51.0.1為使生活熱水梯級貯熱機組工程技術遵守運行安全、衛生健康、節能環保、經濟合理、技術先進的原則，制訂本規程。1.0.2本規程適用于民用建筑、工業建筑可再生能源集中熱水供應系統的制熱與貯熱設計、施工、維護管理。其他可再生能源利用熱場所可參照執行。1.0.3集中熱水梯級貯熱機組工程設計，除符合本規程外，尚應符合國家現行有關標準的規62術語2.0.1梯級貯熱裝置Cascadeheatstorage由多個管道式貯熱單元組成，并相互串聯連通，形成動態梯級溫度的熱水貯熱設施。貯熱單元分為高溫、中溫、低溫貯熱段。2.0.2梯級貯熱機組Cascadeheatstorageandheatingunit集中熱水供應系統中，由梯級貯熱裝置耦合可再生能源制熱系統組成的制熱與貯熱設備。2.0.3智能IC卡水控機SwipesmartICcardwatercontrolmachine采用電子控制模塊將管道直徑和流速折算成用水量的智能水控裝置。2.0.4熱水機組制熱系統性能系數Coefficientofperformanceofheatingsystemofhotwaterunit是指將可再生能源制熱系統作為一個整體，熱水系統日平均有效用熱量與系統所有能耗量的比值，真實反映制熱系統能源轉換效率性能。2.0.5熱水供應系統性能系數COPofhotwatersupplysystem是指將集中熱水供應系統作為一個整體，熱水系統日平均有效用熱量與系統所有能耗量的比值，真實反映熱水系統在一定時間段內能源轉換與使用效率。2.0.6管道式貯熱單元高徑比Heightdiameterratioofheatstorageunit是指單個貯熱單元的高度與直徑之比，管道式貯熱單元的高徑比不宜小于2.0。2.0.7梯級貯熱裝置熱水輸出率Hotwateroutputrateofcascadeheatstorage梯級貯熱裝置加熱至60℃時切斷熱源，以5%額定貯水容積/min的流量出水，出水溫度比最高出水溫度低10℃為止，梯級貯熱裝置輸出熱量與貯熱裝置的貯存總熱量的比值，數值越大代表熱水輸出量越多。2.0.8電力高溫維持裝置Electrichightemperaturemaintenancedevice梯級貯熱裝置高溫段內設置的電力加熱裝置，用于水溫由50℃至60℃的加熱熱源。73基本規定3.1適用條件3.1.1工程項目采用太陽能、地源熱泵、空氣源熱泵、空調余熱、地熱等可再生能源制備生活熱水時，宜采用梯級貯熱機組作為主要熱源制備生活熱水。3.1.2采用可再生能源用于集中熱水供應時，應進行技術經濟比較，氟利昂空氣源熱泵宜用于夏熱冬暖及溫和地區，并宜設置電力高溫維持裝置局部加熱；二氧化碳熱泵可用于國內所有氣候地區。3.1.3梯級貯熱機組適用于工作壓力不大于1.0MPa，溫度不超過65℃的熱水系統。3.2系統設計3.2.1市政自來水不能保證全部冷、熱水系統壓力時，有熱水供應的所有部位宜采用加壓供水，并應保證冷熱水豎向分區一致和冷熱水壓力同源。3.2.2酒店、醫院、養老設施、酒店式公寓、有建筑熱水需求的住宅等建筑，應采用全日集中熱水供應系統；宿舍、體育、休閑等場所宜采用定時集中熱水供應系統，定時供應熱水時間宜為4～8h。3.3機組設計3.3.1采用梯級貯熱機組制備熱水時，熱水用水定額應采用《建筑給水排水設計標準》GB50015規定的最高日用水定額低限值。學生宿舍等類似場所使用智能IC卡水控機計費時，最高日用水定額建議值為30～35（L/d·p）。3.3.2梯級貯熱機組采用二氧化碳熱泵或高溫段設置電力高溫維持裝置時，可采用高溫熱力消毒措施；耦合太陽能熱水系統時，機組末端出水宜設置恒溫混水閥，控制出水溫度滿足《建筑給水排水設計標準》GB50015第6.2.6條的規定。3.3.3梯級貯熱裝置熱水輸出率應大于或等于65%。3.3.4梯級貯熱機組在動態狀態下，其高溫段出水熱水溫度與低溫段最大熱水溫度差不宜小于25℃。83.3.5梯級貯熱機組應滿足用戶對水量、水質、水溫和水壓的使用要求，并符合安全、衛生、節能、節水、環保等有關規定。3.3.6梯級貯熱機組應采取阻垢、緩垢、軟化等技術措施，并宜滿足下列技術要求：1、當采用氟利昂工質的熱泵機組時，熱泵機組應直接加熱貯熱設備內的熱水，冷水總硬度宜小于120mg/L；當冷水總硬度大于120mg/L時，熱泵機組冷凝器熱水流速宜為1.5~2.0m/s，壓降宜為2.0~4.0m，管道式貯熱單元宜設置鎂棒陽極保護裝置；2、當采用二氧化碳工質的熱泵機組時，冷水總硬度宜小于50mg/L；當冷水總硬度大于50mg/L時，熱泵機組冷凝器熱水流速宜為1.0~1.5m/s，壓降宜為1.0~3.0m；3、當采取其他阻垢、緩垢、軟化等技術措施時，應滿足現行國家標準的技術要求。3.3.7梯級貯熱機組應具備自動控制功能，包括水溫、水量、熱量、水壓、用電量、系統性能系數COP等監測控制與顯示功能；具備數據遠傳功能，可在電腦、手機等移動端實現遠程監控并方便與其他監控設備連接。3.4工程應用3.4.1梯級貯熱機組宜采用裝配式標準化模塊設計。3.4.2梯級貯熱機組制熱系統應進行機電施工圖深化設計，深化設計宜在設計單位施工圖基礎上進行，并滿足中國工程建設標準化協會標準《生活熱水機組應用技術規程》T/CECS134的要求。94設計與計算4.1梯級貯熱機組耦合空氣源熱泵設計與計算4.1.1梯級貯熱機組應符合下列規定：1單套機組配套空氣源熱泵臺數宜為2臺，多套機組聯用時，每套機組可配置1臺熱泵；每臺空氣源熱泵宜設置獨立的1臺熱水循環泵，并應滿足獨立控制和聯動控制的要求；2機組用于全日集中熱水供應系統時，宜采用直熱式空氣源熱泵；定時供應系統可采用循環式空氣源熱泵；3機組模塊應并聯運行，根據用水溫度或用水量逐臺依次開啟或關閉。4.1.2梯級貯熱裝置貯熱單元應符合下列規定：1單個貯熱單元高徑比應≥2.0，梯級貯熱裝置高徑比宜≥15；2、模塊單元之間應采用串聯方式連接，一個機組模塊之中貯熱單元數量不宜少于7個；3、單個模塊單元貯水體積宜為200～2000L，每個梯級貯熱機組模塊貯水體積不宜大于15000L；4、每套梯級貯熱裝置阻力損失宜≤0.02MPa。4.1.3梯級貯熱機組耗熱量計算應滿足下列要求：1設有集中熱水供應系統的居住小區的設計小時耗熱量，應按下列規定計算：1)當居住小區內配套公共設施的最大用水時段與住宅的最大用水時段一致時，應按兩者的設計小時耗熱量疊加計算；2)當居住小區內配套公共設施的最大用水時段與住宅的最大用水時段不一致時，應按住宅的設計小時耗熱量加配套公共設施的平均小時耗熱量疊加計算。2宿舍（居室內設衛生間）、住宅、別墅、酒店式公寓、招待所、培訓中心、旅館、賓館的客房（不含員工）、醫院住院部、養老院、幼兒園、托兒所（有住宿）等建筑的全日集中熱水供應系統的設計小時耗熱量應按下式計算：Q?=K?prCy（4.1）式中：Qh—設計小時耗熱量(kJ／h)；m—用水計算單位數（人數或床位數）；qr—熱水用水定額[L人·d）或L床·d）]，按《建筑給水排水設計標準》GB50015表6.2.1-1中最高日用水定額低限值采用；tr—熱水溫度(℃)，tr＝60℃;C—水的比熱[kJ／(kg·℃)]，C＝4.187kJ／(kg·℃)；tl—冷水溫度(℃)，按《建筑給水排水設計標準》GB50015表6.2.5取用；r—熱水密度(kg／L)；T—每日使用時間(h)，取24；Cγ—熱水供應系統的熱損失系數，Cγ=1.10～1.15；Kh—小時變化系數，可按《建筑給水排水設計標準》GB50015表6.4.1取用。3具有多個不同使用熱水部門的單一建筑或具有多種使用功能的綜合性建筑，當其熱水由同一全日集中熱水供應系統供應時，設計小時耗熱量可按同一時間內出現用水高峰的主要用水部門的設計小時耗熱量，加其他用水部門的平均小時耗熱量計算。4.1.4梯級貯熱機組的貯水容積應按下式計算：1熱泵的設計小時供熱量應按下式計算：Qg=mcqrr?tl）prcy（4.2）式中：Qg—熱泵設計小時供熱量(kJ／h)；Tb—熱泵機組設計工作時間(h／d)，取8h～12h。2全日集中熱水供應系統的梯級貯熱裝置的有效容積應按下式計算：式中：Vr—梯級貯熱總容積(L)；r—熱水的密度；C—水的比熱，C=4.187（kJ/kg?℃);T1—設計小時耗熱量持續時間（h），建議取1~2h；tr—熱水溫度，tr=60(℃);tl—冷水溫度，參照城市當地自來水廠平均水溫值按不同季節計算。η1—設計小時耗熱量持續時間內的梯級貯熱裝置熱水輸出率（%），根據產品實測資料數據取值，當缺乏資料時可取60%—65%；Qg—熱泵設計小時供熱量3定時集中熱水供應系統的梯級貯熱裝置的有效容積應按下式計算：Qp—定時集中熱水供應時間段內平均設計小時耗熱量(kJ／h)；T—定時集中熱水供應時間（h），建議取值4-6；4熱水供應系統的單臺熱泵的輸入電功率宜按下式計算：式中：n—N—熱泵臺數,一個標準模塊宜為1-2臺；單臺熱泵的輸入功率（kW）；COP—熱水機組制熱系統綜合性能系數，一般按冬季最冷月平均氣溫對應的制熱系統日平均性能系數平均值；設有電力高溫維持裝置的梯級貯熱機組，性能系數COP宜按春分、秋分所在月的平均氣溫對應的平均性能系數值，可根據實測資料取值。當資料缺乏時，建議參考不同氣候分區最冷月氣溫對應的COP取值，見表1.表1：不同地區熱水機組制熱系統性能系數熱水機組制熱系統性能夏熱冬冷地最冷月平均COP1.62-2.081.68-2.322.5~3.52.0~2.52.3~3.02.65~4.364.1.5可再生能源制熱及貯熱機組綜合性能系數COP應按下式計算：COP=Qs/Nz（4.5）式中：COP—熱水制熱及貯熱機組的性能系數；Qs—根據熱水用水定額計算或實測的日均熱水耗熱量（kW）；Nz—熱水制熱設備所需日均總耗電量、機組設備和管網日均耗量之和，可根據實測能耗量或按下式計算：Nz=N1+N2+N3（4.6）式中：N1—熱水制熱設備所需日均總耗電量（kW）；N2—機組與系統循環水泵的日均總耗電量（kW）；N3—機組設備及系統管網日均散熱能耗量之和（kW）；4.2梯級貯熱機組耦合太陽能系統的設計與計算4.2.1機組耦合太陽能熱水系統時，太陽能宜作為靜態熱媒預熱被加熱水，與熱泵并聯制備生活熱水；4.2.2采用太陽能熱水系統與梯級貯熱機組耦合聯用時，應采用無動力集熱循環太陽能系統，并應滿足下列要求：1采用無動力太陽能靜態熱媒預熱被加熱水時，宜與熱泵合用循環泵，采用溫控閥控制；2太陽能保證率宜按40%~50%設計；3機組配套梯級貯熱容積按下列公式計算；Vk=Vr-Vt（4.6）式中：Vk—當設有無動力太陽能系統時，機組模塊梯級貯熱的有效容積(L)；Vt—無動力太陽能系統集貯熱模塊內筒儲熱容積(L)，宜按外筒實際容積的50%計；4熱泵循環泵、太陽能熱媒循環泵啟停應采取定時與溫度控制復合模式。4.2.3光伏電池耦合梯級貯熱機組應滿足下列要求：1可采用光伏電池用于梯級貯熱加熱，光伏發電宜逆變為220V交流電；2光伏發電量宜按滿足日均用水量溫升10℃的耗熱量進行設計；設計估算時，也可按熱水系統日均耗熱量的25%~30%取值；3當設有光伏系統時，每個貯熱單元均宜設置電力加熱裝置。5自動控制與可靠性5.1一般規定5.1.1梯級貯熱機組系統中，太陽能熱利用的集熱器設計使用壽命應高于15年；太陽能光伏發電的光伏組件設計使用壽命應高于25年，梯級貯熱機組設計使用壽命應高于25年。5.1.2施工安裝不得破壞配電、控制箱柜耐環境防護性能。5.1.3梯級貯熱機組應進行耐環境可靠性檢測。5.2梯級貯熱機組自動控制5.2.1全日集中熱水供應系統循環泵啟停應由系統回水管道溫度控制器控制；定時熱水供應系統循環泵啟停應由回水管道溫度控制器和時間控制器雙重控制。5.2.2空氣源熱泵應與獨立配套設置的循環泵聯動，并滿足下列要求：1梯級貯熱機組應充分利用高溫段連續供水；2梯級貯熱機組低溫段起始單元溫度≤30℃時，空氣源熱泵開啟；采用氟利昂熱泵時，水溫≥50℃時，熱泵停止運行；采用二氧化碳熱泵時，水溫≥60℃時，熱泵停止運行；3空氣源熱泵應設置時間控制器，可定時啟停熱泵機組；4機組熱水出水溫度≤50℃時，出水管電磁閥關閉，機組停止供水，熱水出水溫度≥55℃時，出水管電磁閥打開；5.2.3梯級貯熱機組采用氟利昂熱泵時，宜設置電力高溫維持裝置，并滿足下列要求：1僅僅采用市政電力時，貯熱裝置高溫段每個貯熱單元均設置電加熱裝置；貯熱裝置末端貯熱單元溫度≤50℃時，開啟輔助電加熱裝置，當水溫≥60℃時，輔助電加熱裝置停止運行；2采用光伏電池和市政電力聯用時，貯熱裝置每個貯熱單元均設置電加熱裝置；貯熱裝置單元溫度≤50℃時，開啟輔助電加熱裝置，當水溫≥60℃時，輔助電加熱裝置停止運行；5.2.4太陽能熱水與機組耦合時，機組出水應設置恒溫混水閥，控制熱水出水溫度≤60℃;5.2.5機組應設置組合控制、顯示裝置，動態顯示并記錄機組用電量、用水量、耗熱量、機組COP值等工程參數信息。5.3梯級貯熱機組安全可靠性5.3.1應采用成熟的管道式貯熱單元制造技術和工藝。5.3.2管道系統設計與控制原理應簡潔，減少水循環與換熱環節。5.3.3應合理選擇與使用電氣元器件、零部件和原材料。5.3.4應合理進行環境耐候性防護設計。所有配電、控制箱柜耐環境溫度應符合國家現行標準的要求，環境溫度-30℃~70℃均應能正常工作。5.3.5配電、控制箱柜及線纜接口均應滿足國家現行產品認證的要求，各導電回路常溫常濕狀態環境下電氣絕緣≥20MΩ,低溫高濕、高溫高濕環境下電氣絕緣≥0.5MΩ。5.3.6配電、控制箱柜制造材料均應滿足防火阻燃UL94V-2等級要求。5.3.7配電、控制箱柜應設置過流保護、漏電保護及接地保護功能等，接地電阻不大于4Ω。5.3.8產品外觀完好無損傷，并應滿足防水、防潮、耐霉菌的質量要求，室內安裝配電、控制柜其防護等級不應低于IP54，室外安裝其防護等級不應低于IP55。5.3.9地下建筑落地配電、控制箱柜應安裝在高度大于200mm地臺上；壁掛型電氣箱（柜）高度以便于操作、維修為宜，禁止未經采取防水、防潮措施通過箱內壁開孔安裝固定方式。5.3.10建設單位應委托具備相應資質的第三方檢測機構進行工程安全可靠性質量檢測與評估，檢測項目和數量應符合抽樣檢驗要求，并應經監理審核通過后實施。6安裝與調試6.1一般規定6.1.1機組的安裝應符合現行國家標準《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242的有關規定。6.1.2機組的安裝應單獨編制施工組織設計，并應包含與主體結構施工、設備安裝、裝飾裝修等有關工種的協調配合。6.1.3機組安裝前應具備下列條件：1設計文件齊備，且已通過審批；2施工組織設計與施工方案已經批準；3施工場地符合施工組織設計要求；4現場水電、場地、道路等條件能滿足施工需要；5預留基座、孔洞、設施符合設計圖紙，并已驗收合格；6.1.4機組現場安裝應符合下列規定：1所有設備及配件材料進場時應進行驗收，并應妥善保管；2各分項應按現行國家標準《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242的有關規定進行質量檢驗；3各分項之間應進行交接檢驗，所有隱蔽分項應進行隱蔽驗收。6.1.5機組的施工單位應具備相應的施工資質，施工人員和質量驗收人員應具備相應的專業技術資格。6.1.6機組應采用工廠預制、現場裝配式安裝工藝；部件的尺寸宜滿足運輸、安裝的方便性。6.1.7機組制熱系統應有型式檢驗報告。所有設備配件及主要原材料應具有質量合格證明文件，其性能應符合國家現行有關標準和設計要求。6.2機組布置與安裝6.2.1機組宜室外露天安裝，機組尺寸、重量應滿足運輸及吊裝的要求。機組安裝在室外時，應遠離居住用房等需要安靜的場所。6.2.2當梯級貯熱裝置在室內安裝時，應預留運輸、安裝通道或吊裝孔洞；空氣源熱泵機組可設在地下車庫。機組附近應設有排水設施。6.2.3機組布置間距應滿足國家現行標準的技術要求。6.2.4無動力太陽能熱水系統安裝應滿足中國工程建設標準化協會標準《無動力集熱循環太陽能熱水系統應用技術規程》T/CECS489及相關產品的技術要求。6.3管路及管件6.3.1梯級貯熱熱水機組選用管材、閥門附件等應符合現行國家標準《建筑給水排水設計標準》GB50015的有關規定。管路、閥門附件等安裝應符合現行國家標準《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242的有關規定。6.3.2儀器儀表應選擇在流速穩定的直線管段上，或在容器介質流動平穩的區域，儀表應垂直安裝在易于觀察且無顯著振動的位置。6.3.3溫度傳感器的接線應牢固可靠，接觸良好，接線盒與套管之間的傳感器屏蔽線應做二次防護處理，兩端應做防水處理。6.3.4管道保溫應在水壓試驗后進行，管道保溫宜采用整體發泡，保溫材料宜采用聚氨酯。保溫應符合現行國家標準《工業設備及管道絕熱工程施工質量驗收標準》GB/T50185的有關規定。6.3.5電氣設備安裝應符合下列規定：1電氣設備安裝、施工應符合現行國家標準《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303的有關規定；2電纜線路施工應符合現行國家標準《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準》GB50168的有關規定；3電氣接地裝置的施工應符合現行國家標準《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB50169的有關規定。6.4水壓試驗與沖洗6.4.1熱水機組安裝完畢后，在設備和管道保溫之前，應進行水壓試驗。水壓試驗應符合現行國家標準《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242的有關規定。6.4.2水壓試驗宜在環境氣溫高于5℃時進行，當環境溫度低于0℃進行水壓試驗時，應采取可靠的防凍措施。6.4.3系統水壓試驗合格后，應對系統進行沖洗，沖洗出水水質應符合現行國家標準《建筑給水排水與節水通用規范》GB55020的有關規定。6.5系統調試6.5.1熱水機組應具備聯動功能，并配置自動監控和控制措施，投入使用前應進行系統調試。6.5.2系統調試應包括設備單機調試和系統聯動調試。6.5.3設備單機調試應包括機組本體、水泵、閥門、電磁閥、溫控閥、電氣及自動控制設備、監控顯示設備等調試。調試應包括下列內容：1檢查熱泵及配套水泵安裝狀況，在設計負荷下連續運轉2h，熱泵及水泵應工作正常，無滲漏，無異常振動和聲響，電機電流和功率不大于額定值，溫度在正常范圍內；2檢查電磁閥安裝方向，手動通斷電試驗時，電磁閥應開啟正常，動作靈活，密封嚴密；3溫度、溫差、水位、光照、控制信號、時鐘等控制儀表應顯示正常、動作準確；4電氣控制系統應達到設計要求的功能，控制動作準確可靠；5剩余電流保護裝置動作應準確可靠；6防凍保護裝置、超壓保護裝置、過熱保護裝置等應工作正常；7各種閥門應開啟靈活、密封嚴密。6.5.4系統聯動調試應包括下列主要內容：1調整溫控閥、電磁閥控制閥門，閥前閥后壓力應處在設計要求的壓力范圍內；2流量、壓力、溫度、溫差、水位、時間等控制儀表的控制區間或控制點應符合設計要3調整各個分支回路的調節閥門，各回路流量應平衡。6.5.5系統聯動調試完成后，系統應連續運行72h，設備及主要部件的聯動應協調、動作正確、無異常現象。7系統調適7.1一般規定7.1.1熱水機組的調適應在集中熱水供應系統試壓、沖洗后進行。7.1.2熱水機組的調適宜由建設單位組織，由獨立第三方檢測調試單位負責完成，并應出具調適報告。參與成員應包括建設單位、設計單位、監理單位、機電分包單位、設備供應商等相關人員。7.1.3熱水機組的調適包括單機調適和聯合調適，單機調適主要為單機試運轉、設備及系統性能調適；聯合調適在機電系統相關自控系統安裝完成后實施，應包含控制器和執行器準確性驗證、控制功能驗證、邏輯驗證、系統聯動、優化控制效果驗證等。7.1.4熱水機組調適應在典型冬季工況進行，機組負荷不宜小于其額定負荷的80%。7.1.5可再生能源系統監測數據應進行單獨統計，以一個完整的日歷年統計時段，能耗數據應最終納入能耗監督管理系統平臺管理。7.2調適內容7.2.1熱水機組性能調適主要包括以下內容：1動態下調適貯熱裝置貯熱單元的熱水梯度；2動態下調適機組熱泵與循環水泵的聯動工作；3調適熱水機組配套電磁閥與溫度控制聯動工作；4調適制熱系統壓力膨脹罐、安全閥、泄壓閥等安全裝置功能。7.2.2集中熱水供應系統調適主要包括以下內容：1淋浴器、水龍頭等末端用水器具的熱水出水溫度、出水時間、壓力；2供應系統回水溫度控制精度以及循環泵自動啟停功能；3熱水供應系統壓力膨脹罐、安全閥、泄壓閥等安全裝置功能；4熱水供應系統冷、熱水壓力平衡技術措施。7.2.3太陽能系統調適主要包括以下內容：1太陽能熱水集貯熱裝置的自動補水裝置；2太陽能熱水系統不同模塊陣列的水力平衡；3太陽能熱水防爆、防過熱、防凍等安全保證措施；4太陽能光伏耦合梯級貯熱機組的技術措施。7.3.4空氣源熱泵調適主要包括以下內容：1直熱式空氣源熱泵工作狀態；2循環式空氣源熱泵工作狀態；3空氣源熱泵的除霜工作狀態；8.0.1系統必須進行工程驗收，驗收不合格不得投入使用。8.0.2系統驗收施工單位應提供下列資料：1竣工驗收申請報告、設計變更通知書、竣工圖；2工程質量事故處理報告；3施工現場質量管理檢查記錄；4機組制熱系統施工過程質量管理檢查記錄；5機組制熱系統質量控制檢查資料；6系統試壓、沖洗記錄；7系統調試、調適記錄。8.0.3集中熱水供應系統供水應檢查給水管網的進水管管徑及供水能力，應符合設計要求。8.0.4循環水泵吸水管、出水管及閥門儀表的規格、型號、數量，應符合設計要求；當系統溫度達到設計值時，通過溫度信號應能及時啟動、停止循環泵。8.0.5機組驗收應符合下列要求：1管道的材質、管徑、接頭、連接方式及采取的防腐、防凍措施，應符合設計規范及設計要求；2機組附近應有排水坡度及輔助排水設施；8.0.6系統流量、壓力的驗收，應通過系統流量壓力檢測裝置進行放水試驗，系統流量、壓力應符合設計要求。8.0.7梯級貯熱機組的所有設備配件及主要原材料應具有質量合格證明文件，其性能應符合國家現行有關標準和設計要求。8.0.8太陽能系統的檢測、驗收應滿足現行國家標準《建筑節能與可再生能源利用通用規范》（GB55015）的相關規定。9維護管理9.0.1管理維護者應積極參與系統調試與調適，設計單位與安裝單位應對管理維護者進行培訓，梯級貯熱機組質保期不應少于兩年。9.0.2機組投入使用前，應建立系統安全操作守則和維護管理制度，投入使用后應由專業人員定期進行維護，日常運行維護應有記錄，應監測并記錄系統供水溫度與日用水量。通過定期監測和調節機組的系統參數，如水溫、水壓、流量等，確保機組運行在正常范圍內，并且能夠滿足使用要求。9.0.3當機組運行出現故障時，應由專業人員及時處理和維修。9.0.4機組應定期安排清洗，根據水質硬度和選用管材狀況，清洗周期宜為1~2年，清洗時應選擇專用除垢劑清洗。9.0.5當機組運行時間大于合同約定的使用壽命期限時，應進行專業評估。9.0.5梯級貯熱機組制熱系統每五年應進行檢測評估，當系統運行時間大于合同約定的使用壽命期限時，系統每2年應進行檢測評估。附錄A梯級貯熱機組A.0.1梯級貯熱機組是由管道式貯熱單元、空氣源熱泵、電力高溫維持裝置、太陽能組件、控制系統等組成的集成模塊化成套設備；A.0.2梯級貯熱機組安裝的電表、水表或熱量表等計量裝置應符合國家標準《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015的規定，并應達到2級精度；A.0.3管道式貯熱單元及熱水連接管道材質應符合下列要求：A.3.1貯熱單元筒體與水接觸部分宜為不銹鋼、紫銅或搪瓷等材質。在水質硬度高或易結垢的地區，宜選用搪瓷防腐材質；A.3.2機組如有內置盤管換熱裝置，換熱器基材和水接觸部分的防腐處理宜與筒體相同。采用銅管、鋼管和不銹鋼管時，基材的選用應符合GB/T1527、GB13296的規定；A.3.3保溫隔熱材料不允許使用石棉和含氯氟烴化合物（CFCs）類的發泡物質。使用聚苯乙烯泡沫塑料作為隔熱材料時，不應直接與內膽筒體接觸，應采取隔離措施。隔熱材料的阻燃等級不低于GB/T8332中規定的HBF級；A.3.4與無動力太陽能集貯熱裝置連接的熱水管道應采用薄壁不銹鋼管，其他部分熱水管道可采用PVC-C、薄壁不銹鋼管、紫銅管等單一材質管道，室外管道保溫應采用防潮、防水保護措施。A.0.4梯級貯熱機組安全性能應符合下列要求：A.4.1梯級貯熱機組上應配有安全閥作為超壓保護，安全閥整定壓力應符合GB150.1～2011附錄B的規定；A.4.2電氣間隙與爬電距離應符合GB/T3797的相關規定；A.4.3絕緣電阻與介電強度應符合GB/T37978的相關規定；A.4.4防觸電保護應符合GB/T3797的相關規定；A.4.5接地應符合GB/T3797的相關規定；A.4.6梯級貯熱機組應滿足運輸、吊裝、維修等技術要求；A.4.7室外安裝的梯級貯熱機組宜采用金屬外殼和保溫材料進行整體式加工制作，并滿足保溫、防水、防潮、隔熱、防雷等功能；A.4.8電加熱管與水直接接觸的材料經鹽霧試驗96h后，應能承受電氣強度試驗，無閃絡和擊穿現象。B.0.1試驗方法1管道式貯熱單元主要受壓元件應具有材料質量證明書。2產品標識1)安全及操作部位要有明顯警示標識；2)系統及單元設備本體部位要求具備控制原理圖或說明，便于設備維檢；3)標識制作應按國家現行標準進行，要求防水、耐磨、明顯、長久。1產品外觀完整、無劃傷、磕痕、銹蝕、漆膜脫落現象。2部件安裝正確，符合圖紙及技術要求。3用滿足精度要求的量卡具或目測對梯級貯熱機組及零部件的尺寸和外觀質量進行檢驗。B.1.3無損檢測1筒體A、B類焊接接頭X射線無損檢測按JB/T4730.2的規定進行。2容器法蘭拼接的焊接接頭X射線無損檢測按JB/T4730.2的規定進行。3容器法蘭與筒體間的焊接接頭磁粉無損檢測按JB/T4730.4的規定進行。4容器法蘭與筒體間的焊接接頭滲透無損檢測按JB/T4730.5的規定進行。B.1.4液壓試驗1液壓試驗場地應當有可靠的安全防護設施。2液壓試驗用壓力表的量程應為1.5~3倍的試驗壓力,宜為試驗壓力的2倍，壓力表的精度不得低于1.6級，表盤直徑不得小于100mm，試驗時壓力表應安裝在梯級貯熱機組安放位置的頂部。3試驗液體一般采用水,應控制水的氯離子含量不超過25mg/L，梯級貯熱機組進行液壓試驗時，液體溫度不得低于15℃。4單組貯熱單元應進行液壓試驗，試驗壓力為1.5倍設計壓力，保壓10min，合格后方可組。5梯級貯熱機組制造完畢進行水壓試驗，保壓時間為30min。6閥門液壓試驗按GB/T13927的規定進行。B.1.5性能試驗1控制性能試驗,控制性能試驗裝置如圖B-1。圖B-1性能試驗系統原理圖2試驗介質條件冷水供水壓力需保持穩定，壓力偏差值不得超過0.02Mpa。3試驗步驟1)打開機組配套放氣閥或安全閥，使梯級貯熱機組內充滿水，排除空氣后關閉安全閥；2)溫度感器自動控制熱泵循環加熱至所需熱水溫度；3)緩慢開啟用水末端，待熱水溫度及水量穩定時，調整智能型恒溫混水閥，使熱水溫度維持所需出水溫度；4)在允許范圍內調節熱水出水負荷，每5min記錄一次出水溫度，連續記錄6次，取6次記錄中溫度波動值的平均值；5)增加梯級貯熱機組內熱水壓力，超過安全閥調整值時，觀察安全閥是否開啟；6)增加殼體梯級貯熱機組的熱水溫度，超過所需出水溫度時，觀察電磁閥及安全閥是否開B.0.2熱工性能試驗B.2.1要求1機組熱水輸出率：管道式貯熱單元溫度均達到60℃,熱源關閉；按5%貯熱容積/min水量放水，冷流體經過被測試管道式貯熱單元，當出水溫度達到50℃時停止放水，計量放水水量，計算機組熱水輸出率；2機組動態熱水梯度：在上述測試過程中，測量每個貯熱單元頂部和下部溫度，繪制熱水梯度曲線圖；3機組制熱系統性能系數COP：在24小時內，累計計量機組熱水出水量和冷熱水溫度，或采用熱量表測量累計耗熱量，計量熱水系統所有設備實際用電量，計算系統性能系數COP；B.2.2測量方法流量、溫度、壓力等測量均應滿足國家標準《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》（GB/T27698.1）的相關要求；B.0.3水力性能試驗B.3.1要求1冷、熱流體的名稱、流量；2冷、熱流體的進出口溫度；3冷、熱流體的進出口壓力或壓力降。B.3.2流體阻力性能：1確定不同流速u下的壓力降△p；2建立歐拉數Eu與雷諾數Re間的準則關系式。B.0.4可靠性能試驗B.4.1要求1高溫高濕環境配電、控制箱柜耐候性試驗；2溫度、化霜系統控制可靠性試驗；3機組冷凝器和蒸發器匹配；4水泵、管道和閥門附配件質量認證檢驗。B.4.2耐久性能1建立耐久性模型，利用可靠性分析方法進行可靠壽命分析；2建立優化模型，選擇可靠性優化策略和優化算法確定優化的參數設計方案。B.0.5其它除本規程明確規定之外，應參考下列現行國家標準進行測試：1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》GB/T27698.1；2《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：管殼式熱交換器》GB/T27698.2的規定進行。本規程用詞說明為便于在執行本規程條文時區別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下：1)表示很嚴格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”；2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”；3)表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。引用標準名錄《建筑給水排水設計標準》GB50015《無動力集熱循環太陽能熱水系統應用技術規程》T/CECS489《生活熱水機組應用技術規程》T/CECS134《空氣源熱泵熱水系統技術規程》T/CECS985《生活熱水水質標準》CJ/T521《公共建筑節能設計標準》GB50189《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242《工業設備及管道絕熱工程施工質量驗收標準》GB/T50185《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準》GB/T50168《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB50169《家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求》GB4705.1《家用和類似用途電器的安全儲水式熱水器的特殊要求》GB4705.12《低環境溫度空氣源熱泵（冷水）機組能效限定值及能效等級》GB37480《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》GB/T27698.1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：管殼式熱交換器》GB/T27698.2《空氣源熱泵熱水機全年制熱性能評價方法》JB/T13304中國工程建設標準化協會標準智能梯級貯熱機組應用技術規程T/CECS***:2023條文說明制定說明本標準(智能梯級貯熱機組應用技術規程)制定過程中，編制組進行了多個工程實際工程和相關產品的調查研究，結合現有科研成果，總結了我國民用建筑太陽能、水源熱泵等可再生能源制備及熱水貯存設備技術的實踐經驗，同時參考了國外先進技術法規、技術標準，如英國特許建筑服務工程師學會(CIBSE)和英國分散式能源協會(ADE)標準《Heatnetworks:codeofPracticefortheUKRaisingstandarsforheatsupply》有關高徑比的技術內容。對研制的梯級貯熱裝置和熱泵進行了多次試驗，實驗結果滿足本規程的技術要求，實驗數據作為本規程的技術支持。包括但不限于如下內容：（1）委托中國建筑設計研究院住宅實驗室（建筑環境優化設計與測評北京市重點實驗室）進行了“共用熱源的戶式生活熱水制備裝置”實驗，并出具報告，對單個貯熱單元不同高徑比時的熱水輸出率進行了測試；（2）課題組于2022年9月對9個模塊單元（500L/個）集成梯級貯熱裝置進行了動態梯級性能測試；測試了配套氟利昂熱泵的制熱能力；（3）課題組于2023年4月對6個模塊單元（500L/個）梯級貯熱裝置進行了動態梯級性能和系統水阻力損失測試；測試了配套二氧化碳熱泵的制熱能力；（4）課題組于2023年9月對6個模塊單元（750L/個）梯級貯熱裝置進行了動態梯級性能和系統水阻力損失測試；本標準(智能梯級貯熱機組應用技術規程)編制原則主要有以下幾點：目的明確：規范、總結、梳理現有生活熱水制熱與換熱集成技術，并借鑒國際先進經驗，將制熱換熱技術與熱媒輸配系統進行耦合，最大化降低維護運行成本，實現穩定、舒適的熱水系統，并能最大化利用新能源。確保規程能夠有效地指導相關工作的開展，提高工作的規范性和效率。科學性：規程的編制必須基于科研成果、工程實踐經驗、實驗數據，確保規程的內容合理、可行，并能夠反映行業最新發展水平。實用性：規程應針對具體的工程項目示范，充分考慮實際工作需要，確保規程的可操作性和實用性。系統性：規程應涵蓋相關工作的全過程，包括工作流程、操作步驟、技術要求等，確保規程的完整性和系統性。安全性：規程必須考慮安全因素，確保工作過程中的安全風險得到有效控制，保障工作人員和設備的安全。規范性：規程應使用標準化的術語和格式，確保規程的規范性和一致性，方便使用者理解和執行。重要問題的處理：尚需深入研究的有關問題主要有如何因地制宜選擇熱泵設備，保證梯級貯熱裝置的出水穩定性和滿足熱力消毒的溫度。為便于廣大技術和管理人員在使用本標準(智能梯級貯熱機組應用技術規程)時能正確理解和執行條款規定，《智能梯級貯熱機組應用技術規程》編制組按章節條順序編制了本標準(智能梯級貯熱機組應用技術規程)的條文說明,對條款規定的目的依據以及執行中需注意的有關事項等進行了說明。本條文說明不具備與標準正文及附錄同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標準規定的參考。 32 36 394.1梯級貯熱機組耦合空氣源熱泵設計與計算 394.2太陽能耦合梯級貯熱機組的設計與計算 41 42 425.2梯級貯熱機組控制 42 44 44 45 46 482術語2.0.1典型的梯級貯熱裝置系統見圖1。貯熱單元為閉式系統，在集中熱水供應系統動態供水時，每個貯熱單元水溫不同、形成溫度梯度。1~3號貯熱罐為低溫貯熱段，4~6號貯熱罐為中溫貯熱段，7~9號貯熱罐為高溫貯熱段。圖1典型的梯級貯熱裝置系統原理圖2.0.2梯級貯熱裝置可以與一種或多種新能源系統耦合。可單獨與無動力太陽能熱水系統、空氣源熱泵等可再生能源耦合使用。與無動力太陽能熱水系統、空氣源熱泵耦合的典型系統原理見圖2。圖2典型的梯級貯熱裝置耦合無動力太陽能、空氣源熱泵系統原理圖2.0.3智能IC卡水控機宜采用電線電力供應方式，可采用獨立刷卡或手機內置電子卡。典型的智能IC卡水控機安裝見圖3。智能IC卡水控機利用先進的智能技術，如傳感器、數據采集、通信等技術，實現對水源的智能化控制和監測。它可以根據用戶的需求進行定時定量供水、防止濫用水資源，并能實時監測用水情況。智能IC卡水控機可以通過網絡連接，實現遠程監控和管理。圖3智能IC卡水控機安裝實景圖2.0.5綠色低碳建筑配置的主動式可再生能源系統均為增量系統，如果不能在有效建筑生命期內具有良好的節能效果，就會適得其反，因此應進行系統性能檢測，全年系統性能系數COP宜≥2.5才有明顯的節能意義。2.0.6提出貯熱單元體“高徑比”的概念，參照英國特許建筑服務工程師學會(CIBSE)、英國分散式能源協會(ADE)編著的《熱力站標準》（英國供熱手冊）。“高徑比”超過2.0有利于熱水分層，有利于提高熱水利用率。梯級貯熱裝置由多個單元組成，可理解為巨型“管道式貯熱裝置”，其高徑比應可達到15~20，減少了冷水混合引起的罐內水溫整體下降的負面影響，提高了熱水的有效出水率。根據英國國家物理實驗室編寫的歐盟環境技術驗證試點項目驗證報告，“混能/004/VR/NPL混能罐(MixergyTank)”，“混能罐”使用新型的入口擴散器和有一定角度的加熱元件結構，從而提高了熱水分層，對家用熱水罐內儲存的熱水的利用率約33%。進水口處的配置減少了冷水與熱水的混合，可提高給定容積的預熱式熱水罐產生的熱水量。為此，中國建筑設計研究院有限公司與合作企業研制了戶式生活貯熱裝置，類似于熱水混能裝置，內徑150mm，高徑比超過15，熱水輸出率達到98%，見圖4。圖4戶式生活熱水貯熱裝置測試實景圖2.0.7本條參考《儲水式電熱水器能效限定值級能效等級》GB21519規定，根據集中熱水供應系統的技術要求，梯級貯熱機組有效輸出熱水溫度應≥50℃,才能保證系統末端潔具出水溫度不低于46℃;因此規定輸出水溫度比最高溫度低10℃。梯級貯熱裝置系統實測熱水輸出率約70%~85%。2.0.8本條設置電力高溫維持裝置目的，一是提高熱水溫度到55℃~60℃,可以滿足系統高溫熱力消毒的作用，可不再設置專用消毒滅菌裝置；二是避免熱泵（氟利昂工質）在高溫水回水條件下制熱性能系數偏低，避免由此造成的投資與效益比例失衡。3基本規定3.1.2結合國內空氣源熱泵使用特點，做如下說明：1夏熱冬暖地區氟利昂空氣源熱泵可作為穩定熱源使用；其他地區設置氟利昂空氣源熱泵時，需要設置輔助熱源，工程實踐表明設置輔助熱源增加了系統復雜性、增加了管理運行成本；本條規定太陽能熱水與熱泵聯用，不再設傳統燃油、燃氣能源裝置，但溫度不足時，可設置電力高溫維持裝置局部加熱；2二氧化碳熱泵已經逐漸得到普及應用，適用于國內所有地區，可穩定供應60℃以上的熱水，契合了生活熱水的技術特點；3基于全壽命周期的低碳設計理念，制熱設備不僅僅考慮運行能耗排碳量，也應綜合考慮制造、維護、更換等綜合排碳量，不同地區、不同設備應有一個合理的匹配量化指標關系。根據資料“家用空調碳足跡及其關鍵影響因素分析”（孫鋅,劉晶茹,楊東,呂彬，中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室），結論如下：在空調的生產制造階段,線路板和制冷劑這兩個重量比重均不到3%的組分,共產生了接近整個生產制造階段50%的碳足跡,因此,有必要通過生態設計及使用先進技術等方式來減少這部分材料生產過程對溫室效應的影響；家用空調的碳足跡主要集中在使用階段,其中,除67%為電力使用外,制冷劑的泄漏產生23%的碳足跡.一方面可以通過使用清潔能源發電和提高能源利用率來減少用電產生的碳足跡,另一方面通過適當的方法避免制冷劑的泄漏也是當務之急；制冷劑的回收率對減緩廢物處理階段碳足跡的作用最大,提高其回收利用率,可以進一步降低空調生命周期中對溫室效應的影響；通過上述分析，由于二氧化碳工質制取為零排放，對溫室效應無影響，從制造層面測算，產品制造本身約占碳足跡的10%，但二氧化碳循環工質就可以減少23%的碳足跡，因此基于碳中和的設計理念，宜推廣應用二氧化碳熱泵機組。3.2.1國內市政供水壓力一般供應地上10m左右，熱水豎向分區均按加壓設計可有效減少熱水系統豎向分區，有利于簡化系統設計，減少設備和管線數量，減少能耗，有利于節能，節能效益遠大于利用市政供水的余壓帶來的效益；另一方面，如果采用市政冷水作為壓力源，市政給水力波動較大，或市政管網維修斷水時，末端熱水出現燙傷事故的概率大增。某些五星級品牌酒店明文禁止采用市政給水作為熱水的壓力源，冷熱水均應集中加壓供水。設置集中熱水供應的場所一般為居住類建筑，為保證供水的可靠性，生活給水系統宜存儲一定水量，也需要二次加壓。建議工程采取如下措施：1）在市政壓力供水滿足使用壓力要求的多層建筑，冷熱水系統可采用市政壓力統一供水，豎向不分區；2）供水可靠的特大型城市，需要二次加壓供水，推薦采用無負壓（疊壓）設備統一供水，分區靜水壓力應符合《建筑給水排水設計標準》第3.4.3條的規定，并有利于冷熱水壓力平衡；3）城市供水不可靠時，推薦采用水箱+變頻設備二次加壓供水，豎向可分區供水，但要確保冷、熱水壓力同源。3.2.2酒店、醫院、養老設施、公寓、住宅等建筑使用者為住宿生活業態，包括老弱病殘孕等特殊人群，需要24小時隨時供應熱水，因此規定上述場所應采用全日集中熱水供應系統；其他場所均為成年人（或有成年人看護）使用，且使用業態允許間斷供應，可采用定時集中熱水供應系統。3.3.1熱水用水定額取值的合理性直接決定了系統的經濟合理性，經過測試與計算，按照《建筑給水排水設計標準》GB50015的最高日用水定額低限值取值，可滿足使用要求。使用智能IC卡水控機計費可有效降低用水定額，為體現學生宿舍室內設置衛生間及淋浴間（居室2~8人不等）帶來用水定額的差異性，條文適當放大了用水定額。學生宿舍為公共盥洗間淋浴場所時可取低限值，室內設衛生間及淋浴間時取高限值，最高日用水定額建議值為30~35L。3.3.2機組采用二氧化碳熱泵或高溫段設置電力高溫維持裝置，熱水溫度出水55℃~60℃,可有效抑制細菌繁殖生長，因此做出該規定。單獨設置氟利昂空氣源熱泵的熱水機組，熱水出水溫度一般低于55℃,為避免熱水管網中滋生軍團菌，需要設置專用消毒滅菌設施。3.3.3本條規定的目的是要求梯級貯熱裝置要具備足夠的系統高徑比，加大貯熱單元的熱水梯度，提高設備熱水輸出率，降低熱泵回水溫度，提高熱泵綜合性能系數COP值，以利于節3.3.6熱水供水水溫涉及供水安全、衛生、節能、設備管道使用壽命等諸多因素，為保證熱泵的系統性能系數COP值合理性，氟利昂工質熱泵設備出水溫度不宜超過50℃,冷水防垢要求可適度降低；二氧化碳工質的熱泵機組設備出水溫度可≥60℃,為保證機組的綜合安全和壽命，因此規定冷水總硬度宜小于50mg/L。空氣源熱泵熱水機組工作原理見圖5，鑒于空氣源熱泵熱水機組的特點，為充分發揮梯級貯熱的優點，不宜在集中熱水系統供應系統貯熱設備中再設置間接換熱裝置，貯熱設備內的熱水將直接進入熱泵機組的冷凝器（殼管式換熱器結垢對熱泵機組的使用壽命影響較大，應引起業界高度重視。全國不同地區自來水總硬度分布見圖6，全國只有華南地區自來水總硬度小于120mg/L，大部分地區需要進行必要的阻垢、緩垢、軟化等技術措施。由于尚缺乏詳實、權威的實驗數據，資料僅供參考。參考國外某品牌直接燃燒式鍋爐換熱器的資料，根據不同水質硬度，采用不同的水流速用于防止結垢；熱泵機組冷凝器可采用了不同的流速等設計參數。圖5空氣源熱泵熱水器的基本工作原理圖6全國不同地區自來水總硬度分布圖全國26個省級區劃33個采樣點（1.哈爾濱2.長春3.沈陽4.錦州5.北京6.天津7.唐山8.青島9.濟南10.石家莊11.太原12.呼和浩特13.蘭州14.西安15.成都16.重慶17.貴陽18.昆明19.南寧20.廣州21.長沙22.南昌23.福州24.三明25.上海26.杭州27.合肥28.南京29.安慶30商丘31.鄭州32晉城33.武漢）4設計與計算4.1梯級貯熱機組耦合空氣源熱泵設計與計算4.1.1本條對機組與可再生能源耦合作如下說明：1本規程推薦熱水系統采用標準化模塊機組，熱泵臺數不宜太多；每臺熱泵設置獨立的1臺熱泵循環泵，一是因為熱泵加熱是在動態變化之中，當不同熱泵共用循環泵時，易出現循環水量與熱泵制熱能力不匹配的現象；二是每臺熱泵配備一臺循環水泵，便于標準化、集成化，方便安裝和運行管理；2采用直熱式空氣源熱泵可有效提高熱水溫度，避免貯熱裝置溫度紊亂、保證溫度的穩定性，同時減少循環次數，有利于提高系統溫度的可靠性；3熱泵串聯運行，高溫段系統性能系數COP偏低。在某些工程設計中，出現多級熱泵串聯應用的案例，COP值偏低，不利于節能。4.1.2控制每套梯級貯熱裝置阻力損失有利于熱水系統的冷熱水壓力平衡，當梯級貯熱裝置阻力損失超過0.02MPa時，應采取合理技術措施。4.1.3梯級貯熱機組耗熱量主要設計計算說明如下：全日集中熱水供應系統的熱泵設計小時供熱量按《建筑給水排水設計標準》GB50015規定執行；定時集中熱水供應系統的設計小時供熱量按定時時間段內平均小時耗熱量計算。4.1.4梯級貯熱機組容積其主要設計計算說明如下：1建議熱泵運行時間在AM0:00-7:00運行，可有效利用低谷電，有利于經濟合理性；當貯熱裝置內熱水不能滿足供熱能力時，開啟熱泵加熱，熱泵運行時間不宜超過12小時；2傳統貯熱設備高徑比較小，一般小于2.0，除開式水箱利用水位控制進水工況外，熱水輸出率約30%，即放水30%時必須開啟熱源或熱媒進行加熱，否則就不能滿足供水溫度，即不能有效保證熱水系統的供熱可靠性。傳統能源由于熱媒溫度較高，且用水定額qr、時變化系數Kh等取值較大，設計冗余量較大，也可以滿足實際工程的需要；但當采用可再生能源時，熱媒的及時性遠不如傳統熱媒，為滿足系統供熱需要，需要配備較大的制熱設備。尤其是定時集中熱水供應系統，需要貯存全部日熱水用水量，傳統貯熱設備熱水輸出率較低、設備利用效率較低，有悖于綠色節能的理念，同時增加了經濟投資和運維管理成本。采用梯級貯熱裝置可有效減少貯熱容積，提高熱水輸出率。傳統貯熱設備熱水輸出率可按下式計算：式中：tz～熱水出水停止時貯熱裝置內平均水溫，可取值（50℃);tp～滿足熱水出水溫度的排出熱水量平均水溫，可取值（55℃);以廣州為例，熱水溫度60℃,熱水出水停止時水溫50℃,冷水溫度取20℃,熱水輸出率為28.6%。公式（4.3）中，全日集中熱水供應系統設計小時耗熱量持續時間T1建議取1~2h。因為梯級貯熱具有較好的熱水輸出率的特性，可有效保證設計小時的用水安全；減少持續時間有利于降低工程設備材料的用量，減少設計冗余量；梯級貯熱熱水輸出率應根據產品實測數據取值，根據實際測試經驗，可取65%-70%，遠超過傳統貯熱設備的熱水出水率。3《建筑給水排水設計標準》GB50015中規定，定時供應系統均規定全部貯存定時供應時段的熱水，存在較多弊端。本規程根據實驗數據，規定應考慮供水時段熱泵供熱能力，且由于梯級貯熱具有較好的熱水輸出率，根據公式計算的容積可滿足工程實際耗熱量要求，詳附錄C(工程案例)。按公式（4.4）計算，可有效降低工程設備材料的用量，減少設計冗余量；定時供應時間建議4-6小時，一般AM7:00-9:00，PM8:00-12:00。4.1.5本條關于熱泵及系統COP說明如下：1機組用電量對電氣設計產生較大影響，因此應引起設計師足夠重視。性能系數COP值受環境氣候、回水溫度、產品質量、系統設計等多方面因素影響，不同設計人員的取值差異性較大；且目前企業提供的設備COP值，一般指額定工況下的單臺測試數值，與集中熱水供應系統的在制熱系統中的熱泵綜合COP值存在較大的區別，因此建議空氣源熱泵等可再生能源制熱系統應進行系統檢測認證，獲得真實的系統COP值，指導設備的設計選型。2在氣候條件一定時，隨著水溫的升高，機組COP值逐漸降低。根據某大型企業測試數據，熱泵設備在15℃環境溫度時，回水溫度50℃時，COP值＜3.0，見圖7。3不同企業、在不同環境溫度條件下空氣源熱泵（氟利昂）熱水機能效值進行匯總，如圖8所示.空氣源熱泵COP隨室外溫度的升高而增大，在環境溫度＞0℃時節能效益明顯，各產品COP均為2.1以上；極端低溫環境下（-20℃)COP最低值為1.62，但有部分產品可達到2.0；環境溫度為-5℃時，各產能效益提升較為明顯，基本大于2.0。COP隨出水溫度的升高而降低，六種不同型號空氣源熱泵熱水機組出水溫度50℃比55℃的制熱COP平均提升幅度約為9.01%；出水溫度55℃比60℃的制熱COP平均提升幅度約為6.28%；4.2太陽能耦合梯級貯熱機組的設計與計算4.2.1根據無動力太陽能系統的特點，靜態熱媒是指太陽能熱水靜態貯存在集貯熱裝置內，與空氣源熱泵耦合系統時，可與空氣源熱泵合用循環泵；無動力太陽能系統與其他熱源耦合時，可單獨設置循環泵間接加熱貯熱單元熱水。4.2.2無動力太陽能系統集貯熱裝置具有較大的貯存容積，可采用反向循環，貯存熱泵熱水能量，有利于供水安全，減少貯熱機組的貯存容積，相應減少機組的復雜性和設備用量、降低排碳量、減少一次性投資。建議每日下午4：00時，當太陽能貯熱裝置熱水溫度≤40℃時，說明當天太陽日照較差，太陽能供熱不足，可利用熱泵循環泵實現反向循環，將熱泵制熱量反向貯存在太陽能集貯熱裝置內，供夜間高峰用熱水，提高系統供熱能力。4.2.3考慮到220V交流電與市政供電聯用及使用配套附配件的成熟性和經濟性，建議統一采用220V交流電，不宜采用直流電直接加熱。采用光伏電池直接驅動熱泵技術尚不成熟，且造價較高，目前尚不具備工程應用價值。5自動控制與可靠性5.1一般規定可再生能源系統工作壽命的長短，將直接影響系統的節能收益和碳排放水平，所以必須確保系統能夠維持合理的工作壽命。為保證系統能夠安全、穩定、高效地工作運行，必須保證系統中所采用設備和產品的性能質量，按高限取值。對可再生能源的工程，普通大眾或工程人員認知一般是宏觀上的，將一個工程作為整體來認知的；多年來綠色建筑的評價標準和工程實踐表明，這種宏觀的認知容易流于形式和感性，對實際節能貢獻十分有限。而太陽能、熱泵等可再生能源利用的工程技術是十分具體的，不僅是在宏觀上去認知，更是要從微觀上去解構每個設備及附件本身，保證其工作的技術合理性、可靠性和足夠長的壽命。主動式節能技術是錦上添花的行為，可再生能源工程技術和設備本身需要較高的制造品質、安裝質量、運維制度等，缺一不可，因此本規程從自動控制與可靠性方面提出了具體的要求。5.2梯級貯熱機組控制5.2.1定時熱水供應系統，建議運行時段為AM7:00-9:00\PM8:00~12.00，運行時間宜為6小時；5.2.2制熱、貯熱系統原理圖見圖2，機組控制說明應滿足下列要求：1太陽能熱水系統（1）定時、定溫循環加熱。當太陽能裝置水溫TT1與儲水罐水溫T1≥8℃（可調)，循環泵P1啟動，電磁閥D1關閉，電磁閥D2打開；太陽能裝置水溫TT1與儲太罐水溫T1≤5℃時（可調)，循環泵停止。2梯級制熱機組（1）機組低谷電定時運行，時段AM0:00-6:00，當儲水罐水溫T1度＜50℃時(可調)，空氣源熱泵啟動，循環泵P1啟動；當儲水罐水溫Tw1≥50時(可調)，空氣熱泵及循環泵P2停止。（2）機組定時供應熱水時段溫度控制，當T8＜45℃時，空氣源熱泵開啟，并聯動開啟循環泵；電磁閥D2關閉，電磁閥D1打開，T7≥50℃時熱泵停泵；（3）機組末端貯熱單元設置電加熱裝置，當T9＜53℃時，電加熱裝置開啟，T9≥56℃時電加熱裝置關閉；（4）控制箱控制屏顯示各個貯熱單元、太陽能貯熱裝置溫度、熱水回水溫度，顯示水泵啟閉狀態；顯示水流量數據；顯示故障位置。3、光伏系統(1)光伏發電系統與市電可切換，在出現光伏發電系統輸出功率不足、電壓過低時自動切換到市電網線路;(2)交流配電柜應適應于三相低壓交電網（AC380/50Hz)，應配置相應電氣保護裝置;同時配置防雷裝置，以防止電網雷擊串；(3)遠程監控可連續記錄運行數據和故障數，實時顯示電站的當天發電總功率、日總發電量、累計總發電量以及每天發電功率曲線圖。(4)遠程監控可查看逆變器的運行參數，監控逆器的運行狀態，采用聲光報警方式提示設備出現故障，可查看故障原因及黃障時聞;(5)在每個模塊機組的中溫、高溫段設置電加熱裝置，罐體內溫度≥50℃時，電熱裝置開啟，水溫≥60℃時，電熱裝置停止；4、其他綜合控制說明(1)機組熱水系統的用水高峰基本出現在AM7:00-9:00\PM8:00~12:00時段，熱泵凌晨AM0:00-6:00進行工作，可充分利用低谷電，體現更好的經濟效益。原則上當太陽能日照較好時段，不應開啟熱泵，充分利用太陽能資源。(2)系統控制盤應顯示系統、機組進出口壓力值；(3)系統控制盤應顯示系統、機組耗電量；(4)系統控制盤應顯示系統、機組性能參數COP值。5.3.5常規溫度范圍：23℃±5℃,常規濕度40%-60%RH；高低溫范圍：-30℃~70℃,高濕環境：≥85%RH5.3.8防護等級IP54可以有效防止灰塵在電氣接點間堆積，高濕環境灰塵吸潮導致電氣絕緣能力降低；其次電氣箱線纜口要達到防止線纜外部水汽凝露后的滲入。5.3.9地下建筑落地配電、控制箱柜安裝高度要求為防止地面潮濕腐蝕機柜并防止電氣絕緣能力降低；箱內壁開孔固定方式易破壞電氣箱（柜）防潮、防水等級。6安裝與調試6.1.7熱水機組制熱系統涉及系統設計、產品制造、設備安裝等多個環節，現狀工程可再生能源利用的工程普遍質量不高，核心原因一是設計與產品制造、運維管理脫節；二是設計制熱系統缺少有效技術綜合和控制措施，過度依賴企業單一的二次設計；三是工程建設與運維管理脫節等等。熱水機組制熱系統形式檢驗報告借鑒產品的型式檢驗作法，是由獨立第三方型式檢驗機構出具的型式檢驗結果判定文件。為了系統認證目的進行的型式檢驗，檢驗所需樣品數量由檢驗機構確定和現場抽樣封樣；檢驗、取樣地點從工程安裝的最終產品中隨機抽取。6.2.2地下車庫普遍存在溫度超過室外溫度的情況，體感悶熱，將空氣源熱泵機組設置于地下車庫內，可提升機組制熱效率，同時可實現夏季及過渡季地下車庫降溫功能，減少通風機組能耗，實現節能減排。據測算每4000平方米的地下車庫分區，設置100KW功率的空氣源熱泵熱水機組，在夏季可有效降低地下車庫內溫度4~6℃。當車輛出入頻率較低的情況下，可有效減少地下車庫機械通風系統的運行時長。7系統調適7.3.4系統調適是指通過檢查、測試、調整、驗證、優化等工作，使建筑機電系統滿足設計和使用要求；達到實際工況高效、舒適的程序和方法。調適的主要目的是保證機電系統的整體性能和實際效果滿足實際工況和使用要求，更側重于系統整體性能和控制功能的驗證。機電系統調適一般由建設（業主）單位負責，其團隊包括建設（業主）單位、設計單位、施工安裝單位以及設備和系統供應商等各方參建單位。系統調適貫穿項目整個生命周期，包括竣工驗收之前的工作、施工階段、竣工交付過程中的物業移交培訓和建筑使用后的季節性驗證調適。9維護管理9.0.5《建筑給水排水與節水通用規范》GB55020-2021，第9.5.1條規定如下：生活用水貯水箱（池）應定期進行清洗消毒，且生活飲用水箱（池）每半年清洗消毒不應少于1次。梯級貯熱機組制熱系統為閉式系統，清洗周期可以加長到2年。附錄A梯級貯熱機組1典型的梯級貯熱裝置見圖圖A-1一體式梯級貯熱裝置外形圖圖A-2一體式梯級貯熱機組三維示意圖2、梯級貯熱機組應用案例某職業學校學生宿舍，宿舍人數840人，六層建筑，全部加壓供水。定時集中熱水供應系統，熱水供水時間6小時，冷水計算溫度15℃,熱水計算溫度60℃。采用刷卡式計時收費，熱水用水定額取值30(L/d.p)。空氣源熱泵制熱綜合性能系數取值COP=3.5，熱泵工作主要設計參數：設3個模塊機組，每個機組服務人數280人，分別配套1臺直熱式（氟利昂）熱泵、1臺循環式（氟利昂）、1臺二氧化碳熱泵；A樓配套平板型無動力太陽能系統；樓配套太陽能光伏系統及電加熱高溫維持裝置。每個梯級貯熱機組模塊設9個貯熱單元，單個單元容積500L，無動力太陽能系統提供約5000L貯存容積。系統原理圖見圖A-3，屋頂設備管道三維圖見圖A-4。圖A-3梯級貯熱集成機組布置三維圖圖A-4屋頂設備管線三維圖附錄B梯級貯熱機組試驗方法1梯級貯熱裝置實驗與測試說明如下：（1）實驗1，梯級貯熱裝置（9個罐體）全