(高清版)GBT 4271-2021 太陽能集熱器性能試驗方法

GB/T4271—2021代替GB/T4271—2007太陽能集熱器性能試驗方法Testmethodsfortheperformanceofsolarcollectors2021-12-31發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T4271—2021前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 14符號和單位 25耐壓 6標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度 57空曬 68外熱沖擊 79內(nèi)熱沖擊 7 8 12機械荷載 13耐撞擊 14熱性能 15壓力降 附錄A(規(guī)范性)檢驗報告 附錄B(規(guī)范性)水的密度和比熱容 附錄C(資料性)集熱器熱性能參數(shù)的面積轉(zhuǎn)換 圖1淋雨測試集熱器和噴嘴的位置 8圖2平板型集熱器的噴淋區(qū)域(陰影部分) 9圖3真空管型集熱器的噴淋區(qū)域(陰影部分) 9圖4固定件和連接點示意圖 圖5試驗系統(tǒng)原理圖 圖6集熱器時間常數(shù) 圖7與測定入射角修正系數(shù)有關(guān)的對稱平面和角度 表1符號和單位 2表2空曬試驗氣象條件 7表3冰球的標(biāo)稱直徑、質(zhì)量和試驗速度 表4試驗周期內(nèi)的測量參數(shù)偏差限值 表5集熱器功率 Ⅱ表6加權(quán)因子值 表7建議測試入射角修正系數(shù)的角度 表8入射角修正系數(shù)表 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T4271—2007《太陽能集熱器熱性能試驗方法》,與GB/T4271—2007相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了適用集熱器的類型(見第1章，2007年版的第1章);b)增加了液體流道的耐壓測試(見第5章);c)增加了標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度測試(見第6章);d)增加了空曬測試(見第7章);e)增加了外熱沖擊測試(見第8章);f)增加了內(nèi)熱沖擊測試(見第9章);g)增加了淋雨測試(見第10章);h)增加了耐凍測試(見第11章);i)增加了機械荷載測試(見第12章);j)增加了耐撞擊測試(見第13章);k)增加了直接輻射參數(shù)測量(見14.4.3);1)增加了槽式等中高溫型聚光跟蹤集熱器和光伏光熱復(fù)合型集熱器熱性能測試(見第14章);m)更改了進口溫度的測試要求(見14.6.4,2007年版的8.1.4);n)增加了集熱器的峰值功率和輸出功率(見14.7.2);o)更改了集熱器的有效熱容測試方法(見14.8.2,2007年版的10.2)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國太陽能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC402)提出并歸口。本文件起草單位：中國建筑科學(xué)研究院有限公司、中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院、山東力諾瑞特新能源有限公司、日出東方控股股份有限公司、皇明太陽能集團有限公司、國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(北京)、北京建筑材料檢驗研究院有限公司、浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心、山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院、山東桑樂集團有限公司、中國科學(xué)院工程熱物理研究所、中科未來能源系統(tǒng)研究院、山東陽光博士太陽能工程有限公司、廣東五星太陽能股份有限公司、河北道榮新能源科技有限公司、德州金亨新能源有限公司、國家市場監(jiān)管重點實驗室(能效水效及綠色化)、江蘇科大環(huán)保裝備制造有限公司、南京科之峰節(jié)能技術(shù)有限公司、建科環(huán)能科技有限公司。本文件主要起草人：何濤、劉猛、張昕宇、馬光柏、焦青太、谷秀志、張磊、王敏、韓雷濤、李博佳、劉海波、孫玉泉、高立峰、種衍啟、唐文學(xué)、薛道榮、韓榮濤、楊潔、王博淵、張華良、徐雋驍、邵佳佳、1984年首次發(fā)布為GB/T4271—1984,2000年第一次修訂，2007年第二次修訂；本次為第三次修訂。1太陽能集熱器性能試驗方法本文件規(guī)定了太陽能集熱器(以下簡稱集熱器)的耐壓、標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度、空曬、外熱沖擊、內(nèi)熱沖擊、本文件適用于液體工質(zhì)集熱器和光伏光熱復(fù)合型太陽能集熱器的實驗室和現(xiàn)場試驗。本文件不適用于儲熱器與集熱器為一體的儲熱式太陽能集熱器，也不適用于無透明蓋板的太陽能2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12936太陽能熱利用術(shù)語GB/T17683.1太陽能在地面不同接收條件下的太陽光譜輻照度標(biāo)準(zhǔn)第1部分：大氣質(zhì)量1.5的法向直接日射輻照度和半球向日射輻照度GB/T19565總輻射表GB/T33701長波輻射表ISO9806:2017太陽能太陽能集熱器測試方法(Solarenergy—Solarthermalcollectors—Testmethods)3術(shù)語和定義GB/T12936、GB/T19565和ISO9806:2017界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。由集熱器采光面的法線和聚光軸確定的平面，或集熱器采光面的法線和集熱器采光面兩條對稱軸中最長的對稱軸確定的平面。橫向平面transversalplane由集熱器采光面的法線和采光面內(nèi)的聚光軸垂線確定的平面，或集熱器采光面的法線和兩條對稱軸中最短的對稱軸確定的平面。峰值效率peakefficiency集熱器采光面上總輻照度為1000W/m2、集熱器工質(zhì)平均溫度與環(huán)境空氣溫度的溫差為0℃時集熱器的效率值。注：根據(jù)集熱器基于采光面積的瞬時效率方程計算得出。2峰值功率peakpower集熱器采光面上總輻照度為1000W/m2、集熱器工質(zhì)平均溫度與環(huán)境空氣溫度的溫差為0℃時集熱器的輸出功率。注：峰值功率等于峰值效率、采光面積和1000W/m2三個值的乘積。標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度standardstagnationtemperature在集熱器采光面上總輻照度為1000W/m2、環(huán)境溫度為30℃的條件下，集熱器沒有熱量輸出時的集熱器溫度。4符號和單位表1的符號和單位適用于本文件。表1符號和單位符號意義單位A集熱器面積熱損失系數(shù)W/(m2·K)熱損失系數(shù)中與溫度相關(guān)的系數(shù)W/(m2·K2)熱損失系數(shù)中與風(fēng)速相關(guān)的系數(shù)熱損失系數(shù)中與天空溫度相關(guān)的系數(shù)零損失效率時與風(fēng)速相關(guān)的系數(shù)紅外輻射換熱與風(fēng)速相關(guān)的系數(shù)W/(m2·K?)輻射損失W/(m2·K?)集熱器采光面積A?集熱器總面積m2C集熱器的有效熱容流體傳熱工質(zhì)的比熱容幾何聚光比—法向直射輻照度W/m2長波輻照度(λ>3μm)W/m2G集熱器采光面上輻照度W/m2用于計算特定條件下滯止溫度的集熱器采光面上總輻照度W/m2直射輻照度W/m2散射輻照度W/m23符號意義單位總輻照度W/m2總輻照度測量平均值W/m2用于計算標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度的集熱器采光面上總輻照度W/m2H空曬試驗時集熱器平面的累計太陽輻照量MJ/m2入射角度為θ時的入射角修正系數(shù)基于直接輻射的入射角修正系數(shù)基于總輻射的入射角修正系數(shù)—m傳熱工質(zhì)的質(zhì)量流量P集熱器功率W集熱器峰值功率WQ單位時間內(nèi)集熱器有用得熱量Wt時間S基于傳熱工質(zhì)平均溫度的歸一化溫差t特定條件下滯止溫度所對應(yīng)的環(huán)境溫度℃集熱器在特定條件下的滯止溫度℃環(huán)境溫度℃環(huán)境溫度測量平均值℃標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度所對應(yīng)的環(huán)境溫度℃t集熱器出口溫度℃集熱器進口溫度℃?zhèn)鳠峁べ|(zhì)平均溫度℃吸熱體溫度測量平均值℃集熱器標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度℃U集熱器總熱損系數(shù)W/(m2·℃)u環(huán)境空氣流速U基于(tm-ta)/Ghem的集熱器總熱損系數(shù)測量值W/(m2·K)α吸收比γ太陽方位角4表1符號和單位(續(xù))符號意義單位工質(zhì)進、出口的壓力降工質(zhì)進、出口的溫差(t.-t;)Kη基于傳熱工質(zhì)平均溫度的集熱器效率基于傳熱工質(zhì)平均溫度的集熱器峰值效率基于直射輻照度G,的集熱器峰值效率(tm-ta=0K時的po)基于總輻照度Ghm的集熱器峰值效率(tm-t?=0K時的ηhem)基于總輻照度Ghem的集熱器峰值效率測量值基于采光面積和平均溫度的集熱器效率基于直射輻照度G,,的集熱器效率基于總面積和平均溫度的集熱器效率基于總輻照度Ghem的集熱器效率θ入射角：集熱器平面的法線與入射光線的夾角縱向入射角0:集熱器平面的法線與入射光線在縱向平面投影之間的夾角橫向入射角θ:集熱器平面的法線與入射光線在橫向平面投影之間的夾角λ波長P傳熱工質(zhì)的密度t透射比5耐壓5.1試驗裝置和試驗方法試驗裝置由壓力源、安全閥、放氣閥和壓力表組成。對于承壓式集熱器應(yīng)使用準(zhǔn)確度不低于1.6級的壓力表，對于非承壓式集熱器應(yīng)使用準(zhǔn)確度不低于0.4級的壓力表。利用放氣閥排空流道內(nèi)的空氣，在常溫下向流道內(nèi)充滿試驗工質(zhì)并加壓至試驗壓力。當(dāng)集熱器流道內(nèi)的壓力達(dá)到試驗壓力后斷開流道與壓力源的連接。試驗期間，觀測并記錄流道內(nèi)的壓力。5.2試驗條件壓力試驗應(yīng)在環(huán)境溫度20℃±15℃范圍內(nèi)避光進行。試驗壓力應(yīng)為生產(chǎn)企業(yè)明示的集熱器最大工作壓力的1.5倍。試驗壓力應(yīng)保持至少15min。5GB/T4271—20215.3試驗結(jié)果和報告目視檢查流體通道有無泄漏、膨脹和變形。應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。6標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度6.1一般規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度的確定可采用測量法或計算法，具體內(nèi)容見6.3和6.4。特定條件下滯止溫度按照6.5的方法計算。6.2滯止?fàn)顟B(tài)試驗準(zhǔn)備集熱器應(yīng)安裝在室外或太陽模擬器下，液體加熱集熱器不應(yīng)充注工質(zhì)，除一個管道接口外，其他管道都應(yīng)密封。背部沒有保溫的集熱器應(yīng)安裝在深色非金屬表面(a>80%)上。溫度傳感器應(yīng)避免太陽輻射，與吸熱體貼附，牢靠固定在吸熱體溫度最高處。若集熱器有測溫管，應(yīng)將溫度傳感器安裝在測溫管內(nèi)并涂抹導(dǎo)熱凝膠。對于不同類型的集熱器，溫度傳感器應(yīng)按如下方法安裝：a)對于平板型集熱器，傳感器應(yīng)置于吸熱體三分之二高度和接近二分之一寬度處；b)對于真空管型集熱器，傳感器應(yīng)置于吸熱體三分之二高度和接近二分之一寬度處，也可采用測量單支真空集熱管滯止溫度模擬整個集熱器的方法，集熱管頂部采用的保溫材料和厚度應(yīng)與集熱器相同；c)對于熱管式真空管型集熱器，傳感器應(yīng)置于熱管的冷凝端。6.3測量法集熱器應(yīng)在滯止?fàn)顟B(tài)試驗準(zhǔn)備完成后進行，傳感器的安裝位置應(yīng)記錄在檢驗報告中。將集熱器在環(huán)境風(fēng)速小于1m/s的穩(wěn)定試驗條件下暴曬至少1.5h,穩(wěn)定試驗條件下Gm保持在1000W/m2±100W/m2、tam保持在30℃±10℃。當(dāng)(tsm-tam)/Gm在測量周期內(nèi)變化不大于0.01(℃·m2)/W時，集熱器達(dá)到穩(wěn)態(tài)滯止?fàn)顟B(tài)，標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度t按公式(1)計算：檢驗報告中集熱器的標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度為測量周期1h內(nèi)，最大時間間隔為1min的標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度的平均值。6.4計算法標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度tg也可通過集熱器效率參數(shù)計算獲得，按公式(2)計算： (2)系數(shù)“1.2”是由于熱性能試驗中2m/s～4m/s的風(fēng)速條件大于滯止?fàn)顟B(tài)風(fēng)速1m/s而引入的補償系數(shù)。6.5特定條件下的滯止溫度在Gs和t的特定條件下的滯止溫度按照公式(3)計算：66.6試驗結(jié)果和報告應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告，試驗結(jié)果中標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度以10℃為分度向上取整。7.1一般規(guī)定空曬可采用室外試驗方法或室內(nèi)試驗方法，具體內(nèi)容見7.3和7.4。試驗應(yīng)按表2定義的氣象條件選擇其中一類進行。C類氣象條件可以根據(jù)特殊情況自行定義。7.2試驗初始化集熱器應(yīng)按6.2的要求安裝在室外，并在30°~60°的安全傾角范圍內(nèi)放置至少15d。如果制造商注明的安裝傾角不在此角度范圍內(nèi)，空曬安裝傾角應(yīng)盡量接近此角度范圍。對于立面安裝的集熱器，應(yīng)至少有50%的空曬在垂直角度下完成。應(yīng)至少每周進行一次集熱器的外觀檢查，將損壞記錄與試驗結(jié)果記入檢驗報告。7.3室外試驗方法試驗記錄的環(huán)境空氣溫度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)為1℃,記錄集熱器表面總輻照度所使用的輻射表應(yīng)達(dá)到GB/T19565規(guī)定的一級要求。太陽輻照度和平均環(huán)境溫度至少每5min記錄一次。集熱器應(yīng)空曬至最小輻照量H達(dá)到表2的規(guī)定。如果試驗初始化期間記錄的環(huán)境空氣溫度和總輻照度滿足要求，則數(shù)據(jù)可以計入空曬試驗中。集熱器應(yīng)在輻照度和環(huán)境空氣溫度大于表2規(guī)定值的條件下累計空曬至少16h。集熱器在標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度試驗下的試驗結(jié)果可以計入本試驗。計入累計空曬時間的時間段應(yīng)至少達(dá)到30min。每天目視檢查集熱器并記錄其外觀變化。7.4室內(nèi)試驗方法試驗初始化后，按6.2的要求將集熱器安裝在溫度可控的室內(nèi)太陽模擬器環(huán)境下。調(diào)整室內(nèi)太陽模擬器使集熱器表面6個均勻分布點的平均輻照度大于表2所選氣象等級的輻照條件，且集熱器采光面上的太陽輻照度變化不應(yīng)大于20%。環(huán)境溫度應(yīng)大于所選氣象等級的溫度條件。室內(nèi)太陽模擬器裝置特性應(yīng)符合14.2.2的要求。持續(xù)試驗直到達(dá)到所選氣象等級條件的要求。每天目視檢查集熱器并記錄其外觀變化。7.5試驗條件表2定義了空曬試驗應(yīng)符合的氣象條件，表中的數(shù)值是試驗應(yīng)達(dá)到的最小值。氣象等級由集熱器生產(chǎn)企業(yè)選擇。7表2空曬試驗氣象條件氣象條件氣象等級數(shù)值A(chǔ)+級A級B級C級自定義空曬16h的集熱器平面總輻照度Ghem最小值及環(huán)境溫度t。最小值”900W/m2Ghem,x至少30d曝曬的集熱器平面累計太陽輻照量H600MJ/m2Hx至少15d空曬的集熱器平面累計太陽輻照量H270MJ/m2Hx/2對于熱沖擊試驗，t?？烧J(rèn)為是1h的環(huán)境溫度平均值。7.6試驗結(jié)果和報告試驗結(jié)果應(yīng)包括所選氣象等級條件、輻照度、溫度的測量值和試驗天數(shù)，目視檢查集熱器有無開裂、破損、變形和其他損壞，并按附錄A的要求記錄所有目視檢查的結(jié)果。8外熱沖擊8.1試驗設(shè)備和試驗方法集熱器應(yīng)在6.3規(guī)定的滯止?fàn)顟B(tài)下運行。噴水裝置應(yīng)放在集熱器前，水流應(yīng)噴灑均勻。集熱器應(yīng)進行兩次外熱沖擊試驗。8.2試驗條件集熱器應(yīng)在選定的表2所述氣象條件下空曬，或在能夠達(dá)到6.3規(guī)定的集熱器標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度條件下空曬1h,然后用水噴淋至少5min。噴水溫度應(yīng)在10℃~25℃之間，每平方米集熱器總面積的噴淋量應(yīng)大于0.03kg/s。8.3試驗結(jié)果和報告試驗結(jié)果應(yīng)包括所選氣象等級條件、輻照度、溫度的測量值和噴淋水的溫度、流量，目視檢查集熱器有無裂紋、變形、水凝結(jié)或浸水，應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。9內(nèi)熱沖擊9.1試驗設(shè)備和試驗方法集熱器應(yīng)安裝在室外或室內(nèi)太陽模擬器下。集熱器不應(yīng)充注工質(zhì)。除預(yù)留一個流道出口用于吸熱體內(nèi)的空氣自由膨脹外，其余流道均應(yīng)密封。將一個密封流道通過截止閥與傳熱工質(zhì)源連接。集熱器應(yīng)進行兩次內(nèi)熱沖擊試驗。本試驗不適用于全玻璃真空管型集熱器。89.2測試條件集熱器應(yīng)在選定的表2所述氣象條件下空曬，或在能夠達(dá)到6.3規(guī)定的集熱器標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度條件下空曬1h,然后通入低溫傳熱工質(zhì)，確保集熱器完全充滿工質(zhì)至少5min,傳熱工質(zhì)的溫度應(yīng)低于25℃,工質(zhì)流量應(yīng)按熱性能試驗的最大流量。9.3試驗結(jié)果和報告試驗結(jié)果應(yīng)包括所選氣象等級條件、輻照度、溫度的測量值和噴淋水的溫度、流量，目視檢查集熱器有無損壞，應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。10.1試驗設(shè)備和試驗方法集熱器應(yīng)按生產(chǎn)企業(yè)明示的最小傾角安裝在開放式框架上，如果沒有明示，則安裝傾角為30°。集熱器和噴嘴的放置如圖1所示。單位為毫米標(biāo)引序號說明：1——噴嘴與集熱器表面角度為30°;2——生產(chǎn)企業(yè)推薦的最小水平傾角。圖1淋雨測試集熱器和噴嘴的位置如果該試驗裝置不適用，則應(yīng)使用其他類似裝置進行試驗，集熱器所有易受損壞或易被雨水浸入的位置(例如，槽式集熱器的跟蹤電機的位置)均應(yīng)設(shè)置噴嘴進行噴淋。試驗期間，集熱器應(yīng)保持避光(集熱器采光面上總輻照度低于200W/m2),并應(yīng)使用55℃±5℃的工質(zhì)在流道內(nèi)循環(huán)以保持集熱器溫?zé)?。?yīng)在噴淋后72h內(nèi)檢查集熱器的滲水情況，再進行耐撞擊和機械荷載測試。集熱器的存放方式不應(yīng)影響試驗結(jié)果，并應(yīng)避免不必要的搬運。9試驗使用的噴嘴應(yīng)符合下列規(guī)定：——完整的錐形噴灑；——每個噴嘴的質(zhì)量流量為2kg/min±0.5kg/min。噴頭的位置應(yīng)符合下列要求：——如圖2所示的陰影區(qū)域，至少確保集熱器的每個拐角和每個面都能被直接噴淋；——至少確保平板型集熱器(帶中間壓條的)如圖2所示的陰影區(qū)域都能被直接噴淋；——至少確保真空管型集熱器如圖3所示的陰影區(qū)域都被直接噴淋；——噴嘴與集熱器平面的夾角為30?±5°;——噴頭與集熱器的距離為250——兩個噴嘴的最大間距為150mm±50mm;圖2平板型集熱器的噴淋區(qū)域(陰影部分)圖3真空管型集熱器的噴淋區(qū)域(陰影部分)10.3試驗結(jié)果和報告試驗結(jié)果應(yīng)包括噴淋水的溫度和流量，檢查集熱器有無滲水和損壞，按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。本試驗針對聲明具有防凍功能的集熱器，不適用于使用防凍液工質(zhì)的集熱器。本試驗分為集熱器充水耐凍試驗和集熱器排空耐凍試驗。集熱器充水耐凍的試驗方法如下。a)按生產(chǎn)企業(yè)明示的最小安裝傾角或30°傾角將集熱器安裝在冷庫中。b)將集熱器充滿水，充水溫度應(yīng)在8℃~25℃范圍內(nèi)。c)集熱器在-20±2℃下保持1h,然后將溫度升高至+10℃,保持1h。d)重復(fù)步驟b)和c),一共進行3次冷凍、升溫循環(huán)。每個循環(huán)結(jié)束時，集熱器應(yīng)在工作壓力下重新充滿水，整個測試過程中都應(yīng)監(jiān)測水溫。集熱器排水耐凍試驗適用于采用排空防凍的集熱器，試驗方法如下。a)按生產(chǎn)企業(yè)明示的最小安裝傾角或30°傾角將集熱器安裝在冷庫中。b)集熱器充水10min,然后用廠商安裝的設(shè)備排水5min,在集熱器管道的最低點安裝溫度傳感器，以監(jiān)測留水的溫度。充水溫度應(yīng)在8℃~25℃范圍內(nèi)。c)集熱器在-20±2℃下保持1h,然后將溫度升高至+10℃,保持1h。d)重復(fù)步驟b)和c),一共進行3次冷凍、升溫循環(huán)。11.3試驗結(jié)果和報告錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。12機械荷載12.1試驗裝置和試驗方法應(yīng)使用生產(chǎn)企業(yè)的原廠設(shè)備將集熱器安裝在固定件上(見圖4),再將固定件安裝在試驗臺架上，試驗臺架應(yīng)該是剛性的。與集熱器集成一體的防水密封件應(yīng)包含在試驗對象中一同測試。標(biāo)引序號說明：1——集熱器；2——連接點(計入試驗結(jié)果);3——用于試驗的固定件(安裝在試驗臺架上，但不計入試驗結(jié)果);4——支撐件(不參與試驗);5——屋面錨鉤(不參與試驗)。圖4固定件和連接點示意圖12.1.2試驗荷載下列方法可用于對集熱器施加均勻分布的正面壓力荷載和背面壓力荷載?！埡退槭⑸匙踊蛩涸谒椒胖玫募療崞鞅砻娓采w一層柔性箔紙，在集熱器上放置一個高度足以容納試驗所需碎石、沙子或水的圍擋框架。碎石、沙子或水應(yīng)均勻地分布在框架內(nèi)直到達(dá)到試驗所需的高度。——吸盤：將機械驅(qū)動的吸盤均勻布置在集熱器表面。吸盤不應(yīng)阻礙集熱器蓋板受機械荷載作用導(dǎo)致的移動?！諝鈮毫Γ簩⒓療崞靼惭b在試驗臺架上，以便試驗裝置從集熱器正面或背面施加壓力，例如，使用氣墊或其他方法。根據(jù)集熱器類型的不同也可選擇其他適宜的方法，但試驗裝置提供的壓力應(yīng)能均勻分布在整個集熱器總面積上，試驗方法應(yīng)在檢驗報告中說明。12.2試驗條件試驗壓力的最大步長不應(yīng)大于500Pa。試驗壓力應(yīng)按集熱器總面積進行計算。每增加1個步長的試驗壓力應(yīng)至少保持5min。每次施加荷載后應(yīng)全部釋放壓力再施加下一次荷載。12.3試驗結(jié)果和報告試驗應(yīng)記錄永久變形量及其對應(yīng)的荷載值，永久變形量應(yīng)與測試開始時的集熱器狀態(tài)進行比較。應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。耐撞擊可采用鋼球撞擊試驗方法或冰球撞擊試驗方法進行，具體內(nèi)容見13.4和13.5。試驗所用鋼球的公稱直徑為33mm(質(zhì)量為150g±10g),撞擊高度分別為：0.45m,0.5m,0.6m,0.8m,1.0m,1.2m,1.4m,1.6m,1.8m,2.0m。試驗所用冰球應(yīng)由水制成，應(yīng)無氣泡，無肉眼可見的裂縫，其標(biāo)稱直徑、質(zhì)量和試驗速度見表3。本試驗由多組撞擊測試組成，每組測試包含四個相同沖擊強度的撞擊。撞擊過程應(yīng)逐步增加強度，對于第一組撞擊，應(yīng)該使用廠商指定的鋼球最小落差或廠商指定的最小冰球直徑。撞擊位置應(yīng)根據(jù)13.3的規(guī)定選擇。表3冰球的標(biāo)稱直徑、質(zhì)量和試驗速度標(biāo)稱直徑質(zhì)量g試驗速度m/s23.020.727.243.9冰球的質(zhì)量和試驗速度的偏差不應(yīng)大于5%。對于真空管型集熱器：應(yīng)隨機選取4支真空管進行試驗，少于4支則應(yīng)對全部真空管進行試驗。如果有1根真空管破裂，則應(yīng)另選1根真空管進行重復(fù)試驗，直至試驗完成。如試驗的真空管出現(xiàn)損壞，應(yīng)結(jié)束試驗，并應(yīng)記錄真空管破裂前的最高撞擊高度或最大冰球直徑。對集熱器的撞擊位置要求如下。a)帶玻璃蓋板的平板型集熱器：撞擊點應(yīng)落在集熱器透明玻璃蓋板拐角75mm半徑范圍內(nèi)。對于同一組撞擊高度或相同冰球直徑，應(yīng)選擇集熱器的不同拐角撞擊。b)真空管型集熱器：每個撞擊高度或冰球直徑，隨機選取4支真空管進行試驗。2支撞擊真空管上部，2支撞擊真空管下部。撞擊點應(yīng)落在距離集熱管兩端75mm以內(nèi)，并垂直撞擊在真空管表面的中心位置。13.4鋼球撞擊試驗方法集熱器應(yīng)水平安裝在支架上。鋼球應(yīng)采用模擬冰雹沖擊的方式垂直下落撞擊。撞擊點的高度應(yīng)按釋放點至撞擊點所在平面的垂直距離計算。蓋板玻璃或者真空管破裂試驗結(jié)束。13.5冰球撞擊試驗方法用于稱量冰球質(zhì)量的儀器其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為±2%。冰球速度測量裝置的誤差為±1m/s。速度傳感器至集熱器表面的距離應(yīng)不超過1m。13.5.2測試注意事項使用冰球進行耐撞擊試驗，應(yīng)符合以下要求：a)將冰球放入一4℃的容器中，至少1h后再使用；b)室溫下在鋼架上安裝集熱器；c)從容器中取出冰球到撞擊集熱器，時間應(yīng)小于60s;d)按要求撞擊集熱器表面，記錄集熱器的損壞情況。13.6試驗結(jié)果和報告記錄集熱器的損壞情況，使用鋼球的撞擊高度或冰球的直徑、質(zhì)量和試驗速度，應(yīng)按附錄A的要求給出試驗結(jié)果和檢驗報告。14熱性能集熱器的熱性能試驗可以在室外進行，也可以在室內(nèi)使用太陽模擬器進行，應(yīng)至少包括下列三組計算集熱器得熱量所必需的參數(shù)：a)在不同工況條件下的集熱器效率和功率(見14.7);b)集熱器有效熱容和時間常數(shù)(見14.8);c)集熱器入射角修正系數(shù)(見14.9)。光伏光熱復(fù)合型集熱器熱性能試驗應(yīng)在熱和電同時穩(wěn)定輸出且發(fā)電量最大的條件下進行。用于測試熱性能的集熱器總面積應(yīng)不小于1m2。如果單個集熱器面積小于1m2,應(yīng)將集熱器連接在一起，確保用于熱性能測試的集熱器總面積不小于1m2。14.2使用太陽模擬器進行性能試驗集熱器的熱性能受直接輻射和散射輻射的影響，因此，用于性能試驗的太陽模擬器發(fā)出的光線應(yīng)近似垂直入射集熱器表面，應(yīng)在集熱器總面積范圍內(nèi)測量輻照度的平均值。14.2.2對太陽模擬器的要求用于熱性能試驗的太陽模擬器應(yīng)具有下列特性。a)模擬光源在集熱器總面積上應(yīng)產(chǎn)生大于700W/m2的平均太陽輻照度，測量應(yīng)在光源達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)后開始。b)試驗期間，集熱器總面積上任意一點的太陽輻照度與平均輻照度的偏差不應(yīng)超過15%。模擬器的準(zhǔn)直度應(yīng)使至少80%模擬光線入射角修正系數(shù)大于98%。對于典型的平板集熱器，以集熱器表面任意一點為頂點，在夾角不超過60°的區(qū)域內(nèi)如果能包含太陽模擬器發(fā)出光線的80%,則能夠滿足準(zhǔn)直度要求。有關(guān)入射角修正系數(shù)試驗的準(zhǔn)直度附加要求見14.2.3。c)集熱器采光平面內(nèi)的Ghem應(yīng)按網(wǎng)格形式測量并以表格形式在檢驗報告中給出，測量網(wǎng)格的最大間距為150mm。d)太陽模擬器發(fā)出的光譜在0.3μm～3μm波長范圍內(nèi)，波長寬度為0.1μm的輻照度百分比與GB/T17683.1規(guī)定的太陽光譜輻照度百分比的比值應(yīng)大于0.4且小于2。集熱器表面的熱輻射不應(yīng)超過試驗期間同環(huán)境空氣溫度下黑體半球向輻照度的5%。e)初始光譜測定應(yīng)在模擬光源穩(wěn)定工作后進行。應(yīng)測量集熱器平面的紅外熱輻射(起始波長應(yīng)大于2.5μm,但不應(yīng)大于4μm)。f)應(yīng)定期采用同一集熱器進行室內(nèi)模擬環(huán)境下和室外環(huán)境下集熱器熱性能的比對試驗，如果模擬器下(tα)的有效值和大氣光學(xué)質(zhì)量為1.5時太陽光譜下的有效值相差超過士1%,則應(yīng)修正測試結(jié)果。(ta)的有效值應(yīng)按公式(4)計算，在模擬器下測量的集熱器峰值效率應(yīng)按公式(5)修正。集熱器峰值效率的修正也可以通過分別測試同一集熱器在室外環(huán)境下的峰值效率ηo.hem.do和室內(nèi)模擬環(huán)境下的集熱器峰值效率η實現(xiàn)，如果室內(nèi)模擬環(huán)境下的峰值效率值和室外環(huán)境的峰值效率值相差超過±1%,則應(yīng)修正測試結(jié)果，此時在模擬器下測量的集熱器峰值效率應(yīng)按公式(6)修正。g)在室內(nèi)或室外測量無蓋板集熱器的主要區(qū)別在于長波熱輻射。太陽模擬器的長波輻照度不應(yīng)高于50W/m2。集熱器試驗平面上的熱輻照度平均值應(yīng)與集熱器的試驗結(jié)果一同記錄在檢驗報告中h)試驗期間，太陽模擬器的輻照度波動應(yīng)小于±1%。14.2.3用于測量入射角修正系數(shù)的太陽模擬器要求用于測量入射角修正系數(shù)的太陽模擬器應(yīng)首先滿足14.2.2的要求。準(zhǔn)直度要求如下。a)以集熱器表面任意一點為頂點，在夾角不超過20°的區(qū)域內(nèi)應(yīng)能包含太陽模擬器發(fā)出光線b)在集熱器總面積上測量太陽輻照度和準(zhǔn)直度網(wǎng)格的最大間距為150mm。14.3集熱器的安裝位置集熱器應(yīng)按生產(chǎn)企業(yè)指定的方式安裝。除非另有說明，否則采用開放式安裝結(jié)構(gòu)，允許空氣在集熱器的前、后和兩側(cè)自由流動。集熱器離地面距離應(yīng)不小于0.5m。不應(yīng)有熱氣流在集熱器表面流通，如沿建筑物墻壁上升的熱氣流。在建筑物屋頂測試集熱器時，集熱器應(yīng)距離屋頂邊緣至少2m.14.3.2太陽直接輻射的遮擋試驗臺的位置應(yīng)確保集熱器和輻照表在試驗期間不被遮擋。14.3.3散射和反射太陽輻射集熱器安裝視野范圍內(nèi)不應(yīng)有明顯障礙物，且不應(yīng)有面積廣闊的玻璃、金屬或水。應(yīng)減少集熱器背面的反射輻射，尤其是真空管型集熱器。大部分粗糙表面，例如草地、風(fēng)化的混凝土表面或碎屑等低反射率表面，能夠滿足試驗的要求。太陽模擬器的光線近似于直接輻射，可以通過將試驗室內(nèi)表面涂深色低反射率涂料來實現(xiàn)反射輻射的最小化。性能試驗中安裝集熱器時，應(yīng)保證集熱器背面的機構(gòu)對光線無反射和吸收，如采用支撐板，則應(yīng)使用反射率不超過20%的透明板。集熱器的室外試驗場周圍不應(yīng)有煙囪、冷卻塔或散熱熱源。在室內(nèi)太陽模擬器下試驗時，集熱器應(yīng)屏蔽散熱器、空調(diào)管道和機械裝置等發(fā)熱表面，以及窗戶和外墻等冷表面。集熱器應(yīng)放置于空氣可在其采光面、背面和側(cè)面自由流通的位置。平行于集熱器上表面且距離大于50mm處的空氣速度應(yīng)滿足14.6.3.3的規(guī)定且應(yīng)符合表4的誤差要求。如果自然條件下無法實現(xiàn)風(fēng)速要求，則應(yīng)使用人工風(fēng)機。14.4儀器與測量試驗使用的輻射表應(yīng)符合GB/T19565中一級或優(yōu)于一級的要求。試驗應(yīng)使用總輻射表測量半球向太陽輻射，用裝有遮光環(huán)的總輻照表或用直接輻射表與總輻射表一起測量短波散射輻射。對于具有跟蹤功能的高聚光比集熱器(CR>3),應(yīng)使用直接輻射表測量法向直射輻照度(DNI)。直接輻射表應(yīng)安裝在獨立的太陽跟蹤裝置上。直接輻射表的開口角應(yīng)在5°~6°范圍內(nèi)。安裝直接輻射表的跟蹤裝置與集熱器跟蹤裝置的誤差不應(yīng)超過±0.5°。直射輻照度和散射輻照度應(yīng)分別通過公式(7)和公式(8)計算。G?=DNI·cosθ Ga=Ghem-Gb (8)總輻射表應(yīng)安裝在與集熱器接收直射、散射和反射輻照度同一位置的地方?？傒椛浔淼膫鞲衅鲬?yīng)與集熱器在同一平面且偏差小于1°。試驗期間輻射表不應(yīng)在集熱器表面形成陰影，集熱器也不應(yīng)反射能量至總輻射表。應(yīng)采取措施遮蔽總輻射表本體和連接器的連線。直接輻射入射角應(yīng)通過計算或者使用精度小于或等于±1°的太陽位置傳感器確定。對于CPC(復(fù)合拋物面)等非成像固定式集熱器，其安裝應(yīng)使直接輻射在集熱器設(shè)計角度接收范圍內(nèi)。長波輻照度E,應(yīng)使用達(dá)到GB/T33701規(guī)定一級要求的長波輻射表測量。長波輻射表應(yīng)安裝在集熱器側(cè)面中間高度的位置，與集熱器安裝在同一平面。長波輻射表應(yīng)置于通風(fēng)良好的位置。槽式等跟蹤聚焦集熱器應(yīng)使用直接輻射表測量直射輻照度。在測試期間集熱器區(qū)域內(nèi)不能出現(xiàn)陰影。還應(yīng)防止能量從集熱器反射到直接輻照表上。直接輻照表本體和連接器的連線應(yīng)遮蔽。熱性能試驗應(yīng)測量集熱器進口工質(zhì)溫度，集熱器出口工質(zhì)溫度以及環(huán)境空氣溫度。集熱器進口和出口溫差的測量準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.1℃。測量傳熱工質(zhì)溫度的傳感器應(yīng)安裝在距離集熱器進、出口200mm以內(nèi)時，應(yīng)在傳感器上下游管道周圍安裝保溫材料。傳感器位置距離集熱器進、出口超過200mm時，應(yīng)通過試驗驗證該位置不影響工質(zhì)溫度的測量。應(yīng)在傳感器上游設(shè)置彎曲管道、孔口或混合工質(zhì)的裝置，傳感器探頭應(yīng)指向工質(zhì)來流方向。測量環(huán)境空氣溫度的測量準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.5℃。室外測量的傳感器應(yīng)放置在噴涂為白色、通風(fēng)良好的防護罩內(nèi)。防護罩應(yīng)遮陽并放置在集熱器中間高度的位置，至少應(yīng)高出地面1m。防護罩與集熱器的距離不應(yīng)超過10m。如果人工風(fēng)機在集熱器上方送風(fēng)，應(yīng)測量風(fēng)機出風(fēng)口的溫度并確保其溫度與環(huán)境空氣溫度的偏差小于士2℃,應(yīng)使用風(fēng)機出口處的溫度作為環(huán)境空氣溫度進行集熱器熱性能計算。流量測量的測量準(zhǔn)確度應(yīng)為測量值的士1%范圍內(nèi)。14.4.6集熱器表面空氣速度測量試驗期間應(yīng)在合適的位置點監(jiān)測空氣速度，該位置點上的滑動平均空氣速度可代表集熱器表面的平均速度。集熱器表面空氣速度的測量準(zhǔn)確度應(yīng)為士0.5m/s。試驗過程中應(yīng)利用自然風(fēng)或人工風(fēng)機在平行于集熱器表面提供試驗所需的風(fēng)速。使用手持風(fēng)速計在距離集熱器上表面50mm高度的位置上對整個集熱器表面以不小于300mm的相等間距測量空氣速度，然后計算集熱器表面風(fēng)速的算術(shù)平均值。試驗期間，應(yīng)選擇一個位置點對風(fēng)速進行監(jiān)測，該點的風(fēng)速與集熱器表面的平均風(fēng)速的偏差絕對值應(yīng)小于0.5m/s。傳感器的安裝位置不應(yīng)對風(fēng)產(chǎn)生遮擋，也不應(yīng)在集熱器上形成陰影。時間的測量準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.2%。數(shù)據(jù)采集的時間間隔不應(yīng)大于10s。記錄平均值的時間間隔不應(yīng)大于60s。室外試驗中每個數(shù)據(jù)的記錄時間應(yīng)一致，用于計算太陽輻射入射到集熱器上的角度。集熱器尺寸的測量精度應(yīng)為±1mm。如果集熱器面積測量值與生產(chǎn)企業(yè)明示的面積偏差在1%以內(nèi)，則可使用生產(chǎn)企業(yè)明示的面積數(shù)值用于效率計算，并在檢驗報告中明示。如果面積偏差大于1%,則使用測量面積值進行效率計算。14.5試驗裝置試驗系統(tǒng)原理圖，如圖5所示。標(biāo)引序號說明：1——環(huán)境溫度傳感器；2——出口溫度傳感器；3——排氣口；4——保溫管；5——太陽能集熱器；6——初級溫度控制加熱器/冷卻器；7——壓力表；8——安全閥；9——膨脹罐；10——泵；11——旁通閥；12——流量控制閥；14——玻璃觀察管；15——流量計；16——二級溫度調(diào)節(jié)器；17——人工風(fēng)機；18——進口溫度傳感器；19——總輻射表；20——長波輻射表：21——風(fēng)速計。圖5試驗系統(tǒng)原理圖集熱器試驗用傳熱工質(zhì)可以采用水或集熱器生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)可的工質(zhì)。傳熱工質(zhì)應(yīng)使用與試驗溫度所對應(yīng)的比熱和密度進行計算。水的物性參數(shù)應(yīng)按照附錄B的規(guī)定執(zhí)行。試驗系統(tǒng)的管路應(yīng)進行保溫。集熱器管路應(yīng)無空氣和污染物。循環(huán)泵應(yīng)放在集熱器試驗回路中不影響集熱器進口溫度控制且不影響工質(zhì)溫度測量的位置。在試驗溫度范圍內(nèi)的任意進口溫度下，泵和流量控制設(shè)備都應(yīng)保證通過集熱器的質(zhì)量或體積流量變化穩(wěn)定在1%以內(nèi)。集熱器的熱性能試驗應(yīng)按本文件規(guī)定的方法之一進行。對于光伏光熱復(fù)合型集熱器，發(fā)電運行模式對熱性能的影響應(yīng)在檢驗報告中說明。下列內(nèi)容適用于聚光式集熱器：——帶有透明蓋板、聚光比CR<3的聚光集熱器應(yīng)視為其他類型的透明蓋板集熱器；——帶有透明蓋板、聚光比CR>3的聚光集熱器可忽略風(fēng)速的影響；——真空型聚光集熱器可以忽略風(fēng)速與聚光比之間相關(guān)性的影響。集熱器應(yīng)在輻照度大于700W/m2、環(huán)境溫度大于10℃的條件下預(yù)處理至滯止?fàn)顟B(tài)(見6.3)至少熱性能試驗前，集熱器蓋板、反射器和真空管都應(yīng)進行徹底清洗。如果集熱器部件有濕氣，可循環(huán)高溫傳熱工質(zhì)直到集熱器充分干燥為止。如果對集熱器進行了干燥處理，應(yīng)將其與試驗結(jié)果一起在檢驗報告中說明。每個試驗工況的工質(zhì)流量都應(yīng)保持穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)試驗條件應(yīng)滿足表4的要求。不同試驗工況間的流量偏差不應(yīng)超過士5%。液體加熱集熱器的流量應(yīng)按每平方米集熱器總面積0.02kg/(s·m2)設(shè)定。如果該流量不在生產(chǎn)企業(yè)指定的流量范圍內(nèi)，則應(yīng)選擇生產(chǎn)企業(yè)指定范圍內(nèi)的合理流量。槽式等跟蹤聚焦集熱器應(yīng)選擇廠商指定范圍內(nèi)的合理流量。集熱器平面內(nèi)太陽直接輻射的入射角應(yīng)該在入射角修正系數(shù)變化不超過法向入射值±2%的范圍內(nèi)。集熱器試驗過程中散射輻照度應(yīng)始終小于總輻照度的30%。試驗期間，集熱器平面上的總輻照度應(yīng)始終大于700W/m2。14.6.3.3平行于集熱器平面的空氣速度對于帶玻璃蓋板的集熱器，考慮試驗期間集熱器上方空間和時間的變化，平行于集熱器表面的空氣速度平均值應(yīng)為3m/s±1m/s。集熱器試驗應(yīng)在生產(chǎn)企業(yè)指定的工作溫度范圍內(nèi)進行。進口溫度應(yīng)始終保持在露點溫度以上以避免吸熱體冷凝結(jié)露。應(yīng)符合以下要求：a)選擇一個進口溫度使集熱器進、出口平均溫度與周圍環(huán)境空氣溫度偏差在士3℃以內(nèi)；b)t;≤100℃時，各相鄰測試工況之間的進口溫度之差宜大于20℃;c)t;>100℃時，各相鄰測試工況之間的進口溫度之差宜大于30℃。試驗期間應(yīng)按14.4的規(guī)定進行參數(shù)測量。試驗至少應(yīng)包含4組數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)的工質(zhì)進口溫度應(yīng)均勻分布在集熱器指定工作溫度范圍內(nèi)。每個工質(zhì)進口溫度應(yīng)至少記錄4個獨立的數(shù)據(jù)點。用室內(nèi)太陽模擬器試驗時，每個工質(zhì)進口溫度應(yīng)至少記錄2個獨立的數(shù)據(jù)點。試驗周期內(nèi)所有試驗參數(shù)與平均值的偏差均滿足表4的規(guī)定，如果已知時間常數(shù)，則每組數(shù)據(jù)的試驗周期應(yīng)至少是集熱器時間常數(shù)的4倍。如果時間常數(shù)未知，液體加熱集熱器每組數(shù)據(jù)的試驗周期不應(yīng)小于16min。表4試驗周期內(nèi)的測量參數(shù)偏差限值參數(shù)與平均值的允許偏差總輻照度環(huán)境溫度工質(zhì)質(zhì)量流量集熱器進口工質(zhì)溫度集熱器出口工質(zhì)溫度環(huán)境空氣速度與設(shè)定值偏差±1.0m/s14.7集熱器參數(shù)的計算單位時間內(nèi)集熱器有用得熱量Q的計算見公式(9):ct應(yīng)使用與工質(zhì)平均溫度對應(yīng)的值。如果質(zhì)量流量m直接從流量計獲得，則密度應(yīng)與流量計的工質(zhì)溫度對應(yīng)。Q的計算模型如14.7.1.2描述，模型中的風(fēng)速u'=u-3m/s,其中u是14.3.5中規(guī)定的環(huán)境風(fēng)速；如果模型不適用，應(yīng)使用集熱器性能測試的數(shù)據(jù)表。14.7.1.2液體加熱集熱器的穩(wěn)態(tài)試驗方法對于使用人工風(fēng)機實現(xiàn)2m/s～4m/s風(fēng)速條件測試的帶玻璃蓋板集熱器，系數(shù)as、a?、as、a?可設(shè)置為0。對于聚光比CR<20的集熱器，參數(shù)ag可設(shè)置為0。其他類型集熱器根據(jù)實驗數(shù)據(jù)回歸得出。對于單層玻璃平板型集熱器，入射角小于或等于30°,不需使用入射角修正系數(shù)對集熱器接收的太陽能進行修正；對于真空管型集熱器，入射角小于或等于10°,不需使用入射角修正系數(shù)對集熱器接收的太陽能進行修正。集熱器瞬時效率η由歸一化溫差T。的函數(shù)方式表示出來。當(dāng)使用集熱器進出口的傳熱工質(zhì)平均溫度tm時，計算見公式(11)。歸一化溫差的計算見公式(12)?！?12)瞬時效率的曲線應(yīng)利用最小二乘法進行曲線擬合得出，對于系數(shù)a?、a?、as、a,可置為0的集熱器，按照公式(13)或公式(14)獲得二次或一次瞬時效率曲線：η=γo-a?Tm-a?G(Tn)2…(13)或η=γ-UT*……………(14)若a?的計算值是負(fù)數(shù)，則不應(yīng)選用二次擬合。對于系數(shù)ax、a?、as、a?不可置為0的集熱器，應(yīng)按照公式(10)進行擬合。14.7.2試驗結(jié)果集熱器功率P應(yīng)根據(jù)公式(15)計算，依據(jù)表5列出計算結(jié)果。表5應(yīng)在檢驗報告中給出。表5集熱器功率溫差(tm—ta)℃總輻照度W/m24000表5集熱器功率(續(xù))溫差(tm-t?)℃總輻照度W/m2注：集熱器功率單位為瓦(W)。14.7.3參考面積轉(zhuǎn)換基于集熱器總面積、采光面積、吸熱體面積的熱性能參數(shù)的轉(zhuǎn)換，附錄C給出了方法計算。14.8有效熱容和時間常數(shù)的測定14.8.1總體要求有效熱容和時間常數(shù)是描述集熱器瞬時性能的重要參數(shù)。在運行時，每個集熱器部件對運行條件的響應(yīng)不同，因此有必要將集熱器作為一個整體考慮其有效熱容量。有效熱容和時間常數(shù)不是集熱器的簡單定值常數(shù)，參數(shù)的確定與運行條件相關(guān)。因此，試驗應(yīng)按下列方法之一進行。測量有效熱容和時間常數(shù)時的流量應(yīng)與集熱器效率試驗時的流量相近。14.8.2有效熱容按照14.6.4中的條件安裝和運行集熱器。用反射蓋板等集熱器遮蓋物遮擋集熱器以避免其接受太陽輻射。將工質(zhì)進口溫度設(shè)置為近似環(huán)境溫度t;≈t。直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件(t≈t;)。當(dāng)進口溫度穩(wěn)定在環(huán)境溫度t。時快速移除集熱器遮蓋物并開始記錄數(shù)據(jù)，直到工質(zhì)出口溫度變化小于0.5℃/min,即再次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。集熱器在兩個穩(wěn)定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過程可由公式(16)描述：對公式(16)進行積分，得到集熱器的熱容如公式(17)所示：……14.8.3有效熱容的計算方法集熱器有效熱容的計算方法是將集熱器各部件(如玻璃、吸熱體、所含液體工質(zhì)和保溫材料)的熱容m;c;進行加權(quán)，加權(quán)因子為p;,計算公式(18)如下：加權(quán)因子p;(介于0和1之間)可以僅包含影響集熱器熱惰性的部分。p;值如表6所示。表6加權(quán)因子值部件吸熱體1保溫傳熱工質(zhì)1外層玻璃蓋板第二層玻璃蓋板與傳熱工質(zhì)直接接觸的集熱器部件的加權(quán)因子應(yīng)令p;=1。14.8.4集熱器時間常數(shù)測定時間常數(shù)的測定應(yīng)使用14.8.2規(guī)定的方法。繪制集熱器出口溫度和環(huán)境溫度溫差(t.-ta)與時間的關(guān)系圖，從初始穩(wěn)定狀態(tài)開始，直到達(dá)到第二個穩(wěn)定狀態(tài)為止，示例如圖6所示。標(biāo)引序號說明：4——0.632[(t-ta)?-(ts-tn)?];X——時間，單位為秒(s);Y——t.—ta圖6集熱器時間常數(shù)集熱器時間常數(shù)為移除集熱器遮蓋物后，集熱器出口溫度和環(huán)境溫度的溫差從(t。一ta)。上升至(t?-ta)?所消耗時間的0.632倍。時間常數(shù)也可以在集熱器降溫冷卻期間測定，此時集熱器時間常數(shù)為輻照度隔斷(遮蔽)后，集熱器出口溫度和環(huán)境溫度的溫差下降至初始溫差值所消耗時間的63.2%。GB/T4271—202114.9入射角修正系數(shù)14.9.1總體要求集熱器的熱性能參數(shù)在法向入射條件下測定。集熱器的入射角修正系數(shù)應(yīng)另行試驗以確定集熱器在任意入射角度的性能。14.9.2計算模型入射角修正系數(shù)的定義是給定入射角時的峰值效率與法向入射時峰值效率的比值。計算見公式(19)和公式(20):))θ?和θr分別為入射角θ(球面坐標(biāo)系)在縱向和橫向平面上的投影，見圖7。標(biāo)引序號說明：3——縱向平面；6——真空管示例。圖7與測定入射角修正系數(shù)有關(guān)的對稱平面和角度之間的相互關(guān)系式見公式(21)和公式(22):0?,θ?為投影到兩個對稱平面上的入射角，由此可得到公式(23):tan2θ=tan2θ+tan2θr對于大多數(shù)集熱器來說，入射角修正系數(shù)近似等于如圖7所示的集熱器兩個垂直平面上人射角修正系數(shù)的乘積，如公式(24)所示：Khm(θL,θr)=Khm(θt,0)·Khm(0,0r) (24)對于入射角的影響與入射方向是對稱性的集熱器，只需測量一個方向上的入射角修正系數(shù)即可。對于部分集熱器，可以使用已有的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，用公式(25)表示入射角修正系數(shù)，通過數(shù)據(jù)擬合得出系數(shù)n:對于不能用公式(25)的函數(shù)描述入射角修正系數(shù)時，應(yīng)按表7列表表示集熱器的入射角修正系數(shù)，入射角的間隔為10°,如有必要，間隔角度可小于10°。表7建議測試入射角修正系數(shù)的角度0K(θ)K(0)K(10)K(20)K(30)K(40)K(50)K(60)K(70)K(80)K(90)任意角度的入射角修正系數(shù)可以使用線性插值的方法在查表的基礎(chǔ)上近似計算得出，計算公式如14.9.3試驗方法集熱器運行條件(流量、風(fēng)速等)應(yīng)與熱性能試驗條件近似。傳熱工質(zhì)的平均溫度和環(huán)境溫度的溫差應(yīng)控制在士1℃之內(nèi)。集熱器的效率應(yīng)按照14.6.4.2的方法測定。試驗期間，集熱器采光面上的散射輻照度應(yīng)始終小于總輻照度的30%。每個試驗工況中，應(yīng)使集熱器的朝向保持在所測試入射角的測量入射角修正系數(shù)時總輻射表應(yīng)準(zhǔn)確放置在集熱器所在平面內(nèi)。入射角修正系數(shù)應(yīng)使用下列方法之一進行測試。a)方法一：本方法適用于室內(nèi)太陽模擬器試驗，也適用于使用二維調(diào)節(jié)試驗臺架的室外試驗。室內(nèi)模擬器應(yīng)符合14.2.3規(guī)定要求，室外試驗臺架應(yīng)能實現(xiàn)集熱器的方向根據(jù)太陽輻射的入射方向調(diào)整。b)方法二：本方法適用于使用一維調(diào)節(jié)試驗臺架的室外試驗，一維調(diào)節(jié)的試驗臺架僅能調(diào)整集熱器傾角。集熱器效率值的測定方法為：分別在正午前后各測得一個效率值。兩個效率值所對應(yīng)的集熱器與太陽光的平均入射角應(yīng)相同。集熱器在此入射角下的效率值應(yīng)等于兩個效率值的平均值。14.9.4集熱器入射角修正系數(shù)的計算無論采用哪種試驗方法，都應(yīng)測試各入射角對應(yīng)的集熱器熱效率。使用公式(8)計算得到與η數(shù)，計算公式(27)如下所示：14.9.5試驗結(jié)果入射角修正系數(shù)的結(jié)果應(yīng)以表8的形式給出，并按附錄A的要求給出集熱器入射角修正系數(shù)K。隨入射角θ的變化曲線。適用時，應(yīng)在檢驗報告中給出公式(26),并注明適用于縱向平面或橫向平面。如有必要，試驗結(jié)果的角度間隔可小于表7的要求。表8入射角修正系數(shù)表0Kr(θ)15壓力降集熱器的壓力降是太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計的重要參數(shù)。壓力降試驗不限制工質(zhì)類型，但應(yīng)與試驗結(jié)果一同記錄。工質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度應(yīng)為(20±2)℃。如采用其他試驗溫度，應(yīng)與試驗結(jié)果一起說明。傳熱工質(zhì)的流動方式應(yīng)符合生產(chǎn)企業(yè)的要求。應(yīng)特別注意試驗的管道配件應(yīng)與集熱器的進、出口適配，以避免不必要的額外壓力降。試驗期間應(yīng)遮蔽集熱器避免太陽照射。試驗應(yīng)測試不同流量的壓力降，流量范圍應(yīng)接近實際運行的情況。試驗應(yīng)至少測量5個流量對應(yīng)的壓力降。5個試驗數(shù)據(jù)的流量平均分布在試驗流量范圍內(nèi)。每個試驗點，壓力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后應(yīng)至少保持5min。15.2試驗設(shè)備和試驗方法集熱器應(yīng)安裝在符合14.5要求的試驗系統(tǒng)中。應(yīng)按照14.6的規(guī)定測試以下數(shù)據(jù)：a)工質(zhì)進口溫度；b)工質(zhì)流量；c)集熱器進、出口連接處傳熱工質(zhì)的壓力降。集熱器壓力降測試儀表的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取測量值的5%與±10Pa中的較高者。15.3壓力降零點檢查用于測量工質(zhì)壓力的管路連接件本身可能導(dǎo)致壓力降。因此，應(yīng)對試驗系統(tǒng)進行零點檢查：將集熱器從試驗系統(tǒng)中取出，將管路連接件直接相連并測量壓力。由試驗系統(tǒng)引起的壓力降應(yīng)在集熱器的壓力降試驗時進行修正。試驗應(yīng)在工作壓力下進行，壓力保持相對恒定。試驗期間的流量應(yīng)穩(wěn)定在名義流量的±1%內(nèi)。15.5試驗結(jié)果和報告壓力降的試驗結(jié)果應(yīng)按附錄A的要求以圖表的形式給出。適用時壓力降可以近似由二次多項式函數(shù)表示，如公式(28)所示：參數(shù)a和b應(yīng)通過不同流量下測得的壓力降數(shù)據(jù)用最小二乘法擬合得到。如果公式(28)不適用，則應(yīng)在檢驗報告中列出測得的壓力降數(shù)據(jù)。(規(guī)范性)檢驗報告本附錄規(guī)定了平板型太陽能集熱器檢驗報告的封面和內(nèi)容格式。NameofNameofProduct委托單位生產(chǎn)單位檢驗類別TESTREPORT(報告編號)樣品名稱實驗室名稱Testreportisinvalidwithoutthesignaturesofthepersonsforchieftester,verificationandapproval.Thetestreportforarbitrationshouldbeaddedthesignatureofthepersonforverificationonit.Testreportisinvalidifaltered.5.對檢驗報告若有異議，應(yīng)于收到報告之日起十五日內(nèi)向檢驗單位提出；dateofreceivingthetestreport.Ingeneral,forentrustedteststheresponsibilitiesareundertakenforthedeliveredsamplesonly.ADD:投訴電話(ComplaintTEL):實驗室名稱報告編號(No.):第頁共頁(Pageof)樣品編號：樣品名稱：規(guī)格型號：商標(biāo)：委托單位：出廠編號：生產(chǎn)日期：生產(chǎn)單位：送樣數(shù)量：送樣日期：委托單位地址：檢驗日期：檢驗類別：檢驗依據(jù)：檢測地點：檢驗設(shè)備：檢驗項目：檢驗結(jié)論：檢驗單位印章簽發(fā)日期：ApprovalVerification主Chieftester實驗室名稱報告編號(No.):第頁共頁(Pageof)樣品編號：檢驗項目檢驗結(jié)果耐壓當(dāng)試驗壓力為MPa時，流體通道無泄漏、膨脹和變形標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度環(huán)境溫度為30℃,總輻照度為1000W/m2,標(biāo)準(zhǔn)滯止溫度tsg=空曬集熱器空曬天，氣象等級為,累計輻照量MJ/m2,平均環(huán)境溫度為℃,集熱器開裂、破損和變形外熱沖擊集熱器裂紋、變形、水凝結(jié)和浸水現(xiàn)象內(nèi)熱沖擊集熱器損壞淋雨集熱器滲水和損壞耐凍集熱器泄漏、損壞、變形、扭曲機械荷載正壓為Pa時，集熱器明顯變形；負(fù)壓為Pa時，集熱器明顯變形耐撞擊鋼球撞擊高度為m,集熱器損壞；冰球直徑_、質(zhì)量、速度時，集熱器_損壞熱性能該集熱器基于平均溫度和采光面積瞬時效率曲線方程為：二次效率曲線(如適用):詳見第頁；該集熱器基于平均溫度和總面積瞬時效率曲線方程為：二次效率曲線(如適用):詳見第頁；集熱器功率詳見第頁；集熱器時間常數(shù)t=s;集熱器出口溫度和環(huán)境溫度差值(t。-ta)隨時間變化的曲線詳見第頁；入射角修正系數(shù)方程(如適用):入射角修正系數(shù)隨入射角θ的變化曲線詳見第頁壓力降集熱器壓力降公式(如適用):,曲線詳見第頁實驗室名稱報告編號(No.):第頁共頁(Pageof)樣品編號：檢驗項目：瞬時效率曲線(基于采光面積，平均溫度)基于采光面積A。和平均溫度tm的集熱器瞬時效率曲線舞時交率…%000.000.010.020.030.040.05基于平均溫度的歸一化溫差T0.060.07-G/[(m2·℃)/W]0.080.090.10該集熱器瞬時效率曲線方程為：