【国家标准(GB)】 真空管太阳集热器

ICS_27.160
中华人民共和国国家标准
GB/T17581—1998
真空管太阳集热器
Evacuated tube solar collector1998-11-19发布
1999-07-01实施
国家质量技术监督局发布
GB/T17581—1998
引用标准
分类与命名
技术要求
试验方法
检验规则
8标志、包装、运输、贮存
附录A(标准的附录）符号和单位目
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）计算真空管太阳集热器瞬时效率时的参考面积...
附录D（标准的附录）ISO9806-1,ISO9806-2和JISA4112的有关译文10
GB/T 17581-1998
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ISO9806-1：1994、ISO9806-2：1995、日本标准JISA4112—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、ISO9806-2和JISA4112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：桂裕宗、杨振顺、陆维德、邹怀松、赵跃进。1范围
中华人民共和国国家标准
真空管太阳集热器
Evacuated tube solar collectorGB/T17581—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。GB191-1990包装储运图示标志
GB/T1800—1979公差与配合总论标准公差与基本偏差GB/T4271—1984
平板型太阳集热器热性能试验方法GB/T6424-1996平板型太阳集热器技术条件GB/T12467--1990焊接质量保证一般原则GB/T12468--1990焊接质量保证对企业的要求GB/T12936.1一1991太阳能热利用术语第+部分GB/T12936.2一1991太阳能热利用术语第二部分GB/T13384--1992机电产品包装通用技术条件GB/T15513--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/T17049—1997
全玻璃真空太阳集热管
ISO9806-1：1994太阳集热器试验方法第一部分：带压力降的有玻璃盖板的液体集热器的热性能
ISO9806-2：1995太阳集热器试验方法第二部分：质量鉴定的试验方法JISA1425—1995太阳集热器的集热性能试验方法JISA4112—1995太阳集热器
ANSI/ASHRAE931986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/T12936.2外，采用下列定义：3.1真空太阳集热管evacuatedsolarcollectortube采用透明的罩玻璃管，罩玻璃管与吸热体间具有足够低的气体压强。3.2真空管太阳集热器evacuatedtubesolarcollector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
GB/T17581—1998
3.3真空管太阳集热器的采光面积aperturearea of an evacuated tubesolar collector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面（采光平面）上接收太阳辐射的最大投影面积。单位为m2。
3.4真空管太阳集热器的总面积grosscollectorareaofanevacuatedtubesolarcollector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m2。3.5真空管太阳集热器的空晒温度stagnationtemperatureofanevacuatedtubesolarcollector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testperiod
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incidentanglemodifier在工质进口温度等于环境温度的条件下，太阳入射角为时的集热效率值与太阳法向人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reflector
安装在真空管太阳集热器下方，用来将入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；c）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。2
100600666
（a）全玻璃真空管太阳集热器
1—真空太阳集热管；2-吸热管；3-联集管；4—隔热体；5—配管接口；6一反射器：7一尾架图1真空管太阳集热器的基本结构和主要部件2
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(b）玻璃-金属真空管太阳集热器1一真空太阳集热管：2-吸热板；3-联集管；4-隔热体；5—配管接口6
(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；4一隔热体；5—配管接+6—换热块，7—尾架图1(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。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真空管太阳集热器排列方式结构示意图4.2产品命名
4.2.1命名内容
GB/T17581—1998
（c）横双排真空管太阳集热管
1—真空太阳集热管；2-联集；3—尾架L一长度；W—宽度
图2(完）
真空管太阳渠热器产品命名由如下四部分组成：第一部分第二部分
4.2.2命名标记
第三部分
第四部分
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
第一部分：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：用汉语拼音字母YF和WF分别表示有无反射器。第三部分：用阿拉伯数字表示以m2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“”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无漫反射板的
QB-WF-0.54/10-1
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
带漫反射板的
QB-YF-1.1/10-2
4.3结构尺寸
GB/T 17581-1998
采光面积1.1m2/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/T17049规定的全玻璃真空太阳集热管的结构尺寸$47mm×1200mm，Φ47mmX1500mm和热管式真空太阳集热管的结构尺寸100mm×1700mm，100mm×2000mm设计的真空管太阳集热器外形平面尺寸可参照表1选取。表1真空管太阳集热器外形平面尺寸真空太阳集热管结构尺寸
$47×1200
$47×1500
$100×1700
$100×2000
真空太阳集热管数
真空太阳集热管排列方式
竖单排
竖单排
横双排
横双排
竖单排
竖单排
竖单排
竖单排
真空管太阳集热器联集管进出口管径采用以下四种公称尺寸：15，20，25，32mm。4.3.3尺寸公差应按GB/T1800IT18级精度选用。5技术要求
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
热性能
压力降落免费标准下载网bzxz
技术要求
a）无反射器的真空管太阳集热器的瞬时效率截距no.。应不低于0.60有反射器的真空管太阳集热器的解时效率截距70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/(m\K）b）应作出(t一t)随时间的变化曲线，并给出真空管太阳集热器的时间常数t。c）应给出真空太阳集热管南北向排列与东西向排列时的人射角修正系数Kg.N-s与Kg.W-E随人射角9的变化曲线和9=50°时的Kg.N-s与Kg.w-s值应作出真空管太阳集热器压力降落特性曲线Ap～传热工质应无渗激
应无开裂、破损和显著变形
应无损坏和明显变形
应无损坏和明显变形
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
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/T12468的规定。
5.3隔热体耐热应不低于100℃，导热系数应不大于0.05W/（mK）。外观应填塞密实，无明显收缩与隆起，不应发赛、变质或释放污染物质。5.4密封件材料应符合GB/T15513的规定。外观应无裂痕、划伤或发粘、老化。5
GB/T17581-1998
5.5反射器表面的太阳反射率应不低于0.7。外观应无划伤、蚀斑或裂痕。6试验方法
6.1热性能试验
试验的热性能包括：准稳态的瞬时效率、集热器时间常数和人射角修正系数。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
太阳辐照度
人射角
工质进口温度
工质进出口温度差
环境温度
工质流量
测量仪器
总日射表
日署或计算
温度计
温度差计
温度计
流量计
风速计
准确度
WMO(世界气象组织)规定一级表
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。电
1—工质观察口；2一流量计；3—弯头或混流瓶；4—环境温度计；5—进口温度测点；6-风速仪；7—总日射表；8--真空管太阳集热器；9—出口温度测点；10—排气阅；11—弯头或混流器；12--换热器；13—旁路阀；14—泵；15—恒压水箱;16—流量控制阀；17—过泄器（~200μm）：18—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
试验场所周围应无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
6.1.2.2真空管太阳集热器试验台架GB/T17581-1998
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进出口的隔热保温，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0.5m。在屋顶上进行试验时，台架距屋顶边缘应大于2m，以减小沿建筑物墙面上升的热气流的影响。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
在系统中串接两级溢度调节器。第级为换热器，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士1%以内。6.1.2.6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：a）光谱分布应接近大气质量1.5的太阳光谱分布；b）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土50W/m，真空管太阳集热器采光面上任一点的辐照度变化不超过整个采光面上的平均辐照度的士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60°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差应在士1℃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/m2。在试验期间辐照度的变化应不大于±50W/m2。
6.1.3.2环境温度应不大于30℃。6.1.3.3平均风速应不大于4m/s。6.1.3.4工质流量为0.015kg/ms）~0.020kg/(m2s）。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0小于或等于10°，满足近法向入射条件。6.1.4.2按设定和推荐值，调节工质进口温度ti和工质流量m，使工质通过真空管太阳集热器循环。按ISO9806-1的规定，如果各测定参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
太阳辐照度
环境温度
工质流量
工质进口温度
允许偏离平均值的范围
±50W/m2
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：依据真空管太阳7
GB/T17581-1998
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40℃；最低工质进口温度应高于环境温度0~3℃。
6.1.4.4对应每个工质进口温度至少应取四个瞬时效率数据点。每个瞬时效率数据点的测定时间间隔应不少于3min。
6.1.4.5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：
a）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Ga；c）直接日射入射角；
d）环境风速u；
e）环境温度ta；
f）工质进口温度tin；
g）工质出口温度te：
h）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Ac，采光面积A。和工质容量Vt。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。
一工质流量，kg/s；
式中：m-
ct——对应于平均工质温度tm的传热工质比热，J/(kgK)；AT——工质进出口温度差=ttin，K；·（1)
A。—真空管太阳集热器采光面积，m2。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n～T：坐标图上。这里归一化温度差T：为：
T: (tim - ta)/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：Na= no.a-UT:
nno.aT:-aG(T:)2
式中：U—一以T：为参考的真空管太阳集热器总热损系数，W/(m2K)；以T：为参考的常数，W/(m2K）；a
一以T:为参考的常数，W/(m\K2)。6.1.4.10按下列公式计算以总面积Ac为参考面积的瞬时效率nc：Nc = na
将ncT：特性曲线和na～T：特性曲线标绘在同一张～T：坐标图上。6.1.5真空管太阳集热器时间常数试验方法6.1.5.1调节工质流量与热效率试验时相同。（2)
**（3）
·（4）
（5）
6.1.5.2调节控制工质进口温度与环境温度之差不超过士1℃。6.1.5.3在真空管太阳集热器上方10cm处，用遮阳板盖住真空管太阳集热器采光面，连续监测工质出口温度，待其稳定到每分钟变化不大于0.1℃时，可以认为达到了准稳态。6.1.5.4移去遮阳板，在辐照度不小于800W/m2，人射角不大于10°的条件下，连续测量工质进出口8
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