【农业行业标准(NY)】 全玻璃真空太阳集热管

NY/T315—1997bzxZ.net
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/T1.1--1993《标推化工作导则第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。219
中华人民共和国农业行业标准
全玻璃真空太阳集热管
All-glass evacuated solar collector tubesNY/T315—1997
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。ISO3585:1991硼硅玻璃3.3-性能ISO4803：1978实验室玻璃——硼硅玻璃管GB191-90包装储运图示标志
GB4271--84平板型太阳集热器热性能试验方法GB6424--86平板型太阳集热器产品技术条件GB/T12915一91家用太阳能热水器热性能试验方法GB/T13384—92机电产品包装通用技术条件3定义
本标准采用下列定义。
3.1全玻璃真空太阳集热管All-glass evacuated solarcollectortubes内管与外管均由玻璃制成并具有真空夹层，内管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)。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---集热管长度图1全玻璃真空太阳集热管
中华人民共和国农业部1997-06-24批准220
1997-12-01实施
3.2真空夹层
vacuum space
内管与外管之间被抽成真空的空间。NY/T 315-1997
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
4.3.1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QB
5技术要求
5.1性能要求
5.1.1空晒温度
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
在太阳辐照度E在850～700W/m2之间，环境温度t在15～30℃之间的条件下，真空集热管以空气为载热工质的空晒温度t。应不低于200℃。5.1.2闷晒性能
在太阳辐照度E在850~700W/m2之间，环境温度t在15~~30℃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℃C所需的累积太阳辐照量应不大于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25C以下冷水与90℃以上热水交替反复冲击三遍而不破裂。221
5.1.5真空性能
NY/T 315-1997
真空集热管真空夹层内真空度应低于6.0×10-3Pa。5.1.6耐压
真空集热管内应能承受0.30MPa的压力。5.1.7抗冰霉性能
真空集热管应能承受直径不低于15mm冰的袭击而无破裂。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10～30mm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士0.5%，管外径偏差应符合ISO4803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5.1.1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35°士5°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。
1）此系ISO3585中热膨胀系数为（3.3±0.1)X10*/C的硼硅玻璃。222
NY/T 315—1997
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--风速表图2真空集热管集热性能试验装置示意图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，误差为士0.3℃。热敏元件不应与玻璃管壁接触。取数据时间间隔在2～5min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t。、、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保持致，进行单管闷晒。起始水温低于25℃，测量水温由（25士1）℃上升到（60土1）℃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，误差为士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GB4271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/T12915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。当水温为（80士2）C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
mC,(ti - t)
A(tm — t)At
tm=$++$++
t =fa+ te +tus +tau
式中：
U—平均热损系数,W/(m2。℃)；tm-平均贮水温度，℃;
平均环境温度，℃；
-时间间隔，s，
真空集热管内水的质量，kg；
C—-水的比热容,J/(kg·C)；
A一内管的外表面积,m2；
：(1)
（2）
tt2ts、ta-—四次测试温度，℃;NY/T 315—1997
tata2n3ta—四次测试对应的平均环境温度，℃。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25C以下冷水，停留约30s后倒出冷水并立即注满90℃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抗冰霉试验
真空集热管安装在试验架或热水器上，用直径为20~～25mm的人造冰球或大小相当的冰块从距真空集热管顶3~4m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，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
玻璃透射率用波长范围至少包含0.34～2.5um的分光光度计测量。7检验规则
7.1检验类型
真空集热管检验应符合GB6424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。
NY/T 315—1997
8.2包装箱应符合GB/T13384的规定。包装箱的标志图样应符合GB191的规定。8.3
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)；
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。225
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