại và khối lượng môi chất lạnh;

j) số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 13854-1:2023 (ISO 19967-1:2019);

k) bất kỳ sai lệch so với phương pháp thử nghiệm;

l) dữ liệu thu được (xem 8.1);

m) dữ liệu được ghi lại (Phụ lục B; khi áp dụng được);

n) kết quả chính (xem 8.2.2);

o) ngày tháng và chữ ký của người giám sát thử.

8.2.2  Kết quả chính

Kết quả chính phải được báo cáo theo Bảng 6.

Bảng 6 - Trình bày kết quả chính

9  Ghi nhãn

Mỗi bơm nhiệt đun nước phải có nhãn cố định bền lâu có thể đọc được một cách dễ dàng khi bơm nhiệt ở vị trí sử dụng, mang ít nhất thông tin được yêu cầu bởi các tiêu chuẩn an toàn. Nếu bơm nhiệt gồm nhiều cụm, thông tin phải được ghi trên từng cụm cùng với ký hiệu model của các cụm này.

Thông tin thêm có thể được cung cấp; nếu các chi tiết về tính năng được cung cấp, các điều kiện thử của Bảng 3, Bảng 4 và Phụ lục A được yêu cầu.

Phụ lục A

(Quy định)

Biên dạng tải

Bảng A.1 và A.2 cung cấp biên dạng tải tham chiếu để xác định theo 7.2 giai đoạn E “Xả nước''. Biên dạng tải tham chiếu trong Bảng A.1 là cho các nhiệt hàm khác nhau theo Bảng A.1, còn biên dạng tải tham chiếu trong Bảng A.2 là cho thể tích nước khác nhau để sử dụng. Đối với một phép thử, một biên dạng tải cụ thể phải được lựa chọn từ Bảng A.1 đến Bảng A.2.

Bảng A.1 - Biên dạng tải từ S đến XL (nhiệt hàm)

Bảng A.2 – Biên dạng tải từ S đến XL (thể tích nước)