NY T 315-1997 全玻璃真空太阳集热管.pdf

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1、NY/T 3151997 前 言 自20世纪70年代中期国际上出现全玻璃真空太阳集热管商品以来，该集热管的研究、开发和应用在不断发展。但尚未制定全玻璃真空太阳集热管技术标准。我国自70年代末始致力于该项工作。由于我国经济发展迅速，生活水平提高较快，太阳能资源丰富但常规能源短缺等原因，全玻璃太阳真空集热管在我国发展很快，我国已成为主要生产国家。为适应该产品健康发展的需要，特制定本标准。 本标准是按照GB/T 1.11993标准化工作导则 第1单元：标准的起草与表述规则第1部分：标准编写的基本规定的要求编写的。 本标准由中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会提出。 本标准由中华人民共和国农业部

2、归口。 本标准起草单位：清华大学、北京市太阳能研究所、中国农业工程研究设计院。 本标准主要起草人：吴家庆、薛祖庆、史月艳、何梓年、高援朝、殷志强、严习元。 1 范围 本标准规定了全玻璃真空太阳集热管（简称真空集热管）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于利用太阳辐射加热，载热工质为流体的真空集热管。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。 ISO 3585：1991 硼硅玻璃3.3性能 ISO 4803：197

3、8 实验室玻璃硼硅玻璃管 GB 19190 包装储运图示标志 GB 427184 平板型太阳集热器热性能试验方法 GB 642486 平板型太阳集热器产品技术条件 GB/T 1291591 家用太阳能热水器热性能试验方法 GB/T 1338492 机电产品包装通用技术条件 3 定义 页码，1/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm 本标准采用下列定义。 3.1 全玻璃真空太阳集热管 All-glass evacuated solar collector tubes 内管与外管均由玻璃制成并具有真空夹层，内管

4、的外表面沉积有太阳光谱选择性吸收涂层，用来吸收太阳辐射使工质加热的一种集热元件（见图1）。 图 1 全玻璃真空太阳集热管 1内管；2外管；3真空夹层；4太阳光谱选择性吸收涂层； 5定位弹性卡子；6吸气剂；L集热管长度 3.2 真空夹层 vacuum space 内管与外管之间被抽成真空的空间。 3.3 太阳光谱选择性吸收涂层 solar spectrum selective absorbing surface 对太阳光谱范围具有高的吸收率，在红外波长范围具有低的发射率的吸收涂层。 3.4 吸气剂 gas-absorbent 一种用来保持或提高真空器件内真空度的吸气材料。 4 产品分类 4.1

5、真空集热管的型号用大写汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。 4.2 真空集热管型号由四部分组成。 a）第一部分：表示全玻璃型真空太阳集热管； b）第二部分：表示真空集热管玻璃材料； c）第三部分：表示真空集热管外径； d）第四部分：表示真空集热管长度。 4.3 型号各部分的符号及其意义 页码，2/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm4.3.1 第一部分用汉语拼音字母QB表示全玻璃型真空太阳集热管。 4.3.2 第二部分用汉语拼音字母P 表示真空集热管所用玻璃为硼硅玻璃。 4.3.3 第三部分用阿拉伯数字表示真空

6、集热管外径，单位mm。 4.3.4 第四部分用阿拉伯数字表示真空集热管长度，单位m，保留一位小数。 在第三部分与第四部分之间用符号“-”隔开。 4.4 型号标记示例 长1.2m，外径47mm，硼硅玻璃制作的真空集热管标记为 5 技术要求 5.1 性能要求 5.1.1 空晒温度 在太阳辐照度 E在850700W/m2之间，环境温度 ta在1530之间的条件下，真空集热管以空气为载热工质的空晒温度 tc应不低于200。 5.1.2 闷晒性能 在太阳辐照度 E在850700W/m2之间，环境温度 ta在1530之间的条件下，真空集热管以水为载热工质，由初温25起计算，闷晒至60所需的累积太阳辐照量应

7、不大于4000kJ/m2。5.1.3 平均热损系数 真空集热管的平均热损系数应不大于0.90W/（m2）。5.1.4 耐热冲击性能 真空集热管应能承受25以下冷水与90 以上热水交替反复冲击三遍而不破裂。 5.1.5 真空性能 真空集热管长度为1.2m真空集热管外管直径为47mm真空集热管玻璃材料为硼硅玻璃表示全玻璃真空太阳集热管页码，3/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm 真空集热管真空夹层内真空度应低于6.010-3Pa。5.1.6 耐压 真空集热管内应能承受0.30MPa的压力。 5.1.7 抗冰

8、雹性能 真空集热管应能承受直径不低于15mm冰雹的袭击而无破裂。 5.2 结构要求 5.2.1 真空集热管通常采用同心圆管结构，其内外玻璃管一端为封闭端，另一端为开口端。开口端内外玻璃管封接在一起；封闭端为自由端。内外管之间的空间被抽成真空（见图1）。5.2.2 内管除其一端与外管封接固定外，还应在自由端或其他部位给予支撑。 5.2.3 真空集热管的真空夹层内应装有吸气剂。 5.2.4 真空集热管开口端在距端口1030mm处玻璃管横断面应为规则的圆形。其最大直径与最小直径之比，应不大于1.02。 5.2.5 真空集热管应具有良好的互换性，其长度偏差应为长度标称尺寸的0.5，管外径偏差应符合IS

9、O 4803的规定。 5.3 材料要求 5.3.1 真空集热管应采用太阳透射率不小于0.86的硼硅玻璃制做。推荐采用硼硅玻璃3.31）。5.3.2 吸收涂层应选用太阳光谱选择性吸收涂层，该涂层材料太阳吸收比不小于0.88，红外发射率不大于0.10（80）。 5.4 外观要求 5.4.1 真空集热管的选择性吸收涂层颜色应均匀，膜层不得有起皮或脱落。 5.4.2 支撑内管自由端或其他部位的支撑件（如定位弹性卡子）应放置端正，不应松动。 5.4.3 玻璃外管的表面结石不得多于三个，其中直径大于2mm 的结石不得多于一个。 6 试验方法 6.1 空晒温度测定 真空集热管空晒温度的试验条件应满足5.1.

10、1的要求，总日射表放置的平面应与真空集热管平面平行，真空集热管南北向放置，背面带有漫反射率为0.6以上，其倾角为355的平面反射板。试验期间不得有阴影落在真空集热管上，也不应有从附近其他反射面反射（反射率大于0.2）的能量落在真空集热管上。真空集热管内以空气为载热工质，测温点置于真空集热管中部，真空集热管开口端应放置保温材料（厚50mm的聚氨酯硬泡沫）制做的帽盖，以防热气外泄（见图2），在整个测试期间环境风速应小于4m/s。 页码，4/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm 1）此系ISO 3585中热膨胀

11、系数为（3.30.1）10-6/ 的硼硅玻璃。 图 2 真空集热管集热性能试验装置示意图 1真空集热管；2测温元件；3保温盖；4总日射表；5日暑；6辐射记录仪； 7温度测试仪；8打印机；9试验架；10百叶箱；11风速表 温度测量可用铂电阻温度计或热电偶温度计进行。温度计应经过标定，误差为0.3。热敏元件不应与玻璃管壁接触。取数据时间间隔在25min内选择。 当太阳辐照度增加并趋于最大值，温度上升并趋于稳定时测量并记录试验数据 ta、 tc、E，取连续四次读数的平均值作为试验结果。 6.2 闷晒性能试验 在5.1.2规定的条件下，真空集热管内以水为载热工质，其他与6.1保持一致，进行单管闷晒。起

12、始水温低于25，测量水温由（251）上升到（601）所需累积太阳辐照量，由此计算出25上升到60所需的太阳辐照量，测温点置于真空集热管中部。所用温度计应经过标定，误差为0.3。在整个测试期间环境风速应小于4m/s。 上述两项试验太阳辐照度及环境温度测量要求按GB 4271 的规定执行。 6.3 平均热损系数测定 6.3.1 本项试验条件应符合GB/T 12915的规定。 6.3.2 真空集热管垂直放置，管内应自上而下布置三个测温点。它们与开口端的距离分别为真空集热管全长的1/6、3/6、5/6。 6.3.3 真空集热管应注满温度高于85的热水，开口端用50mm厚聚氨酯硬泡沫做的盖子盖住。当水温

13、为（802）时开始记录水温数据。取数据时间间隔为1h，共取四次数据；总的测试时间为3h。 6.3.4 按照下列公式计算真空集热管平均热损系数 UL：UL=mCp（ t1-t4）/ A（ tm-ta） （1）页码，5/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm 计算结果应符合5.1.3的要求。 6.4 真空度试验 用火花检测器在暗环境下探测真空集热管真空夹层，根据放电颜色对真空状况作定性判断。真空夹层玻管壁应为发荧光。 6.5 耐热冲击性能试验 将真空集热管内注满25以下冷水，停留约30s后倒出冷水并立即注满90

14、以上热水，停留约30s后倒出热水再立即注满冷水，如此反复试验三遍，真空集热管应无破裂。 6.6 耐压试验 将真空集热管内注满水后排尽内部空气，将水压均匀增至0.45MPa 保持1min，真空集热管不应破裂。也可用气压试验，要求相同。 6.7 抗冰雹试验 真空集热管安装在试验架或热水器上，用直径为2025mm的人造冰球或大小相当的冰块从距真空集热管顶34m高处自由落下至真空集热管。被试真空集热管数不少于3支，一次投下冰球不少于10个，共投不少于5次，真空集热管不应损坏。 6.8 结构检查 真空集热管外径用精度为0.02mm的游标卡尺测量，长度用精度为1mm 的钢卷尺测量。 6.9 材料检查 玻璃

15、透射率用波长范围至少包含0.342.5 m的分光光度计测量。 7 检验规则 tm=（ t1+t2+t3+t4）/4（2）ta=（ ta1+ta2+ta3+ta4）/4（3）式中： UL平均热损系数，W/（m2）；tm平均贮水温度，；ta平均环境温度，； 时间间隔，s；m 真空集热管内水的质量，kg；Cp水的比热容，J/（kg）；A内管的外表面积，m2；t1、 t2、 t3、 t4四次测试温度，；ta1、 ta2、 ta3、 ta4四次测试对应的平均环境温度，。页码，6/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm

16、7.1 检验类型 真空集热管检验应符合GB 6424的规定。 7.2 出厂检验 7.2.1 真空集热管在进行出厂检验前必须先存放24h以上。 7.2.2 真空集热管出厂前必须逐支进行出厂检验。 7.2.3 出厂检验包括外形尺寸检查和外观检查以及真空性能定性检查，其结果应符合5.2、5.4及5.1.5的相应规定。 7.3 型式试验 7.3.1 在正常情况下，每年至少进行一次型式试验。 7.3.2 产品有下列情况之一时，应进行型式试验： a）新产品试制定型时； b）改变产品结构、材料、工艺而影响产品性能时； c）停产超过半年，恢复生产时； d）国家技术监督机构提出进行型式试验要求时。 7.3.3

17、型式试验样品是在出厂检验合格的产品中随机抽取，抽取的样品不少于三支。 7.3.4 型式试验项目按本标准第6章各项进行，结果应符合第5章的要求。 7.3.5 型式试验中凡各项试验全部合格者，产品判为合格。凡试验有一项不合格者，则应加倍抽样重新复检，若仍有不合格者，产品判为不合格。凡型式试验中，有二项不合格者，产品即判为不合格。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 产品标志 真空集热管上应有商标。 8.2 包装箱应符合GB/T 13384的规定。 8.3 包装箱的标志图样应符合GB 191的规定。 8.4 包装箱上还应标明下列内容： a）产品商标和制造厂； b）产品名称和产品型号； c）外形尺寸（长宽高）； 页码，7/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm d）整箱的重量； e）允许垂直堆码层数； f）出厂日期。 8.5 包装箱内应附有检验合格证。 8.6 运输 真空集热管在装卸和运输过程中，不得遭受强烈颠簸、震动，不得受潮、雨淋。 8.7 贮存 8.7.1 真空集热管产品应存放在通风干燥的仓库内。 8.7.2 真空集热管产品不得和易燃物品及化学腐蚀物品混放。 页码，8/8NY/T 31519972006-3-29file:/C:InetpubwwwrootdatagbqQ315000A.htm