태양열 난방 — 주택용 태양열 온수 급탕 시스템 — 제5부: 전체 시스템 시험 및 컴퓨터 모의시험을 통한 시스템 성능 특성 평가
太阳能供暖生活用水供暖系统第5部分:通过全系统试验和计算机模拟的系统性能表征
发布日期:
2013-12-18
KS B ISO 9459系列中,该标准规定了以住宅用太阳能热水供应池(SDHW:solar home hot-water)为对象的实验室室外试验方法。该试验方法适用于现场试验,如果指定室内测定所需的排水计划和日射量条件,也可以适用于室内试验。系统性能特性通过使用“黑箱方法”(black-box approach)的整体系统试验(whole-system test)进行评价。也就是说,完全不需要对系统组件或系统内部进行测量。具体试验方法在测量程序、测量资料的处理及分析、提交试验报告相关章节中提出。在评价瞬间驾驶中住宅用太阳能热水供应池(SDHW)的特性时,使用参考文献[1]中描述的理论模型。理论模型中伴随的参数通过参数识别软件程序(parameter-identification software program)(请参阅附件A)进行识别。程序执行结果可以获得一系列参数,从而在理论模型和实际测量数据之间求得最佳匹配。要想准确地查明系统参数,需要分析广泛的驾驶条件。测量的资料在用于系统参数查明之前要进行前处理。查明的参数用于预测安装目的地的气候和负载条件的长期系统性能,使用与查明参数时使用的相同模型。在理论模型中,系统预测部分需要各时间段的气象学资料(试验基准年等)和特定负荷资料。附件C描述了这一点。该标准适用于以下住宅用太阳能热水供应池(SDHW):
a)对于集热器环路内流体强制循环的系统b)自然循环系统c)混合型循环系统(integral collector storage,ICS)段,b)和c),假设满足B.2中规定的可行性验证要求条件。系统规模应在以下范围内:住宅用太阳能热水供应池系统的集热器透热面积为1~10m2。住宅用太阳能热水供应池系统的蓄热调节量为50~1000L。蓄热槽比体积(specific storage-tank volume)为每集热器透热面积10~200L。该标准不适用于以下情况,也不适用于以下情况:1)本标准不旨在规定任何类型的安全性或卫生要求。2)该标准不以测试构成系统的个别组件为目的。但是,允许通过按照本文件中描述的程序进行的试验收集组件相关试验资料的行为。3)住宅用太阳能热水供应池系统中包含2个以上蓄热槽时,不适用本试验程序。包括预热系统与二次存储组串联的情况。但仅限于将第一个存储组视为试验对象系统的一部分时。4)如果集热器为非平板型,只要求出资料文件中入射量数值与参数查明前测量的入射角校正系数的乘积,就可以用该试验方法测试入射角特性。在这种情况下,在所有基于已查明参数的性能预测过程中,都可以使用相同的入射量校正方法。5)住宅用太阳能热水供应池系统中设置了过热防止装置,如果这对系统在正常运行条件下的行为产生很大影响,则不能采用该试验方法2。
6)作为辅助加热系统,对蓄热槽相当一部分同时加热的综合辅助太阳能系统不能适用该试验方法。仅当结果参数faux小于0.75时,才认可试验结果的有效性。7)对于带有外部负荷侧换热器和温度依赖性泵的住宅用太阳能热水供应池系统,不能适用该试验方法。
KS B ISO 9459 시리즈 중 이 표준은 주택용 태양열 온수 급탕(SDHW: solar domestic hot-water)을 대 상으로 하는 실험실적 실외 시험방법을 규정한다. 해당 시험방법은 현장 시험, 그리고 실내 측정에 필요한 배수 계획 및 일사량 조건을 지정할 경우 실내 시험에도 적용할 수 있다. 시스템 성능 특성 은 ‘암상자’ 방법(black-box approach)을 이용한 전체 시스템 시험(whole-system test)으로 평가한다. 즉, 시스템 구성품 또는 시스템 내부에 대한 측정은 전혀 필요하지 않다. 구체적인 시험방법은 측정 절차, 측정 자료의 처리 및 분석, 시험 보고서 제출 관련 절에 제시한다. 순간 운전 중 주택용 태양열 온수 급탕(SDHW)의 특성을 평가할 경우 참고문헌 [1]에 기술된 이론적 모형을 사용한다. 이론적 모형에 수반되는 매개 변수는 매개 변수-규명 소프트웨어 프로그램 (parameter-identification software program)(부속서 A 참조)으로 규명한다. 프로그램 시행 결과로 일 련의 매개 변수를 얻을 수 있으며 이를 통해 이론 모형과 실제 측정 자료 사이에서 최적합을 구할 수 있 다. 시스템 매개 변수를 정확하게 규명하려면 광범위한 운전 조건을 분석해야 한다. 측정된 자료는 시스 템 매개 변수 규명에 사용하기에 앞서 전처리해야 한다. 규명된 매개 변수는 설치 목적 장소의 기후 및 부하 조건에 대한 장기 시스템 성능을 예측하는 데 쓰이며, 이때 매개 변수 규명에 사용된 것과 동일한 모형을 사용한다. 이론 모형 중 시스템 예측 부분에서는 시간별 기상학적 자료(시험 기준년 등)와 특정 부하 자료가 필요하다. 부속서 C는 이를 기술하고 있다. 이 표준은 다음과 같은 주택용 태양열 온수 급탕(SDHW)에 적용한다. a) 집열기 루프 내에서 유체가 강제 순환하는 시스템 b) 자연 순환 시스템 c) 혼합형 순환 시스템(integral collector storage, ICS) 단, b) 및 c)의 경우 B.2에 명시된 타당성 검증 요구 조건을 충족한다고 가정한다. 시스템 규모는 다음 범위 내에 있어야 한다. ― 주택용 태양열 온수 급탕 시스템의 집열기 투과부 면적은 1~10 m2이다. ― 주택용 태양열 온수 급탕 시스템의 축열조 용량은 50~1 000 L이다. ― 축열조 비체적(specific storage-tank volume)는 집열기 투과부 단위 면적당 10~200 L이다. 이 표준은 다음과 같은 경우를 다루지 않으며 또한 다음과 같은 상황에 적용하지 않는다. 1) 이 표준은 어떤 유형의 안전성 또는 보건 요구 조건을 규정하는 것을 목적으로 하지 않는다. 2) 이 표준은 시스템을 구성하는 개별 구성품을 시험하는 것을 목적으로 하지 않는다. 단, 이 문서에 기술된 절차에 따라 시행한 시험을 통해 구성품 관련 시험 자료를 수집하는 행위는 허용한다. 3) 주택용 태양열 온수 급탕 시스템에 2개 이상의 축열조가 포함된 경우 본 시험 절차를 적용하지 않는다. 예열 시스템과 2차 저장조가 직렬 연결된 경우는 포함된다. 단, 첫 번째 저장조를 시험 대상 시스템의 일부로 간주할 수 있을 경우로만 한정한다. 4) 집열기가 비평판형일 경우, 자료 파일에 있는 입사량 수치와 매개 변수 규명 이전에 측정한 입사 각 보정 계수의 곱을 구하면 이 시험방법으로 입사각 특성을 시험할 수 있다. 이 경우, 규명된 매개 변수를 바탕으로 하는 모든 성능 예측 과정에서는 동일한 입사량 보정 방법을 사용할 수 있다. 5) 주택용 태양열 온수 급탕 시스템에 과열 방지 장치가 설치되어 있으며 이것이 정상 운전 조건에 서 시스템 거동에 큰 영향을 미칠 경우 이 시험방법을 적용할 수 없다2). 6) 보조 가열 시스템으로 축열조 상당부분을 동시 가열하는 통합 보조 태양열 시스템에는 이 시험방법 을 적용할 수 없다. 결과 매개 변수 faux가 0.75 미만일 경우에만 시험 결과의 유효성을 인정한다. 7) 외부 부하측 열 교환기와 온도 의존성 펌프가 함께 있는 주택용 태양열 온수 급탕 시스템에는 이 시험방법을 적용할 수 없다.