Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59386.2-2021 (ИСО 19967-2:2019) "Водонагреватели со встроенными тепловыми насосами. Испытания и оценка рабочих характеристик. Часть 2. Водонагреватели со встроенными тепловыми насосами для отопления помещений" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2021 г. N 587-ст)

Heat pump water heater. Testing and rating for performance. Part 2. Heat pump water heater for space heating

ОКС 27.080

Дата введения - 1 января 2022 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ") 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 метрологии от 24 июня 2021 г. N 587-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 19967-2:2019 "Водонагреватели с встроенными тепловыми насосами. Испытание и оценка характеристик. Часть 2. Водонагреватели с встроенным тепловым насосом для отопления помещений" (ISO 19967-2:2019 "Heat pump water heater - Testing and rating for performance - Part 2: Heat pump water heater for space heating", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, ссылок), которые выделены в тексте курсивом

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования к условиям испытаний и процедурам испытаний для определения характеристик производительности водонагревателя с воздушным тепловым насосом, с электрическим приводом компрессора, с дополнительным электрическим нагревателем или без него для отопления помещений. Цель настоящего стандарта состоит в том, чтобы оценить производительность водонагревателя с тепловым насосом для отопления помещения без работы каких-либо дополнительных устройств обогревателя. В случае водонагревателя с тепловым насосом, состоящего из нескольких частей с соединениями для хладагента или воды, настоящий стандарт применяют только для тех устройств, которые разработаны и поставляются в полной комплектации.

Примечание - Настоящий стандарт не применим к процедурам испытаний для одновременной работы при подаче горячей воды и отоплении помещений. Процесс одновременной работы подразумевает, что функции "подача горячей воды" и "отопление помещений" синхронизированы и могут влиять друг на друга.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

3 Термины и определения

3.1 водонагреватель с тепловым насосом для отопления помещения, тепловой насос (heat pump water heater for space heating, heat pump): Воздушный тепловой насос с воздушным компрессором с электроприводом, с дополнительным нагревателем или без него, для отопления помещения.

3.2 тепловая мощность (heating capacity): Тепло, отдаваемое агрегатом теплоносителю за единицу времени.

Примечания

1 Тепловая мощность выражается в ваттах, Вт.

2 Если тепло отводится внутренним теплообменником для размораживания, то оно принимается во внимание.

3.3 стандартная тепловая мощность (standard heating capacity): Номинальная тепловая мощность при стандартных номинальных условиях.

Примечание - Стандартные номинальные условия определены в 6.5.

3.4 эффективная подведенная мощность (effective power input): Средняя потребляемая электрическая мощность агрегата в течение заданного интервала времени, полученная:

- из потребляемой мощности во время работы компрессора и любой потребляемой мощности для размораживания;

- потребляемой мощности для всех устройств управления и безопасности агрегата;

- пропорциональной потребляемой мощности транспортирующих устройств (например, вентиляторов, насосов) для обеспечения транспортирования теплопередающих сред внутри устройства.

Примечание - Эффективная потребляемая мощность выражается в ваттах, Вт.

3.5 наружный воздух (outdoor air): Воздух из наружной среды.

3.6 эксплуатационный диапазон (operating range): Рабочий диапазон для теплового насоса, указанный производителем.

3.7 наружный теплообменник (outdoor heat exchanger): Теплообменник, предназначенный для отвода тепла в наружную окружающую среду, или для получения тепла из нее, или от любого другого доступного источника тепла.

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
С р	Удельная теплоемкость воды	кал/(кг*К)
С 20	Коэффициент масштабирования, равный 0,49	-
ЕЕI	Индекс энергоэффективности, равный 0,23	-
IE	Уровень эффективности двигателя	-
Р Н	Тепловая мощность	Вт
P hyd	Гидравлическая мощность насоса	Вт
q	Объемный расход	м 3/с
t	Время	с
	Плотность горячей воды в зависимости от температуры на расходомере	кг/м 3
	Измеренная разность внешних статических давлений	Па
	Измеренная разность внутренних статических давлений	Па
	Разница между температурой на входе и выходе	°С
	0,3 - КПД вентилятора, по соглашению	-

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, соблюдены критерии 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 это не оказывает существенного влияния на результаты измерений.

Значения 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 исходя из условий сохранения погрешностей, указанных в таблице 2.

Система воздуховодов должна быть в достаточной степени герметичной для обеспечения того, чтобы на результаты измерений существенно не повлиял обмен воздуха с окружающей средой.

При выполнении измерений устанавливают максимально высокую температуру в помещении устройства (устройств) управления системой. Если в инструкциях производитель указывает значение для температуры, установленное на контрольном устройстве для заданного номинального условия, то это значение следует использовать.

Точки измерения температуры и давления должны быть расположены таким образом, чтобы получить средние допустимые значения.

Для измерения температуры воздуха на входе необходимо:

- иметь по меньшей мере один датчик на 1 м ², как минимум с четырьмя точками измерения и при ограничении количества датчиков до 20, равномерно распределенных по плоскости свободного воздуха; или

- использовать устройство для отбора проб, которое должно быть укомплектовано четырьмя датчиками для проверки однородности, если площадь поверхности превышает 1 м ². Датчики температуры воздуха должны быть расположены на расстоянии не более 0,25 м от плоскости свободного воздуха.

Для блоков, состоящих из теплового насоса и резервуара-хранилища в качестве единицы, изготовленной на заводе, измерение температуры на входе и выходе воды следует проводить на входе и выходе этого агрегата.

Для воды и рассола плотность и удельная теплоемкость по формулам (1) - (3) должны быть определены при температурных условиях, замеренных вблизи устройства измерения объемного расхода.

Для блоков управления инверторного типа установка частоты должна выполняться для каждого номинального условия. Изготовитель должен предоставить в документации информацию о том, как получить необходимые данные для установки требуемых частот. Если для запуска системы требуется квалифицированный персонал со знаниями управляющего программного обеспечения, то при установке и подготовке системы к испытаниям должен присутствовать производитель или назначенный агент.

Погрешности измерения не должны превышать значений, указанных в таблице 2. Кроме того, теплоемкость, измеренную на стороне жидкости, следует определять в пределах максимальной погрешности 5 % независимо от индивидуальных погрешностей измерений, включая неопределенности свойств жидкости.

Таблица 2 - Погрешности измерений

Измеряемая величина	Единица измерения	Погрешность
Жидкость
Температура	°С	0,15 °С
Разница температур	°С	0,15 °С
Объем потока	л/мин	1 %
Перепад статического давления	кПа	1 кПа ( 20 кПа) 5 % (> 20 кПа)
Концентрация (для рассола)	%	2 %
Воздух (источник тепла)
Температура сухой колбы	°С	0,2 °С
Температура влажной колбы	°С	0,4 °С
Объем потока	м 3/ч	5 %
Перепад статического давления	Па	5 Па ( 100 Па) 5 % ( 100 Па)
Электрические величины
Электрическая мощность	Вт	Для 10 Вт, 1 % Для < 10 Вт, 0,1 Вт
Электрическая энергия		1 %
Напряжение	В	0,5 %
Ток	А	0,5 %

5.2 Помещение для испытаний воздушной зоны и выносного конденсатора

Размеры помещения для испытания 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 какие-либо изменения или сквозняк между двумя отверстиями, поэтому скорость воздушного потока в этих двух местах должна быть не более 1,5 м/с при выключенном объекте испытаний.

Если изготовителем не указано иное, впускные и выпускные отверстия должны быть расположены на расстоянии не менее 1 м от поверхности испытательного помещения; это 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 теплового насоса

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 включают в испытание. Точки измерения температуры и давления должны обеспечивать получение репрезентативных средних значений.

5.4 Монтаж теплового насоса, состоящего из нескольких частей

В случае тепловых насосов, состоящих из нескольких блоков охлаждения (разделенных тепловых насосов), для проведения испытаний должны быть соблюдены следующие условия монтажа:

a) каждую линию охлаждения устанавливают 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 быть нанесена на линии в соответствии с инструкциями изготовителя;

d) если это не ограничено конструкцией, по меньшей мере половина соединительных линий должна быть подвергнута воздействию внешних условий, при этом остальные линии подвергают воздействию внутренних условий.

6 Настройки и условия испытаний

6.1 Общие требования

Настройки оборудования внутреннего контроля агрегата, такого как термостаты, реле давления или клапаны смешивания, должны быть установлены на значения, указанные в инструкции по монтажу и эксплуатации.

Если определено несколько точек или диапазонов, производитель должен указать ту, которая будет использоваться для испытаний.

6.2 Настройки устройств 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 на максимальную скорость воздушного потока.

6.3 Настройка разности внешнего статического давления для устройств 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 должна быть рассмотрена как приведенная к стандартным условиям воздуха.

Расход воздуха, указанный в инструкции по монтажу и эксплуатации, должен быть приведен к стандартным условиям для воздуха. Настройку расхода воздуха следует выполнять только при работающем вентиляторе.

Должен быть установлен номинальный расход воздуха, указанный в инструкциях по установке и эксплуатации, и измерено результирующее внешнее статическое давление ESP.

Если ESP ниже 30 Па, скорость воздушного потока уменьшается, чтобы достичь 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 составляет менее 2 м, то прибор должен быть испытан с учетом длины воздуховода, a ESP считается равным 0.

6.4 Настройка агрегатов со встроенными насосами

Для агрегатов со встроенными водяными или рассольными насосами внешнее статическое давление ESP должно быть установлено одновременно с перепадом температур.

Когда жидкостный насос имеет одну или несколько фиксированных скоростей, скорость насоса должна быть установлена для обеспечения минимального внешнего статического давления.

В случае жидкостного насоса с регулируемой скоростью производитель должен предоставить информацию для настройки насоса для достижения максимального внешнего статического давления 10 кПа.

Отклонения от установленных значений не должны превышать значений, указанных в таблице 3; отклонения от установленных условий - значений, указанных в таблице 4.

Таблица 3 - Допустимые отклонения от заданных значений

Измеренные значения	Допустимое отклонение средних арифметических значений от установленных значений	Допустимые отклонения отдельных измеренных значений от заданных значений
Жидкость
- температура на входе	0,2 °С	0,5 °С
- температура на выходе	0,3 °С	0,6 °С
- объемный поток a	1 %	2,5 %
- перепад статического давления	-	10 %
Воздух
- температура на входе
- сухая колба	0,3 °С	1 °С
- влажная колба	0,4 °С	1 °С
- объемный поток	5 %	10 %
- перепад статического давления	-	10 %
Напряжение	4 %	4 %
а Период заморозки отключен.

Таблица 4 - Допустимые отклонения для условий испытаний при работе теплового насоса

Показания	Вариации средних арифметических значений от заданных условий испытаний		Отклонение отдельных показаний от конкретных условий испытаний
	Интервал Н а	Интервал D b	Интервал Н а	Интервал D b
Воздух
Термометр с сухой колбой с	0,6 °С	1,5 °С	1,0 °С	5,0 °С
Термометр с влажной колбой	0,4 °С	1,0 °С	0,6 °С	-
Жидкость
Температура на входе	0,2 °С	-	0,5 °С	- 5 °С
Температура на выходе	0,5 °С	-	1,0 °С	+ 2 °С
а Интервал Н применяется, когда тепловой насос находится в режиме нагрева, за исключением первых 10 мин после завершения цикла оттаивания и первых 10 мин после перезапуска теплового насоса. b Интервал D применяется во время цикла оттаивания и в течение первых 10 мин после окончания цикла оттаивания, когда тепловой насос работает в режиме обогрева. с Для агрегатов с наружными поверхностями теплообменника, превышающими 5 м 2, отклонение температуры сухой колбы на входе воздуха удваивается.

6.5 Условия испытаний

Испытания при обогреве помещения следует проводить в условиях окружающей среды, указанных в таблице 5, в зависимости от местоположения установки. Для всех устройств напряжение и частота должны быть указаны производителем.

Для рейтинговых испытаний следует применять соответствующие условия испытаний в соответствии с таблицами 6-8.

Скорость воздушного потока должна быть установлена на номинальное значение, указанное производителем. Если определен только диапазон, испытания следует проводить при максимальном значении.

Таблица 5 - Условия окружающей среды

Тип	Измеренные величины	Температура окружающей среды
Блоки воздух - вода, установленные внутри помещений	Температура сухой колбы	От 15 °С до 30 °С
Блоки воздух - вода, установленные на открытом сухом воздухе	Температура сухой колбы. Температура влажной колбы	Температура воздуха на входе (см. таблицы 6-8)

Таблица 6 - Условия испытаний для обогрева помещения (при низкой температуре)

Условия	Наружный теплообменник		Внутренний теплообменник. Применение при низкой температуре
	Температура сухой колбы на входе, °С	Температура влажной колбы на входе, °С	Температура на входе, °С	Температура на выходе, °С
Стандартные условия	7	6	30	35
Задаваемые условия	2	1	а	35
	Минус 7	Минус 8	а	35
	Минус 15	-	а	35
	12	11	а	35
а Испытание проводят при скорости потока, полученной в ходе испытания, при стандартных условиях.

Таблица 7 - Условия испытаний для обогрева помещения (при средней температуре)

Условия	Наружный теплообменник		Внутренний теплообменник. Применение при средней температуре
	Температура сухой колбы на входе, °С	Температура влажной колбы на входе, °С	Температура на входе, °С	Температура на выходе, °С
Стандартные условия	7	6	40	45
Задаваемые	2	1	а	45
	Минус 7	Минус 8	а	45
	Минус 15	-	а	45
	12	11	а	45
а Испытание проводят при скорости потока, полученной в ходе испытания, при стандартных условиях.

Таблица 8 - Условия испытаний для обогрева помещения (при высокой температуре)

Условия	Наружный теплообменник		Внутренний теплообменник. Применение при высокой температуре
	Температура сухой колбы на входе, °С	Температура влажной колбы на входе, °С	Температура на входе, °С	Температура на выходе, °С
Стандартные условия	7	6	47	55
Задаваемые условия	2	1	а	55
	Минус 7	Минус 8	а	55
	Минус 15	-	а	55
	12	11	а	55
а Испытание проводят при скорости потока, полученной в ходе испытания, при стандартных условиях.

7 Испытания при обогреве помещения

7.1 Определение тепловой мощности

Тепловую мощность тепловых насосов следует определять в соответствии с прямым методом на водяном или рассольном теплообменнике в условиях испытаний, приведенных в таблицах 6-8, путем определения объемного расхода теплоносителя, а также температуры на входе и выходе с учетом удельной теплоемкости и плотности теплоносителя.

Тепловую мощность Р _Н, Вт, стационарного режима определяют по следующей формуле:

,

(1)

где q - объемный расход, м ³/с;

- плотность, измеренная в месте расположения расходомера, ;

С _р - удельная теплоемкость, измеренная в месте расположения расходомера, при постоянном давлении, выраженная в джоулях на килограмм и Кельвинах, ;

- разница между температурой на входе и на выходе, °С.

Примечания

1 Вместо множителей () непосредственно может быть определен массовый расход.

2 Вместо элемента () может быть непосредственно измерено изменение энтальпии .

7.2 Корректировка тепловой мощности

7.2.1 Общие положения

Мощность должна включать в себя поправку, обусловленную тепловыделением внутренних и/или наружных вентиляторов и/или насосов, встроенных или не встроенных в блок нижеприведенным образом.

7.2.2 Корректировка мощности вентиляторов для агрегатов без подключения воздуховодов

В случае агрегатов, которые не предназначены для подсоединения воздуховодов, т.е. не допускают внешнего перепада давления, и которые оснащены встроенным вентилятором, корректировка мощности за счет тепла, обеспечиваемого вентилятором, не применяется.

7.2.3 Корректировка мощности за счет внутреннего вентилятора для канальных установок

7.2.3.1 Агрегаты со встроенным внутренним вентилятором

Если вентилятор во внутреннем теплообменнике является неотъемлемой частью устройства, то поправка на потребляемую мощность вентилятора, рассчитанная по формуле (6) (см. 7.2.5.3.1), должна вычитаться из измеренной тепловой мощности.

7.2.3.2 Агрегаты с невстроенным внутренним вентилятором

Если вентилятор внутреннего теплообменника не является неотъемлемой частью устройства, то поправка на потребляемую мощность, рассчитанная по формуле (7) (см. 7.2.5.3.2), должна добавляться к измеренной тепловой мощности.

7.2.4 Корректировка производительности за счет внутреннего жидкостного насоса

7.2.4.1 Агрегаты со встроенным жидкостным насосом

Если жидкостный насос является составной частью агрегата, то корректировка производительности, определенная в 7.2.4.3 или 7.2.4.4, должна вычитаться из измеренной тепловой мощности.

7.2.4.2 Агрегаты с невстроенным жидкостным насосом

Если жидкостный насос не является неотъемлемой частью устройства, то корректировка производительности, определенная в 7.2.4.5, должна добавляться к измеренной тепловой мощности.

7.2.4.3 Корректировка мощности для встроенных циркуляционных насосов с мокрым ротором

Если устройство оснащено циркуляционным насосом с мокрым ротором, корректировку производительности рассчитывают по формуле

,

(2)

где q - объемный расход жидкости, м ³/с;

- измеренная доступная разность внешних статических давлений, Па;

- общая эффективность насоса, рассчитанная в соответствии с приложением С.

7.2.4.4 Корректировка мощности для встроенных насосов с сухим ротором

Если устройство оснащено насосом с сухим ротором, корректировка производительности рассчитывают по формуле

,

(3)

где q - объемный расход жидкости, м ³/с;

- измеренная доступная разность внешних статических давлений, Па;

IE - уровень энергоэффективности двигателя;

- общая эффективность насоса, рассчитанная в соответствии с приложением С.

7.2.4.5 Корректировка производительности для невстроенных жидкостных насосов

Если измеренная гидравлическая мощность в соответствии с приложением С составляет  300 Вт, жидкостный насос считают циркуляционным насосом без сальника. Корректировку мощности рассчитывают по форму