GB T 17581-1998 真空管太阳集热器.pdf
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1、I臼27.160F 12 ,品2 日GB/T 17581 1998 Cl D Evacuated tube solar collector 1998 - 11-19 宣布1999- 07 -01 国家质监声言在布飞GB/T 17581-1998 目次前言. . 1 范围.,. 2 引用标准. . . . .,. . . . 3 定义. . 4 分类与命名5 技术要求. . 6 试验方法. . E 1 1 1 2 5 6 7 检验规则. 8 标志、包装、运输、贮存., ., 附录A(标准的附录符号和单位.,. . . 附录B(标准的附录)推荐的试验报告格式. 附录C(标准的附录)计算真空管太阳集
2、热器瞬时效率时的参考面积. . . 附录D(标准的附录)1509806-1,150 9806-2和JI5A4112的有关译文.,. . 10 11 向毛anynkunul-2 G/T 17581-1998 前本标准的编写遵循GB/T1. 1-1993和GB/T1. 3-1997的基本规定,并充分考虑了我国真空管太阳集热器产品发展的实际情况.本标准的部分内容参照了国际标准IS09806-1: 1994、IS09806-2: 1995、日本标准JISA 4112 1995、JISA1425-1995和美国标准ANSI/ASHRAE93-1986中的相关章节。本标准使用的符号与单位和推荐的试验报告格
3、式主要参照ISO9806-1.内容较多,因此分别列于附录A、附录B中。鉴于测定与计算真空管太阳集热器的瞬时效率采用的参考面积具有特殊性,因此在附录C中给出了必要的说明,附录D摘译了本标准参照的ISO9806-1.ISO 9806-2和ISA 4112的相关条文。附录A、附录B、附录C、附录D均为标准的附录。本标准由国家经贸委资源综合利用司、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归口。本标准由清华大学、中国标准化与信息分类编码研究所负责起草。本标准主要起草人z桂裕宗、杨振顺、陆维德、邹怀松、赵跃进。ijpili-lL E L 1 范围中华人民共和FH
4、Z 太阳家标准热Evacuated tube solar collector GB/T 17581-1998 本标准规定了真空管太阳集热器的定义、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,传热工质为液体的非聚光型全玻璃真空管太阳集热器、玻璃金属结构真空管太阳集热器和热管式真空管太阳集热器。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.GB 191-1990 包装储运图示标志GB/T 1800-1979公差与配合总
5、论标准公差与基本偏差GB/T 4271-1984 平板型太阳集热器热性能试验方法GB/T 6424一1996平板型太阳集热器技术条件GB/T 12467-1990焊接质量保证一般原则GB/T 12468一1990焊接质量保证对企业的要求GB/T 12936.1-1991 太阳能热利用术语第一部分GB/T 12936.2-1991 太阳能热利用术语第二部分GB/T 13384-1992 机电产品包装通用技术条件GB/T 15513-1995 太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法GB/T 17049-1997 全玻璃真空太阳集热管ISO 9806-1: 1994 太阳集热器试验方
6、法第一部分s带压力阵的有玻璃盖板的液体集热器的热性能ISO 9806-2: 1995 太阳集热器试验方法第二部分g质量鉴定的试验方法1IS A 1425-1995 太阳集热器的集热性能试验方法IS A 4112-1995 太阳集热器ANSI/ASHRAE 93-1986 确定太阳集热器热性能的试验方法3定义本标准除引用GB/T12936. 1.GB/T 12936.2外,采用下列定义z3. 1 真空太阳集热管evacuated solar collector tube 采用透明的罩玻璃管,罩玻璃管与吸热体问具有足够低的气体压强。3.2 真空管太阳集热器evacuated tube solar
7、coIlector 若干支真空太阳集热管按一定规则排成阵列与联集管、尾架和反射器等组装成的太阳集热器。国家质量技术监督局1998-11-19批准1999- 07 -01实施1 l_ G/T 17581-1998 3. 3 真空管太阳集热器的采光面积ap盯turearea of an evacuated tube solar col1ector 真空管太阳集热器采光口或上方允许太阳辐射进入或透射的平丽(采光平面)上接收太阳辐射的最大投影面积。单位为m。3. 4 真空管太阳集热器的总面积gross collector area of an evacuated tube solar collecto
8、r 包括联集管、尾架和边框在内的整个真空管太阳集热器的最大投影面积。单位为mo3.5 真空管太阳集热器的空晒温度stagnation temperature of n evacuated tube solar collector 真空管太阳集热器内的空气停止流动,在规定的太阳辐照度下,真空管太阳集热器达到准稳态状态时,真空管太阳集热器内空气所达到的温度叫空晒温度。3.6 试验周期test period 对于每一个测定的效率点,维持准稳态的时间范围。3. 7 人射角修正系数incident angle modifier 在工质进口温度等于环境温度的条件下,太阳入射角为8时的集热效率值与太阳法向人
9、射时的瞬时效率值之比。3. 8 联集管manifold 联接真空太阳集热管,并构成传热工质通道的部件。3. 9 反射器refI ector 安装在真空管太阳集热u下方,用来将人射的太阳辐射反射到真空太阳集热管上的部件。4 分类与命名4. 1 产品分类4. 1. 1 真空管太阳集热器按真空太阳集热管结构型式分类可分为三类:a)全玻璃真空管太阳集热器;b)玻璃-金属真空管太阳集热器sc)热管式真空管太阳集热器。这三种真空管太阳集热器的基本结构和主要部件名称如图1中(a)、(b)、(c)所示。1 2 (a)全玻璃真空管太阳集热器1一真空太阳集热管,2一吸热管,3联集管,4 隔热体:5 配管接口,6一
10、反射器,7尾架图l真空管太阳集热器的基本结构和主要部件2 GB/T 17581-1998 5 4 5 l 3 (b)玻璃-金属真空管太阳集热器l 真空太阳集热管,2一吸热板,3一联集管,4隔热体,5配管接口4 6 2 1 7 (c)热管式真空管太阳集热器1真空太阳集热管,2一热管-吸热板,3联集管,4隔热体,5 配管接口,6一换热块,7一尾架图l(完)4. 1. 2 真空管太阳集热器按真空太阳集热管的排列方式可分为竖(真空太阳集热管竖直排列单排、横(真空太阳集热管水平排列)单排和横双排三类,其基本结构示意图如图2所示。4 w w (a)竖单排真空管太阳集热器(b)横单排真空管太阳集热器图2真空
11、管太阳集热器排列方式结构示意图li-(|1L 3 一一GB(T 17581-1998 (c)横双排真空管太阳集热管1 真空太阳集热管,2 联集管;3一尾架L一长度,W一宽度图2(完)4.2 产品命名4.2.1 命名内容真空管太阳集热器产品命名由如下四部分组成:笙写型企笙斗盖全笙乓盖全笙鸟盗金一二表示改进型号表示采光面积/真空太阳集热管根数表示有无反射器表示真空管太阳集热器种类4.2.2 命名标记第一部分z用汉语拼音字母QB、BJ和RG分别表示全玻璃真空管太阳集热器、玻璃金属真空管太阳集热器和热管式真空管太阳集热器。第二部分g用汉语拼音字母YF和WF分别表示有无反射器。第二部分2用阿拉伯数字表示
12、以m为单位的真空管太阳集热器采光面积/真空太阳集热管根数。第四部分:用阿拉伯数字表示改进型号。在各相邻部分之间用一隔开.4.2.3 命名示例以10根全玻璃真空太阳集热管构成的全玻璃真空管太阳集热器产品为例。4.2. 3. 1 元漫反射板的QB- WF- O. 54(10 - 1 L1型4. 2.3.2 带漫反射板的4 采光面积0.54m(真空太阳集热管为10根无反射器全玻璃真空管太阳集热器L GB/T 17581 1998 QB- YF- 1. 1/10 - 2 L2型4.3 结构尺寸采光面积1.1 m2/真空太阳集热管为10根有反射器全玻璃真空管太阳集热器4. 3. 1 按照GB/T1704
13、9规定的全玻璃真空太阳集热管的结构尺寸如7mmXl 200 mm, f47 mmX 1500 mm和热管式真空太阳集热管的结构尺寸骨100mmXl 700 mm,fl00 mmX2 000 mm设计的真空管太阳集热器外形平面尺寸可参照表l选取。表1真空管太阳集热器外形平面尺寸mm 真空太阳集热管结构尺寸长L宽W真空太阳集热管数真空太阳集热管排列方式147X1200 1 280 760 12 竖单排1 320 1 000 12 竖单排1 000 2500 , 24 横双排2000 2500 50 横双排147X1500 1 580 760 12 竖单排1 620 1 000 12 竖单排1100
14、X17日31 800 1 000 自竖单排1100X 2000 2100 1 000 8 竖单排4. 3. 2 真空管太阳集热器联集管迸出口管径采用以下四种公称尺寸,15,20,25,32mm. 4.3.34尺寸公差应按GB/T1800 ITl8级精度选用。5 技术要求5. 1 真空管太阳集热器技术要求应符合表2的规定。表2真空管太阳集热器技术要求试验项目技术要求热性能的无反射器的真空管太阳集热器的瞬时效率截距甲0.应不低于0.60有反射器的真空管太阳集热器的瞬时效率截距亨M应不低于0.50真空管太阳集热器总热损系数U应不大于2.5W!(mKl b)应作出(.-t4)随时间的变化曲线,并给出真
15、空管太阳集热器的时间常数r,c)应给出真空太阳集热管雨北向排列与东西向排列时的人射角修正军数KO.N.S与Kq,W_E随人射角。的变化曲线和e50.时的K9N_S与KOW_E值压力降落应作出真空管太阳集热器压力降落特性曲线-rh耐压传热工质应元渗满空晒应无开裂、破损和显著变形强度应无损坏和明显变形刚度应无损坏和明显变形外观应对真空管太阳集热器主要部件外观存在问题进行判定试验方法6. 1 6. 2 6. 3 6. 4 6. 5 6. 6 6. 7 5.2 与热水接触的联集管内胆材料不应溶解出有碍人体健康的物质。其焊接应符合GB/T12467与GB/T 1246日的规定。5.3 隔热体耐热应不低于
16、10WC,导热系数应不大于0.05W /(mK)。外观应填塞密实,元明显收缩与隆起,不应发霉、变质或释放污染物质。5.4 密封件材料应符合GB/T15513的规定。外观应元裂痕、划伤或发粘、老化。5 GB(T 17581-1998 5.5 反射器表面的太阳反射率应不低于O.7。外观应元划伤、蚀斑或裂痕。E 试验方法6. 1 热性能试验试验的热性能包括g准稳态的瞬时效率、集热器时间常数和入射角修正系数。6. 1. 1 测量仪器热性能试验需要测量的项目和测量仪器的准确度要求如表3所示.表3测量项目和仪器的准确度项目测量仪器单位准确度太阳辐照度总日射表W/m WMOC世界气象组织规定一级表人射角日暑
17、或计算(0) 士50工质进口温度温度计巳士0.2C工质迸出口温度差温度差计K +O.IK 环境温度温度计C :t0.5C 工质流量流量计kg/s :t!.0% 风速风速计m/s 土O.5m/, 6. 1. 2 试验装置以液体作为传热工质的真空管太阳集热器热性能试验装置的结构示意图如图3所示。4 6 10 3 12 2 13 14 18 16 1一工质观察口I2 流量计I3 弯头或棍流瓶I4 环境温度计I5 进口温度测点,6一风速仪I7 且日射表I8一真空管太阳集热器I9 出口温度测点I10 排气阀311 弯头或混流器d2-换热器d3一旁路阀d4一泵d5一恒压水箱d6一流量控制间,17一过滤器(
18、-200m)d8一调温水箱图3工质为液体的真空管太阳集热器试验装置6. 1. 2. 1 试验场所试验场所周围应元镜反射和漫反射率大于0.2的物体.试验期间不应有周围物体的阴影投射在真空管太阳集热器上。邻近物体表面温度应尽可能接近环境温度,避免周围物体热辐射的影响.6 GB/T 17581-1998 6. 1. 2. 2 真空管太阳集热器试验台架应为开放式结构,不遮挡真空管太阳集热器采光面,不妨碍真空管太阳集热器及其迸出口的隔热保温,不影响空气沿真空管太阳集热器各个面的自由流动。真空管太阳集热器的最低边离地面应不低于0.5 mo在屋顶上进行试验时,台架距屋顶边缘应大于2rn,以减小沿建筑物墙面上
19、升的热气流的影响。6. 1. 2. 3 管道隔热保温为了保证温度损失最小,从流量计出口尤其是放置感温元件的弯头或混流器到真空管太阳集热器进口之间距离应尽可能短,并充分保温隔热。同样,在真空管太阳集热器出口处,尤其是放置感温元件的弯头或混流器处,亦应充分隔热保温。6.1.2.4 温度调节和控制在系统中串接两级温度调节器。第一级为换热器,设置在真空管太阳集热器出口处,用于将工质温度调至设定值以下。第二级为电加热器,设置在恒压水箱与真空管太阳集热器进口之间,用于调节工质进口温度至设定值。6.1.2.5 流量调节与控制利用恒压水箱、泵和流量控制阀等调节控制工质流量,并保证流量稳定性在土1%以内.6.
20、1. 2. 6 在真空管太阳集热器出口处和其它可能积聚空气的地方应设置放气阀。6.1.2.7室内试验用太阳模拟器应满足下列要求za)光谱分布应接近大气质量1.5的太阳光谱分布gb)辐照度真空管太阳集热器采光面上的辐照度应不小于800W/m , c)均匀性试验期内,沿真空管太阳集热器采光面上的平均辐照度变化应不超过士50W/m,真空管太阳集热器采光面上任一点的辐pf度变化不超过整个采光面上的平均辐照度的土15%,d)平行性真空管太阳集热器采光面上任一点所接收的模拟太阳辐射的80%应来自以该点为顶点的正立体角小于或等于600的区域,e)送风装置沿真空管太阳集热器平面平行送风,其气流温度与环境温度之
21、差应在土lC以内。6. 1. 3 试验条件6.1. 3. 1 辐照度真空管太阳集热器采光面上辐照度应不小于800W/m。在试验期间辐照度的变化应不大于土50W /m 0 6.1. 3. 2 环境温度应不大于30C。6. 1. 3. 3 平均风速应不大于4m/so 6.1.3.4 工质流量为0.015kg/(ms)-O. 020 kg/(ms) 0 6. 1.4 瞬时效率试验方法6. 1.4.1 调节试验台架,使入射角。小于或等于100,满足近法向人射条件。6.1.4.2 按设定和推荐值,调节工质进口温度tin和工质流量刑,使工质通过真空管太阳集热器循环。按r509806-1的规定,如果各测定参
22、数偏离它们在整个试验周期的平均值不超过表4规定的范围,可以认为真空管太阳集热器在整个试验周期内工作在准稳态.表4试验周期内测定参数的偏差范围参数允许偏离平均值的范围太阳辐照度士50W/m 环境温度士1C工质流量:1: 1% 6. 1.4. 3 在真空管太阳集热器工作温度范围内,至少应取四个均布的工质进口温度z依据真空管太阳GB/T 17581-1998 集热器最高工作温度确定最高工质进口温度,其与环境温度之差应大于40C;最低工质进口混度应高于环境温度。-3C。6.1. 4.4 对应每个工段进口温度至少应取囚个瞬时效率数据点。每个瞬时效率数据点的测定时间间隔应不少于3minc 6. 1.4.
23、5 在上述时间间隔内,每分钟至少一次定时采集下列各测量参数的数据,以其积分平均值作为该参数的测定值2a)真空管太阳集热器采光面上辐照度G;b)真空管太阳集热器采光面上散射辐照度Gd;c)直接日射入射角8;d)环境风速川e)环琉温度ta; f)工质进口温度tin; g)工质出口温度tdh)工质流量m。此外,应准确地测定真空管太阳集热器的总面积AG采光面积A,和工质容量V,.6.1. 4.6 按附录B推荐的试验报告表格进行数据整理。6. 1.4. 7 对每一组测定值,按下述公式(1)计算真空管太阳集热器瞬时效率值,从而得到一个瞬时效率的数据点。. ( 1 ) 式中g的一工质流量.kg/s;c, 对
24、应于平均工质温度tm的传热工质比热.1/(kgK); 6T-工质迸出口l!度差=te-tintK;A,-真空管太阳集热器采光面积,m20其计算方法见附录C.6. 1.4. 8 以归一化温度差T/为变量,将测定的瞬时效率数据点标绘在市-T /坐标图上。这里归一化温度差T/为T: = (tin - t.l/G 6. 1.4. 9 利用最小二乘法进行曲线拟合,得到瞬时效率方程z11. = 110. - UT, 或弘=市0.1- alT/ - a2G(T/, )2 式中,U以Tt为参考的真空管太阳集热器总热损系数.W /(mK); al一一以Tt为参考的常数.W/(mK);a, 以T/为参考的常数,W
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