附件2.太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范（編制說明）

PAGEPAGE3《太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范第一部分：單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)》編制說明一．目的意義能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，節(jié)約資源是我國的一項基本國策，為了推動全社會節(jié)約能源,提高能源利用效率,保護和改善環(huán)境,促進經(jīng)濟社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，我國制定了《中華人民共和國節(jié)約能源法》。太陽能作為一種新能源，是人類可以利用的最豐富的能源，取之不盡，用之不竭，且是可直接開發(fā)利用的清潔能源。太陽能集熱器是一種將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，可以把分散的太陽能集中起來，是利用太陽能裝置的關(guān)鍵部分。太陽能集熱器及其匹配的系統(tǒng)被廣泛地運用在生產(chǎn)生活中，如炊事、產(chǎn)生熱水、干燥物品、熔煉金屬，以及熱電站、海水淡化器等。太陽能集熱器的分類有多種，按集熱器的傳熱工質(zhì)類型可分為液體集熱器、空氣集熱器，按進入采光口的太陽輻射是否改變方向可分為聚光型集熱器、非聚光型集熱器，按集熱器是否跟蹤太陽可分為跟蹤集熱器、非跟蹤集熱器，按集熱器內(nèi)是否有真空空間可分為平板型集熱器、真空管集熱器等。為測試太陽能集熱器的熱性能，2007年修訂了國家標準GB/T4271-2007《太陽能集熱器熱性能試驗方法》，適用于利用太陽輻射加熱、有透明蓋板、傳熱工質(zhì)為液體的平型板太陽能集熱器，以及傳熱工質(zhì)為液體的非聚光型全玻璃真空管型太陽能集熱器、玻璃-金屬結(jié)構(gòu)真空管型太陽能集熱器和熱管式真空管型太陽能集熱器。目前，我國還沒有統(tǒng)一系列的太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范。為確保太陽能集熱器熱性能測試量值的準確性，評定太陽能集熱器裝置的量值誤差，有必要編制統(tǒng)一的太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范，為太陽能集熱器熱性能測試量值的溯源提供技術(shù)支撐，推動太陽能集熱器的研究、開發(fā)和應(yīng)用，對提高太陽能資源的利用效率發(fā)揮重要作用，為計量科技服務(wù)于節(jié)能減排產(chǎn)生積極意義。二．任務(wù)來源和起草單位根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局計量技術(shù)法規(guī)制修訂任務(wù)的安排，上海市計量測試技術(shù)研究院作為承擔(dān)單位，作為主要起草單位負責(zé)牽頭起草了《太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范第一部分：單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)》，參加起草單位包括天津大學(xué)，上海交通大學(xué)，益科博能源科技（上海）有限公司，中國計量科學(xué)研究院。三．起草過程的主要工作內(nèi)容本規(guī)范為第一部分：單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)。規(guī)范制訂的主要依據(jù)有GB/T12936《太陽能熱利用術(shù)語》、GB/T26972《聚光型太陽能熱發(fā)電術(shù)語》、ISO9806《Solarenergy-Solarthermalcollectors-Testmethods》、ASTME905《StandardTestMethodforDeterminingThermalPerformanceofTrackingConcentratingSolarCollectors》。包括以下內(nèi)容：規(guī)范的適用范圍和引用文件；太陽能集熱器系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語和定義，包括單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)、聚光器采光面積、準穩(wěn)態(tài)、響應(yīng)時間、熱增益、熱性能、入射角修正系數(shù)等；規(guī)定了相關(guān)計量參數(shù)的測試方法和數(shù)據(jù)計算方法，包括單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)的響應(yīng)時間、太陽入射角、系統(tǒng)接收到的太陽直射輻射能量、熱增益、熱性能、入射角修正系數(shù)等；以及相關(guān)計量裝置的準確度和誤差要求；對相關(guān)計量參數(shù)給出了具體的計量和計算方法以及公式，并給出了單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)熱性能計量不確定度的分析步驟，以及測試系統(tǒng)報告包括的內(nèi)容信息。牽頭起草單位上海市計量測試技術(shù)研究院在完成規(guī)則初稿后，發(fā)郵件給其他起草單位征求意見，均得到書面反饋。在此基礎(chǔ)上，由上海市計量測試技術(shù)研究院主持召開了《太陽能集熱器的熱性能測試計量規(guī)范第一部分：單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)》》規(guī)范制定研討會，起草單位參加了研討會，對規(guī)范初稿進行了認真的討論，并提出了修改意見，主要包括：定義準穩(wěn)態(tài)對應(yīng)的測試條件中，當參數(shù)波動區(qū)間有兩個可選擇條件時，標明取兩個數(shù)值中的較大值；響應(yīng)時間的測試，有兩種方法，遮蔽法和暴露法。在響應(yīng)時間的定義中，除了已經(jīng)給出的、遮蔽法響應(yīng)時間的定義，還應(yīng)給出暴露法響應(yīng)時間的定義；單軸跟蹤式太陽能系統(tǒng)在實際運行中，無法時刻保持太陽直射到聚光器采光平面，其入射角難以精準控制，需要計算入射角修正系數(shù)，在計量參數(shù)中，補充如何計算應(yīng)用入射角修正系數(shù)。增加單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)不確定分析內(nèi)容；在形成征求意見稿時，上述意見被直接采納，形成了征求意見稿。四．有關(guān)問題的說明太陽能集熱器可按多種方式分類，各種分類實際運用中相互交叉。本規(guī)范適用于傳熱流體通過單一進口進入系統(tǒng)，并且通過單一出口流出系統(tǒng)的單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)，以及可以視為單一進口和單一出口的集熱器系統(tǒng)，例如多個相同集熱模塊并聯(lián)后形成集熱器陣列的情況。不適用于傳熱流體發(fā)生相變的太陽能集熱器系統(tǒng)。評價單軸跟蹤式太陽能集熱器系統(tǒng)的熱性能時，必須注明該測試結(jié)果所對應(yīng)的太陽入射角條件，需要對測試過程中的太陽入射角進行測試和記錄。在本規(guī)范定義了單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)的入射角修正系數(shù)。目的是利用測試中獲得的不同太陽入射角和所相應(yīng)的系統(tǒng)熱性能，對后續(xù)任意太陽入射角條件下的同一太陽能集熱器系統(tǒng)的熱性能進行預(yù)測。在晴朗天氣、準穩(wěn)態(tài)條件下，測試前太陽能集熱器系統(tǒng)的正常連續(xù)穩(wěn)定運行時間應(yīng)不少于響應(yīng)時間的2倍，測試期間太陽能集熱器系統(tǒng)的正常連續(xù)穩(wěn)定運行時間應(yīng)不少于響應(yīng)時間的1.5倍（或5分鐘，取兩者之間的較大值），用以保證測試結(jié)果的有效性。在計算太陽赤緯角時，表1中給出的日子數(shù)對應(yīng)的赤緯角可直接查表得到，其他日子數(shù)可通過公式2計算得出，閏年按表1下方標注方法計算。不確定度分析是一個完整太陽能集熱器熱性能計量系統(tǒng)的基本組成之一。本規(guī)范給出了單軸跟蹤式拋物面聚光型太陽能集熱器系統(tǒng)的熱性能計量不確定度的分析步驟，包括單個變量的不確定度，和將單個變量的不確定度合并成為太陽能集熱器熱性能的總不確定度。在進行不確定度評