GB T 4271-2007 太阳能集热器热性能试验方法.pdf

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1、ICS 27160F 12 囝亘中华人民共和国国家标准GBT 42712007代替GBT 42712000，GBT 18974-2003太阳能集热器热性能试验方法Test methods for the thermal performance of solar collectors2007-1 1-08发布 2008-06-0 1实施宰瞀嬲鬻瓣訾矬赞翼发布中国国家标准化管理委员会仪19目 次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号与单位5集热器的安装及场所6仪器与测量7试验台架8室外效率试验9室内稳态效率试验10集热器有效热容和时间常数的测定儿集热器人射角修正系数-12集热器两端压降的测定

2、一13太阳能集热器热性能检测报告附录A(规范性附录) 真空管型太阳能集热器采光面积计算方法附录B(规范性附录)符号和单位附录c(规范性附录)太阳能集热器热性能检测报告格式附录D(规范性附录)集热器特性-附录E(规范性附录) 水的热物性参数附录F(规范性附录)有效热容测定附录G(规范性附录)室外动态效率试验附录H(资料性附录)室内稳态效率试验参考文献”图1传热工质进口和出口温度传感器推荐安装位置示意图图2闭式试验系统图3开式试验系统图4集热器时间常数图5两种不同玻璃盖板的集热器入射角修正系数一图6压力降落试验装置示意图一表1试验周期内测量参数的允许偏离范围表2加权因子P的值一GBT 427120

3、07，o04o加坨H坫M押n弛弘强如3oou地n，u刖 菁GBT 42712007本标准代替GBT 4271-2000平板型太阳集热器热性能试验方法和GBT 18974-2003太阳集热器热性能室内试验方法。本标准与GBT 4271 2000和GBT 18974-2003相比主要技术内容变化为：调整了GBT 18974-2003，GBT 17581 1998中的部分技术要求中的相同部分(本版第8、9章)；修改了集热器热性能测试时对环境条件的要求(本版813)；修改了对总辐射表的校准周期的规定(本版6114)；统一了稳态试验周期(本版816)；一一统一了入射角修正系数的试验程序(本版113)；增

4、加了基于集热器轮廓采光面积的集热器效率计算方法(本版8183d)；增加了集热器热性能测试过程中集热器中工质流速处于层流和紊流过渡区的处理方法(本版8133)；增加了集热器热性能的室外动态效率测试方法(本版82)。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G为规范性附录，附录H为资料性附录。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源和可再生能源分委会归口。本标准负责起草单位：国家太阳能热水器质量监督检验中心(JL京)、中国标准化研究院、皇明太阳能集团有限公司、深圳市嘉普通太阳能有限公司、北京清华阳光能源开发有限责任公司。本标

5、准参加起草单位：北京市太阳能研究所有限公司、北京北方赛尔太阳能工程技术有限公司、江苏太阳雨太阳能有限公司、江苏省华扬太阳能有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、江苏桑夏太阳能产业有限公司、山东桑乐太阳能有限公司、浙江美大太阳能工业有限公司、北京四季沐歌太阳能技术有限公司、北京恩派太阳能科技有限公司、昆明新元阳光科技有限公司、旭格幕墙门窗系统(北京)有限公司、江苏淮阴辉煌太阳能有限公司。本标准主要起草人：何涛、贾铁鹰、徐志斌、刘学真、李春梅、张昕宇、郑瑞澄。本标准中GBT 4271于1984年首次发布，2000年第一次修订。本标准中GBT 18974于2003年首次发布。太阳能集热器热性能试验方

6、法GBT 427120071范围本标准规定了太阳能集热器(以下简称集热器)稳态和动态热性能的试验方法及计算程序。本标准适用于利用太阳辐射加热、有透明盖板、传热工质为液体的平板型太阳能集热器(以下简称平板型集热器)，以及传热工质为液体的非聚光型全玻璃真空管型太阳能集热器、玻璃一金属结构真空管型太阳能集热器和热管式真空管型太阳能集热器(以下简称真空管型集热器)。本标准不适用于储热器与集热器为一体的储热式太阳能集热器，也不适用于无透明盖板的和跟踪聚焦的太阳能集热器。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版

7、均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 3100国际单位制及其应用(GB 3100-1993，eqv ISO 1000：1992)GBT 12936(所有部分)太阳能热利用术语GBT 19141 2003家用太阳热水系统技术条件(ISO 98062：1995，NEQ)GBT 19565总辐射表JJG 458总辐射表JJG 1032光学辐射计量名词及定义ISO 9060太阳能用于测量总辐射和直接辐射的测量仪表技术要求与分类ISO 9488：1999太阳能术语EN 129751：2002太阳热水系统

8、及部件太阳能集热器第一部分：总则JISA 4112太阳能集热器3术语和定义GB 3100、GBT 12936、GBT 19141、JJG 1032和ISO 9488：1999确立的以及下列术语和定义适用于本标准。31试验周期test period对于每一个测定的效率点，维持准稳态的时间。32轮廓采光面积contour aperture area见GBT 19141-2003中的轮廓采光面积定义和计算方法示意图。33真空管型太阳能集热器采光面积aperture area of evacuated tube solar collector太阳辐射进人真空管型太阳能集热器的最大投影面积，详细计算方法

9、见附录A。4符号与单位本标准使用的符号及单位见附录B。GBT 427120075集热器的安装及场所51集热器试验台架集热器试验台架不应遮挡集热器的采光面，不应影响集热器背面、侧面和集热器进出口的隔热保温。台架应采用开放式结构，不影响空气沿集热器各个面的自由流动。集热器的最低边离地面不应小于05 m。在屋顶上试验时，台架距屋顶边缘的距离应大于2 m。集热器试验台架可手动或自动跟踪太阳方位角或高度角，也可采用固定朝向和倾角的试验台架。52倾角对于仅跟踪太阳方位角的试验台架，安装集热器时应使采光面与水平面的倾角为当地纬度士5。，但不应小于30。集热器也可以根据生产厂家的要求和实际安装的倾角进行试验。

10、53集热器方位可通过手动或自动的方法使集热器跟踪太阳的方位角。5。4直接辐射的遮挡在试验期间，不应有任何阴影投射到集热器上。55散射辐射和反射辐射试验场所周围应无反射比大于02的物体。试验期间，周围物体表面不应有明显的太阳辐射反射到集热器上，天空内不应有遮挡阳光直射集热器的物体。56热辐射邻近集热器物体的表面温度应接近环境温度，以避免周围物体热辐射(红外)对集热器的影响。57风集热器应安装在风能够自由通过其采光面、背面和侧面的地方，与采光面平行的平均风速应保持在8132所规定的范围内。必要时，可用风机达到这个风速。6仪器与测量61太阳辐射测量61。1总辐射表应使用符合ISO 9060规定的一级

11、总辐射表对来自太阳和天空的全部辐射进行测量。6111防止温度梯度影响总辐射表在进行数据采集前应放置于典型的试验位置至少30 min，以使总辐射表与所处环境达到热平衡。6112防止湿气影响应采取适当措施防止湿气在总辐射表上凝结而影响其读数。总辐射表应带有易于检验的干燥剂，在每次测量前后都应对干燥剂进行观察，确认其有效。6113总辐射表的室外安装总辐射表传感器的安装应与集热器采光口平行，两平面平行度相差应小于r。在试验期间，总辐射表不得遮挡集热器采光口。总辐射表应安装在能够接受到与集热器相同直射、散射和反射太阳辐射的地方。在室外试验时，应将总辐射表座体及其外露导线保护起来，以防被太阳晒热。应减少集

12、热器对总辐射表的反射和再辐射。6114校准周期总辐射表应根据JJG 458的规定进行校准。在标定周期内总辐射表的年稳定性达不到GBT 19565的规定时，应增加总辐射表的校准次数或更换总辐射表。2GBT 42712007612直接日射入射角的测量直接日射入射角可用日晷测量，日晷应安装在集热器平面的一侧。直接日射入射角(口)也可由太阳时角(m)、集热器倾角(口)、集热器方位角(y)和试验地的纬度()计算，按式(1)计算：cosS-(sin3sinC,cosfl)(sin占cosfbsin,ScosT)+(cos占cos声cos&os叫)+(cos3sinsinflcosycosoD+(cos$s

13、inflsinTsimo)-(1)式中：一年中第n天的太阳赤纬(d)计算如下：a一2345sin360(284+n)36562热辐射测量在集热器试验中一般不考虑室外热辐照度的变化对集热器测试的影响。可以在集热器采光口平面一侧的中间位置安装地球辐射表以测定集热器采光口上的热辐照度。63温度测量631传热工质进口温度(f。)测量6311测量准确度传热工质进口温度的测量准确度应为o1。6312传感器的安装温度传感器的安装位置距集热器进出口的距离应不大于200 mm，如果温度传感器的安装位置距集热器的距离超过200 mm，应采取措施确保温度传感器与集热器的安装距离不影响工质温度的测量。可以通过加强传感

14、器前、后的管道及传感器与集热器进出口之间的保温来实现。在传感器的前端应装一个弯头或混流器。为了避免工质中的气体在传感器周围聚集，传感器所处管道中的工质最佳流向为上升方向，传感器测头对着液体的流向，如图1所示。温度传甚嚣(tl,AT)图1传热工质进口和出口温度传感器推荐安装位置示意图632传热工质进出口温度差(AT)测量集热器进出口温度差的测量准确度应为0IC。633环境空气温度(f。)测量6331测量准确度测量环境空气温度的准确度为士o5C。单位为毫米3GBT 427卜一20076332传感器的安装在室外试验时，环境温度传感器应安置在距被测集热器10 m以内的白色百叶箱中。百叶箱安装高度应为集

15、热器中间的高度，但百叶箱的距地面高度不应小于1 m。若使用风机驱动空气流过集热器时，风机出口温度与环境空气温度的差应在土1以内。64工质质量流量(南)测量工质质量流量可以直接测量，或通过所测量的体积流量和温度换算得出。工质质量流量测量的准确度应为土10。65环境空气速度测量随着流经集热器的空气流动速度增加，集热器的热损失相应增加，但是风向对于热损失的影响还不清楚，因此在集热器效率测试中不测量风向。651测量准确度进行室外集热器试验时，空气流速很少为常数，应取试验期间的平均风速，空气流速测量的准确度应为-F05 ms。652传感器放置如果平均风速小于2 ms，宜采用人工送风，在集热器上方距采光口

16、100 mm的若干均匀分布点上逐点进行测量并取它们的平均值。在风速稳定的条件下测量，应在性能试验前后进行。在有自然风的场所，应在靠近集热器的5 m以内的位置进行风速测量。试验期间，通过传感器的风不应被阻挡，传感器也不应遮挡集热器。66压力测量传热工质通过集热器所产生压力降的测量准确度应为士50 Pa。67时间间隔(Af)测量时间间隔测量的准确度应为土02。68测量仪器及数据记录仪测量仪器及测量系统的最小刻度不应超出规定准确度的两倍。数据处理技术或电子积分仪的准确度应等于或优于测量值的土1o。模拟和数字记录仪的准确度应等于或优于总量程的土05，时间常数应等于或小于1 s。峰值信号指示应在总量程的

17、50和100之间。69集热器面积的测量集热器面积(总面积、采光面积、吸热体面积或轮廓采光面积)的测量准确度应为士o1。610集热器工质容量的测量集热器工质容量应由试验中所用的传热工质的质量来表示。测量准确度应为士10。可通过分别测量集热器空时质量和充满工质时的质量来求得，或通过测量装满空集热器所需工质的质量来求得。测量集热器工质容量时工质温度应在1025范围内。7试验台架71总体结构图2和图3给出了采用液体为传热工质的太阳能集热器试验台架结构示意图。图2为闭式试验系统示意图，图3为开式试验系统示意图。4图2闭式试验系统GBT 42712007传感器全阀圈3开式试验系统72传热工质集热器试验过程

18、中使用的传热工质可以是水或集热器生产厂家实际使用的液体工质，但厂家需确认所使用的液体工质的相关物性参数。在试验期间传热工质工作的温度范围内，传热工质的比热容和密度的变化应在土1以内。附录E给出了水的比热容和密度值。在确定集热器的热效率曲线、时间常数和入射角修正系数的试验过程中，传热工质的质量流量应保持一致。GBT 4271200773管道布置与组装在集热器回路中使用的管道应耐腐蚀，并能在95。C下工作。若使用非水工质，应确认该工质是否与系统材料兼容。从工质温度调节器出口到集热器进口之间的管道应保持最短，以减少环境对工质进口温度的影响。温度测量点和集热器进出口之间的管道应采用隔热和防晒反射涂层进

19、行保护，使管道内的温降不超过0122。混流器应安装在靠近温度传感器的液流上方(见图1)。可以在工质回路管道上安装一小段透明玻璃管，用来观察工质中的气泡和杂质。透明管应安装在靠近集热器的进口处，但不应影响工质进口处的温度控制或温度测量。在集热器的出口及其他容易聚积空气的地方应安装空气分离器或排气装置。在流量计或泵的人口前安装过滤器。74泵与流量控制装置安装在集热器试验回路中的泵，应不影响集热器进口温度控制或温度测量。宜装有旁通管路和手动调节阀，用于调节流量。也可使用流量控制装置来稳定流量。试验期间，在任何进口温度下，泵及流量控制装置应锈维持稳定的流量，流量的变化范围应稳定在士1以内。75传热工质

20、温度调节集热器试验回路应在集热器工作的温度范围内，具有保持集热器进口温度恒定的能力，同时应避免集热器进口温度的漂移。试验回路应具有两级工质进口温度控制的功能，如图2和图3所示。一次温度控制器应装在流量计和流量控制装置的上游处。二次温度调节器用于控制进入集热器的工质温度，调节工质进口温度至设定值。二次温度调节器的温度调节范围应不超过2。8室外效率试验81 室外稳态效率试验811试验装置集热器的安装应符合第5章的规定，试验回路的连接应符合第7章的规定。传热工质一般应从集热器进口流到出口，也可以根据生产厂家的要求确定集热器中工质的流向。812集热器试验前处理试验前应对集热器进行外观检查，并做好记录。

21、试验前应对集热器采光口的盖板表面、真空管表面或反射器表面进行彻底清洁。如果集热器部件上有水汽，应使用80左右的传热工质在集热器中循环一段时间，烘干隔热材料和集热器外壳。如果进行该项处理，应在检测报告中加以说明。必要时，可以使用排气阀或使工质在管道中快速循环，来排出集热器管道中聚积的气体。通过回路中的透明管来观察工质中是否混有气体或杂质。813试验条件8131太阳辐照度试验期间，集热器采光面上的总太阳辐照度应不小于700 wm2，试验期间总太阳辐照度的变化应不大于士50 wm2。8132环境空气速度试验期间，周围环境空气速度不应高于4 ms。8133工质质量流量工质质量流量可以根据生产厂家推荐的

22、流量值进行试验。当厂家没有声明时，工质质量流量可根据集热器总面积设定在002 kg(m2s)。在每个试验周期内，流量应稳定在设定值的士1以内。不6GBT 42712007同试验周期的流量变化应不超过设定值的10。对于某些集热器，如果推荐的流速有可能处于层流和紊流过渡区，可以采用EN 129751规定的方法来处理：在过渡区，首先应将流量设为高值(紊流区)然后再逐渐减小至设定值，避免流速处于从层流到紊流过渡区。如果采用如上措施，应在测试结果中注明。8134直接日射入射角集热器采光口上的直接日射入射角应保持在该入射角的土25。的范围之内。814试验程序为了测定集热器的效率特性，集热器试验应在晴朗天气

23、条件下集热器的工作温度范围内进行。对于数据点的选取，应在集热器工作温度范围内至少取四个间隔均匀的工质进口温度。为了获得抽，其中一个进口温度应使集热器工质平均温度与环境空气温度之差在3之内。应根据集热器的最高工作温度确定最高工质进口温度，对于平板型集热器，集热器最高进口温度不应超过70，对于真空管型集热器，最高进口温度与环境温度之差应大于40。对每个工质进口温度至少取四个独立的数据点，每个瞬时效率点的测定时间间隔应不少于3 min。在试验期间，应按815中所规定的项目进行测量。在上述时间间隔内，每分钟至少一次定时采集815中c)、d)、f)、g)、h)、i)、j)测量参数的数据，以其算术平均值作

24、为该参数的测定值。由于仪器准确度的问题，工质温差小于15的测量结果可不予记录。815测量应对以下参数进行测量：a)集热器总面积Ac、吸热体面积An、采光面积A。和轮廓采光面积A。；b)工质容量Vf；c) 太阳能集热器采光面上太阳辐照度G；d) 太阳能集热器采光面上散射太阳辐照度Gd；e)直接日射入射角口(通常由计算得出)；f)环境空气风速“；g)环境空气温度t。；h)工质进口温度t，；i)工质出口温度t。；j)工质质量流量矗。816试验周期(稳态)稳态数据点的试验周期应包括至少12 min的预备期和至少12 min的稳态测量期。在任何情况下，稳态试验周期应大于集热器有效热容量c与工质热流量mc

25、t之比的4倍(有效热容测定见第10章)。如果试验参数偏离它们在试验周期内的平均值不超过表1规定的范围，则可认为在给定试验周期内集热器处于稳态工况。表1试验周期内测量参数的允许偏离范围参 数 平均值允许偏离范围太阳辐照度 土50Wm2环境空气温度 土113工质质量流量 土1集热器进口工质温度 01817试验结果的表示应对测量结果进行整理，形成一组满足稳态运行试验条件的数据点。这些数据点应使用附录c给7GBT 42712007出的数据表格表示出来。818集热器效率的计算在稳态条件下运行的太阳能集热器的瞬时效率_(或i)定义为在稳态条件下，集热器实际获得的有用功率与集热器表面接收的太阳辐射功率之比。

26、实际获得的有用功率Q由式(2)计算：Q一赢cfT式中：南工质质量流量，单位为千克每秒(kgs)；(2)“对应于平均工质温度t。的传热工质比热容，单位为焦耳每千克摄氏度(J(kg)；T工质进出口温度差一。-t，单位为摄氏度()。若疵是由体积流量测得，则密度和比热容应由流经流量计的工质温度确定。8181集热器接收的太阳能对于单层玻璃平板型集热器，入射角小于或等于30。，不需使用入射角修正系数对集热器接收的太阳能进行修正；对于真空管型集热器，入射角小于或等于10。，不需使用人射角修正系数对集热器接收的太阳能进行修正。测试时，可以根据生产厂家的要求，采用总面积、采光面积、吸热体面积和轮廓采光面积其中的

27、一个面积或者几个面积作为参考面积进行测试；当生产厂家无要求时，实验室可以根据实际情况确定。当检测数据用于国际交流时，可以采用总面积、采光面积或吸热体面积中的任意一个面积作为参考面积进行测试：a) 以集热器总面积为参考当以集热器总面积为参考时，集热器接收的太阳辐射功率为A。G，故式(3)为：班一杂(3)b) 以集热器采光面积为参考当以集热器采光面积为参考时，集热器接收的太阳辐射功率为A。G，故式(4)为：孕一鑫 (4)c) 以集热器吸热体面积为参考当以集热器吸热体面积为参考时，接收的太阳辐射功率为A。G，故式(5)为：驰一杂(5)d) 以集热器轮廓采光面积为参考当以集热器轮廓采光面积为参考时，接

28、收的太阳辐射功率为A。G，故式(6)为；一QTo一五面8182归一化温差瞬时效率_(或；)由归一化温差T。的函数图形方式表示出来。当使用传热工质平均温度t。时，。气+掣归一化温差为：(6)(7)E一!(8)。 G 、 7当使用集热器进口温度t时，归一化温差为：T?一警GBT 42712007(9)8183瞬时效率的结果表示瞬时效率(或i)的图形应利用最小二乘法进行曲线拟合得出，由下列式(10)或式(11)获得瞬时效率曲线：叩一伽一nIT+-a2G(T 4)2 (10)或 日一伽一UT(11)应根据拟和的紧密程度来选择一次或二次曲线。如果nz的计算值是负数，则不应选用二次拟合。试验条件应记录在附

29、录C给出的数据表格内，利用二次拟合结果绘制曲线图时，G应取800 Wm2。对于平板型集热器，在散射太阳辐照度大于总辐照度30条件下测得的数据点，应采用附录D中给出的方法修正到等效法向日射辐照度。若散射太阳辐照度小于30，则可以忽略其影响。对于真空管型集热器，则不必考虑散射太阳辐照对集热器效率的影响。以下条款为集热器面积(总面积、采光面积、吸热体面积、轮廓采光面积)和归一化温差(T二、Ti。)相组合的八种情况提供了瞬时效率的计算式。a)基于集热器总面积的瞬时效率若用归一化温差T：可给出公式(12)、(13)：弘ToGUGl2产(12)或 ic一70cc警eG(孚)6(13)或 _GG一。1G匹一

30、一。2Go(西一) (13)式中： i。一燕(14)若用归一化温差F，瞬时效率公式(15)、(16)为：啦一班GU6百tl-t,或 17G一珈。一me丁tl-t,一nzcG(百tl-t。)2-式中： 和一；b) 基于集热器采光面积的瞬时效率以归一化温差T：为参考的瞬时效率公式(18)、(19)为：；。一-o。一n生吾鱼或式中：若用归一化温差F或式中i-一卜元孚-G(警)i。一采，瞬时效率方程公式(21)、(22)为：孕一弛一U。警啦孙a警-G(警)啦一采(15)。GBT 42712007c)基于集热器吸热体面积的瞬时效率以归一化温差丁：为参考的瞬时效率公式(24)、(25)为：-Ai。nIA警

31、或 i一一10一n孚一二zAG(警)2式中： 7A一杂若用归一化温差Ti。，瞬时效率方程公式(27)、(28)为：弘一孕AU“百ti-tj或 耻一伽an，n可tl-tanzG(t百；-t,)2一式中： 弘一番d) 基于集热器轮廓采光面积的瞬时效率以归一化温差T：为参考的瞬时效率公式(30)、(31)为：一70=70。一取譬或 一7。=一70。譬。G(孚)2式中： i。一是若用归一化温差Ti。，瞬时效率方程公式(33)、(34)为：孕一弛一U。孚或式中孕砷。雩-azoG(孚)孕一伽c一“1尹 (气产)孕一鑫82室外动态效率试验室外动态效率试验按照附录G的方法对集热器进行动态测试，并在检测结果中注

32、明。(24)(29)(30)(31)(32)(33)(34)(35)9室内稳态效率试验室内稳态效率试验按照附录H的方法对集热器进行稳态测试，并在检测结果中注明。10集热器有效热容和时间常数的测定101概述集热器有效热容和时间常数是确定集热器瞬变性能的重要参数。102集热器有效热容测定集热器热容C为集热器各组件(玻璃、吸热体、容纳的工质和隔热材料等)的质量m。、比热容C。和加权因子P；的乘积之和：c一plm而(36)t表2列出了各组件加权因子P，(o至1)的数值。10表2加权因子Pt的值GBT 42712007组 件 A吸热体 1隔热材料 o5传热工质 1外层玻璃 oOl al第二层玻璃 020

33、 01第三层玻璃 O035 a，注：n-为瞬时效率方程中的第=个系数或热损系数。若不知道n-的准确数值，可用下列近似值来确定A：75(单层玻璃)；4(双层玻璃)；25(-层玻璃)。还可用附录F中的方法测定有效热容。103集热器时间常数测定可在室外或太阳模拟器下进行该项试验。无论何种情况，集热器采光面上的太阳辐照度都不应小于700 Wm2。集热器中传热工质的循环流量应与热效率试验时相同。在太阳能集热器上方10 cm处，用遮阳罩板遮挡住太阳能集热器采光面上的太阳辐射，并使集热器的工质进口温度近似等于环境空气温度。当达到稳态时，移去遮阳罩板并继续测量直到再出现稳态。对于该项试验，当工质出口温度的变化

34、小于每分钟0IC时，即可认为达到稳态。根据第6章应对下列参数进行测量：a)集热器工质进口温度t；b)集热器工质出口温度t。；c)环境空气温度t。104集热器时间常数计算绘出两稳态间过渡过程中集热器工质出口温度与环境空气温度之差(。一t。)随时间的变化曲线。从初始稳态(f。一f。)。画起直到在更高温度下的第二次稳态(。一。)z(见图4)。(kO(一02(一00 0632(“一h)2一(kO o图4集热器时间常数集热器时间常数r。定义为：在太阳辐照度从一开始有阶跃式增加后，集热器出口温度上升到从(。一。)。上升至(t。一f。)：总增量的632时所用的时间。GBT 4271200711 集热器入射角

35、修正系数111概述如果在式(15)中引人入射角修正系数，则集热器的瞬时效率公式变为式(37)。弘一砷eKe-UG警(37)图5给出了两种不同玻璃盖板的集热器入射角修正系数随入射角的变化图。入射角修正系数岛射角o(o)图5两种不同玻璃盖板的集热器入射角修正系数112试验程序在每个试验周期内，应使集热器方位保持在该入射角的土25。范围之内。1121试验方法1该方法适用于太阳模拟器下的室内试验，也适用于可移动式试验台(可随意跟踪太阳方位角)的室外试验。对平板型集热器进行四种试验条件的方位调节，这四种调节使试验入射角与直接日射的角度分别约为0。、30。、45。和60。建议数据应在一天内采集完毕。对真空

36、管型集热器应分别测定真空太阳集热管南北向排列时的入射角修正系数K。和真空太阳集热管东西向排列时的入射角修正系数K。w e，应使真空太阳集热管分别沿南北向排列和沿东西向排列。调节集热器试验台架使入射角分别为：0。、30。、45。和60。建议数据应在一天内采集完毕。热管式真空管型太阳能集热器只需要钡i定真空太阳集热管南北向排列时的入射角穆正系数Ks。根据814的规定分别测定集热器每个入射角的效率值。对于每个数据点，传热工质的进口温度应接近环境空气温度(两者差值应在土1以内)。1122试验方法2该方法适用于集热器不能根据直接日射进行方位角的调节(除倾斜角的调节外)，使用固定式试验台的室外试验。对于每

37、个数据点，传热工质的进口温度应接近环境空气温度(两者差值应在1以内)。应成对测量效率值，每一对中包含一个正午前的效率值和一个正午后的效率值。对于这两个数据点，集热器与太阳光束之间的平均入射角应相同，给定入射角的集热器效率应为每对效率值的平均值。根据814的规定进行效率值的测定。与试验方法1相同，集热器应在入射角为o。、304、45。和60。的情况下采集数据。1 13集热器入射角修正系数计算对于普通的集热器，只需四个入射角，即06、304、454和60。由于工质进口温度非常接近环境空气温度，所以(。一。)o。K。与效率之间的关系可由式(38)表示：虬一业田D112(38)GBT 42712007

38、式中：抽，。t，一。时，入射角口下测定的瞬时效率值；啦，。，一f。时，法向入射时测定的瞬时效率值，孕。可由效率曲线在Y轴上的截距获得。将计算结果标绘在K棚图上，得到太阳能集热器入射角修正系数随入射角8的变化曲线。12集热器两端压降的测定121概述集热器两端的压降是太阳能热利用系统设计的重要参数，测试使用的工质应同集热器正常使用时相同。122试验装置集热器应根据第5章的规定进行安装，采用与第7章推荐大致相同的试验回路。传热工质应从集热器进口流向集热器出口，并应特别注意在集热器进、出口选择适当的管子来装配。如图6所示，按JISA4112的要求，测压点应设置在靠近太阳能集热器，且不受其他配管影响的直

39、管部分。测压孔直径为2 mm6 mm或110管径，此处管和孔的内壁表面应光滑无卷边。1温度计；2进n压力测点；3切换阀；4压力变送器；5切换阀；6出口压力测点；7流量计；8太阳能集热器；L4直管内径。图6压力降落试验装置示意图123集热器的准备对工质进行检查，以确保其中无杂质。应使用排气阀或其他适当方法排出集热器中的空气。124试验程序应在太阳能加热系统正常工作的流量范围内测定集热器进、出口之间的压降。在集热器生产厂家没有提供标称流量范围的情况下，应在每平方米集热器总面积0005 kgs004 kgs的流量范围内进行压降测量。至少要在整个流量范围内均匀间隔的五个流量值上进行测量。125测量应根

40、据第6章的规定进行以下测量：a)集热器工质进口温度t；b)工质质量流量南；c)集热器进、出口之间工质压降Ap。】3GBT 42712007126 由测量装置引起的压降用来测量工质压力降落的装置自身可能引起压降。应将集热器从工质回路中取下，并将压力测量装置短接，进行压降的零点校准。127试验条件在试验期间，流量应恒定在标称值的1以内。在试验期间，传热工质的进口温度应恒定在土5以内。在试验期间，集热器温度应在环境空气温度10以内。对于传热工质是油的集热器，有必要试验其他温度下的压降。128试验结果的计算和表示压降随每次试验流量变化的函数关系可用附录C规定的方式来表示。13太阳能集热器热性能检测报告

41、太阳能集热器热性能检测报告格式见附录C。附录A(规范性附录)真空管型太阳能集热器采光面积计算方法A1 真空管型太阳能集热器采光面积(A。)的计算公式为A。一L。W。式中：L。除去联集管和尾架遮挡部分外的真空管太阳能集热管长度，单位为米(m)w。图A1所示的真空管型太阳能集热器采光口宽度，单位为米(m)。1旦Q I垒一 1鱼一妙妙奇奇妙目目e G圉WnD。(Do为罩玻璃管外径，n为真空管支数)图A1 无反射器的真空管型太阳能集热器A2有反射器的真空管型太阳能集热器采光面积计算见GBT 12936。GBT 42712007(A1)GBT 42712007B1符号和单位见表B1和表B2附录B(规范性

42、附录)符号和单位表B1符号和单位符 号 意 义 单 位以F为参考的系数 W(m2-)以E为参考的系数 W(m2)以正。为参考的系数 W(m2)以E为参考的系数 w(m22)AG 太阳能集热器的总面积 m2A 太阳能集热器的吸热体面积 rn2A。 太阳能集热器的采光面积 In2A。 太阳能集热器的轮廓采光面积 ri32AM 大气质量 1传热工质比热容 J(kg)C 太阳能集热器有效热容 JF 辐射角系数 1F 太阳能集热器效率因子 1Fn 太阳能集热器热转移因子 lG 总太阳辐照度 Wm2幺 直射太阳辐照度 礅稿Gd 散射太阳辐照度 Wm2虬 人射角修正系数工质质量 kg传热工质质量流量 kgs

43、Q 从集热器获得的有用功率 W屯 太阳能集热器损失功率 Wt。 环境或周围空气温度 tE 太阳能集热器工质出口温度 l 太阳能集热器工质进口温度 tm 传热工质平均温度 T 绝对温度 K耳 归一化温差一(f一t。)G (Tn2)WT： 归一化温差一(。)G (m2)WU 为耳为参考的太阳能集热器总热损系数 W(m212)16表B1(续)GBT 427卜一2007符 号 意 义 单 位U 以E为参考的太阳能集热器总热损系数 W(m2)UL 具有均匀吸热体温度k的太阳能集热器总热损系数 W(m2)环境或周围空气风速 ms 太阳能集热器工质容量 m3户 工质进、出口压降 Pat 时间间隔11 工质进

44、、出口温差(I。一) 卢 相对于水平面的倾角8 人射角 波长 um_ 以耳为参考的太阳能集热器热效率 1 以E为参考的太阳能集热器热效率 1孕 五。一0时的目 1砷 E一0时的日 1斯蒂芬玻尔兹曼常数 w(m24)P 传热工质的密度 kgm3太阳能集热器时间常数(似)。 有效透射吸收积 1(m)d 散射的有效透射吸收积 1(m)。 在法向入射下直射的有效透射吸收积 1(阳) 在入射角为0下直接日射的有效透射吸收积 1表B2集热器面积A和对应效率可的下标符 号 意 义A 以吸热体面积为参考G 以集热器总面积为参考以采光面积为参考以轮廓采光面积为参考17GBT 4271200718附录C(规范性附录)太阳能集热器热性能检测报告格式产品名称：委托单位：生产单位：检测类别：检测报告(报告编号)X实验室年X月日GBT 42712007GBT 42712007注意事项1报告无“检测报告专用章”或检验单位公章无效。2未经本中心书面批准不得复制本检验报告(完整复制除外)。3检测报告无主检、审核、批准人签字无效。4检测报告涂改无效。5对检测报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出。6检测报告仅对委托检验样品负责。实验室检测报告GBT 42712007报告编号： 共页第页样品编号： 检测地点：出厂编号：产品名称：生产日期：型号规格：委托单位：商 标；送样数量：生产单位