蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組 編制說明

《蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組》編制說明（征求意見稿）一、工作簡(jiǎn)況1任務(wù)來源【編制依據(jù)】2024年12月3日，國(guó)標(biāo)委2024年第九批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目（國(guó)標(biāo)委發(fā)[2024]53號(hào)計(jì)劃號(hào)20243387-T-604?！卷?xiàng)目概況】計(jì)劃項(xiàng)目名稱：蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組；項(xiàng)目周期：18個(gè)月；計(jì)劃下達(dá)時(shí)的主要起草單位：上海交通大學(xué)、上海諾通新能源科技有限公司、合肥通用機(jī)械研究院有限公司、合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)院有限公司。2主要工作過程起草階段：立項(xiàng)獲批后，在冷標(biāo)委秘書處的組織下成立了由上海交通大學(xué)牽頭的標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，起草組首先針對(duì)蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組最近幾年的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行了仔細(xì)的分析和研讀，同時(shí)查閱了大量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)資料等，經(jīng)過大量的研究分析、資料查證工作后，全面地總結(jié)和歸納，并編制完成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的草案。2025年3月19日，在冷標(biāo)委秘書處的組織下，在上海市召開了第一次面向行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿件進(jìn)行充分、細(xì)致的討論。會(huì)后，起草組依據(jù)討論的結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿件進(jìn)行了修改完善，形成的正式征求意見稿經(jīng)組長(zhǎng)審核后于2025年5月15日正式提交冷標(biāo)委秘書處。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)的編制嚴(yán)格遵照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》中格式和內(nèi)容的規(guī)定，并結(jié)全目前蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的設(shè)計(jì)和應(yīng)用現(xiàn)狀具體編寫。1）與國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)的原則根據(jù)我國(guó)蒸氣壓縮熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)特點(diǎn)和節(jié)能環(huán)保的要求，基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JBT15213-2024《蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組》，參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T18430.1-2024《蒸氣壓縮《蒸氣壓縮循環(huán)水源高溫?zé)岜脵C(jī)組》、JB/T12840-2016《空氣源熱泵高溫?zé)犸L(fēng)、高溫?zé)崴畽C(jī)組》等的最新修訂版本，充分吸取國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的精華，制定的標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，切實(shí)可行便于操作實(shí)施。2）科學(xué)實(shí)用性原則標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，力求規(guī)范的實(shí)用性、成熟性和可靠性。標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的設(shè)計(jì)狀況和應(yīng)用現(xiàn)狀，技術(shù)條文和規(guī)定具有較強(qiáng)的科學(xué)性、指導(dǎo)性、可行性和可操作性。2標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定了蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的術(shù)語(yǔ)和定義、型式和基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。本標(biāo)準(zhǔn)文件適用于采用蒸汽壓縮循環(huán)、以熱泵驅(qū)動(dòng)液態(tài)水蒸發(fā)或利用較低壓力的閃發(fā)水蒸氣制備較高壓力水蒸氣的蒸汽發(fā)生機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)組”）的制造。機(jī)組制備的水蒸氣溫度不低于80℃。有部分專家建議溫度范圍定在100℃以上，因?yàn)樨?fù)壓蒸汽不能輸送。也有專家建議溫度范圍在60℃~150℃。起草組認(rèn)為本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)名稱為“蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組”，標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)的是熱泵。60℃~80℃的蒸汽，其技術(shù)原理大多為機(jī)械增壓（MVR）的原理，起草組認(rèn)為熱泵閃發(fā)蒸汽實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景很少，無需將此段溫度列入；而80℃是高溫?zé)岜玫哪芴峁┑倪m宜的供熱蒸汽溫度，可以利用水蒸氣壓縮機(jī)可達(dá)到更高壓力輸送，負(fù)壓蒸汽的輸送問題不能作為熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的限制條件。2.2規(guī)范性引用文件本部分內(nèi)容介紹了在標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中，所參考和借鑒的相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則規(guī)程等，對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的制定及實(shí)施具有很重要的指導(dǎo)意義。2.3術(shù)語(yǔ)和定義本部分內(nèi)容包括文件中所涉及的術(shù)語(yǔ)解釋，一共11條，其他沒有錄入進(jìn)來的術(shù)語(yǔ)和定義參照GB/T25861、GB/T19409、JB/T13964和JB/T7249的規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)有區(qū)別于其他型式熱泵。特別提出單位產(chǎn)汽量功率指標(biāo)：指在規(guī)定的工況條件下，熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組的消耗的總電功率與產(chǎn)汽量的比值，單位為千瓦每噸每小時(shí)（kW/(t·h-1)）。該指標(biāo)便于用戶直觀理解噸蒸汽的成本，可以根據(jù)單位電價(jià)乘以單位產(chǎn)汽量功率即可得出單位蒸汽的成本。2.4型式和基本參數(shù)2.4.1本部分內(nèi)容規(guī)定了機(jī)組的型式分類、名義工況等基本參數(shù)。2.4.2其中按機(jī)組熱源類型分為兩種形式，該分類涉及后續(xù)產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：a）空氣源式：——低環(huán)溫式（溫度范圍≤7℃);——常環(huán)溫式（溫度范圍>7℃且≤43℃)。參考標(biāo)準(zhǔn)JB/T12840-2016空氣源熱泵高溫?zé)犸L(fēng)、高溫?zé)崴畽C(jī)組中高溫?zé)崴畽C(jī)組，熱源側(cè)空氣溫度≥5℃且≤43℃,結(jié)合實(shí)際情況，本文件中定義低環(huán)溫式空氣源熱泵的熱源溫度在≤7℃,高環(huán)溫式空氣源熱泵熱源溫度在>7℃且≤43℃。b）水源式：——自然式（溫度范圍≤30℃);——低溫余熱式（溫度范圍>30℃且≤50℃);——高溫余熱式（溫度范圍>50℃且≤95℃)。參考標(biāo)準(zhǔn)JB/T25861《蒸氣壓縮循環(huán)水源高溫?zé)岜脵C(jī)組》中H5b名義工況下的熱源側(cè)進(jìn)口水溫度58℃,結(jié)合實(shí)際情況，本文件中定義自然式水源熱泵熱源溫度在≤30℃,低溫余熱式水源熱泵熱源溫度在>30℃且≤50℃,高溫余熱式水源熱泵熱源溫度在>50℃且≤95℃。2.4.3機(jī)組的名義工況參考：a）空氣源式：參考JB/T12840-2016的規(guī)定；b）水源式：參考GB/T25861的規(guī)定。2.5技術(shù)要求本部分內(nèi)容規(guī)定了機(jī)組的一般性技術(shù)要求、材料、水質(zhì)、性能、部件、安全、噪音、氣密性和壓力試驗(yàn)等進(jìn)行規(guī)范要求。其中性能要求的確定是根據(jù)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已有產(chǎn)品的技術(shù)和性能水平，結(jié)合產(chǎn)品節(jié)能效益、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步來制定的，如表1和表2所示。表1蒸汽發(fā)生機(jī)組的名義工況℃℃℃℃℃——表2蒸汽發(fā)生機(jī)組的名義工況性能指標(biāo)有專家提出在標(biāo)準(zhǔn)文件中表1工作范圍和表2蒸汽發(fā)生機(jī)組名義工況中對(duì)名義熱源側(cè)和使用側(cè)增加更多的分類，但起草組認(rèn)為：蒸汽的應(yīng)用場(chǎng)景太多，很難在名義工況中定義明確。因此僅保留原定的工況作為性能指標(biāo)判定的基準(zhǔn)點(diǎn)。具體不同的應(yīng)用及性能要求需要根據(jù)可以要求定制，標(biāo)準(zhǔn)中不做規(guī)定。2.6試驗(yàn)方法本部分內(nèi)容規(guī)定了對(duì)機(jī)組進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)用儀器儀表、試驗(yàn)的一般要求、試驗(yàn)方法。規(guī)定機(jī)組的試驗(yàn)工況范圍，以蒸發(fā)型和閃發(fā)型兩種機(jī)組形式分別規(guī)定使用側(cè)蒸汽溫度的范圍，如表3所示。表3機(jī)組試驗(yàn)工況度度度度——度度度度7——7式式——5式式2.7檢驗(yàn)規(guī)則本部分內(nèi)容規(guī)定了對(duì)機(jī)組的檢驗(yàn)規(guī)則，包括出廠檢驗(yàn)、抽樣檢驗(yàn)、型式檢驗(yàn)的方法和規(guī)范。2.8標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存本部分內(nèi)容規(guī)定了機(jī)組的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存等的相關(guān)要求。2.9附錄A（機(jī)組構(gòu)成與蒸汽發(fā)生的流程）本部分提出了蒸發(fā)型蒸氣循環(huán)熱泵型蒸氣發(fā)生機(jī)組和閃發(fā)型蒸氣循環(huán)熱泵型蒸氣發(fā)生機(jī)組的構(gòu)成和流程圖。2.10附錄B（蒸發(fā)型和閃發(fā)型熱泵蒸汽發(fā)生機(jī)組試驗(yàn)方法）本部分規(guī)定了蒸發(fā)型和閃發(fā)型熱泵蒸汽發(fā)生機(jī)組試驗(yàn)方法，其中包括試驗(yàn)條件的準(zhǔn)備、蒸汽熱量計(jì)算?？紤]到蒸汽發(fā)生器出口蒸汽大多為飽合態(tài)，出口中會(huì)有液態(tài)水，而流量計(jì)對(duì)于兩相態(tài)流量的測(cè)量非常困難，因此試驗(yàn)裝置中要求在蒸汽后端加設(shè)管道加熱器，讓出口蒸汽為過熱態(tài)，從而利于流量計(jì)的測(cè)量，最終蒸汽的熱量通過計(jì)算扣除管道加熱的熱量。3解決的主要問題本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目解決了我國(guó)蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的問題，有助于完善我國(guó)熱泵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系（尤其是在高出水溫度、高出風(fēng)溫度方向）。蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組可充分利用地?zé)崴⒐I(yè)余熱、廢熱等低品位的熱源來獲取高溫蒸汽，廣泛應(yīng)用于城市供暖、畜牧業(yè)深加工、化工氣體加熱等重點(diǎn)領(lǐng)域。本標(biāo)準(zhǔn)的推出，可有效改善城市的生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)減少使用燃煤、燃油鍋爐引起的有害氣體的排放，提高大氣環(huán)境質(zhì)量，充分利用可再生資源和節(jié)約常規(guī)優(yōu)質(zhì)能源，尤其利于對(duì)工業(yè)余熱資源的利用。由于蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組設(shè)計(jì)研制涉及到制冷、供熱、自動(dòng)控制等多學(xué)科內(nèi)容，機(jī)組運(yùn)行條件苛刻、年均運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，這些特點(diǎn)決定了產(chǎn)品運(yùn)行效率及可靠性要求高。本標(biāo)準(zhǔn)的推出不但解決了相關(guān)技術(shù)要求缺失的問題，還為產(chǎn)品綜合性能評(píng)價(jià)提供了統(tǒng)一依據(jù)，對(duì)相關(guān)技術(shù)的積累和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大具有十分重要的意義。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況由于蒸氣壓縮循環(huán)式熱泵型蒸氣發(fā)生機(jī)組在國(guó)內(nèi)仍屬于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，產(chǎn)品的應(yīng)用案例并不多。在調(diào)研國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的應(yīng)用案例，確定了機(jī)組的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為“單位產(chǎn)汽量功率”和“制熱性能系數(shù)”。在綜合考慮現(xiàn)在案例的性能之后給出評(píng)價(jià)指標(biāo)的限定值。以下列舉部分案例：a)釀酒行業(yè)：在山東某地酒窯，使用120℃、0.1MPa的蒸汽用于釀酒精餾工序，項(xiàng)目建成時(shí)間2019年12月。原有電鍋爐耗電量752kW，使用蒸汽發(fā)生機(jī)組之后耗電量412kW，節(jié)約45%；b)中藥蒸煮行業(yè)：在山東某地中藥工廠，使用150℃、0.4MPa蒸汽用于中藥引片加工，項(xiàng)目建成時(shí)間2021年7月。原制程使用燃?xì)忮仩t制取蒸汽380元/噸，使用蒸汽發(fā)生機(jī)組之后蒸汽270元/噸，節(jié)約30%。四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組設(shè)計(jì)研制涉及到制冷、供熱、自動(dòng)控制等多學(xué)科內(nèi)容，機(jī)組運(yùn)行條件苛刻、年均運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，這些特點(diǎn)決定了產(chǎn)品運(yùn)行效率及可靠性要求高。但由于相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，機(jī)組產(chǎn)品綜合性能評(píng)價(jià)尚無可依據(jù)的基準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)制定需求迫切。本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目將解決我國(guó)蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的問題，有助于完善我國(guó)熱泵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，為進(jìn)一步引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展、避免不當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮重要作用。六、與國(guó)際、國(guó)外對(duì)比情況國(guó)外（尤其是日本）蒸氣壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組技術(shù)成熟度高、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣，國(guó)內(nèi)這類產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用雖屬起步階段，但市場(chǎng)空間大、推廣前景廣闊。目前國(guó)內(nèi)外并無專門針對(duì)該類型產(chǎn)品的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目將會(huì)成為推動(dòng)本類產(chǎn)品未來技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。蒸汽壓縮循環(huán)熱泵型蒸汽發(fā)生機(jī)組是高溫?zé)岜脵C(jī)組的細(xì)分產(chǎn)品，其性能評(píng)價(jià)區(qū)別于傳統(tǒng)的蒸汽壓縮循環(huán)式熱泵，側(cè)重單位能耗可產(chǎn)生的蒸汽發(fā)生量；并且，《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組第機(jī)組第2部分:戶用及類似用途的冷水（熱泵）機(jī)組》（GB/T18430.2）等現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熱泵機(jī)組主要針對(duì)常規(guī)溫度提升以達(dá)到空間供暖目的而制定的。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的蒸汽發(fā)生機(jī)組其前端熱泵可實(shí)現(xiàn)大跨度的溫度提升?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不能滿足該類產(chǎn)品的需求。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)在冷凍空調(diào)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中位于“設(shè)備裝備類”部分，屬于“工業(yè)熱泵”大類中的“高溫/蒸汽熱泵