ICS27.160 F12 中华人民共和国国家标准 GB/T26977—2011 太 阳能空气集热器热性能试验方法 Testmethodsforthethermalperformanceofsolaraircollectors 2011-09-29发布 2012-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 符号与单位 1 ……………………………………………………………………………………………… 5 集热器的安装与场所 1 …………………………………………………………………………………… 6 仪器与测量 2 ……………………………………………………………………………………………… 7 试验台架 5 ………………………………………………………………………………………………… 8 室外稳态效率试验 6 ……………………………………………………………………………………… 9 稳态效率-流量试验 8 ……………………………………………………………………………………… 10 集热器入射角修正系数 8 ………………………………………………………………………………… 11 太阳能集热器热性能检测报告 8 ………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 符号和单位 9 ……………………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 太阳能空气集热器热性能检测报告格式 11 ………………………………………GB/T26977—2011 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准的制定参考了欧洲标准EN12975-2:2006《热太阳能系统和部件 太阳能集热器试验 方法》。 本标准由全国太阳能标准化技术委员会(SAC/TC402)提出并归口。 本标准起草单位:云南师范大学太阳能研究所、中国标准化研究院、深圳市嘉普通太阳能有限公司、 中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会、云南一通太阳能科技有限公司、河南桑达能源环保有 限公司、皇明太阳能集团有限公司、广东五星太阳能有限公司、北京四季沐歌太阳能技术有限公司、江苏 桑夏太阳能产业有限公司、北京英豪阳光太阳能工业有限公司、北京雨昕阳光太阳能工业有限公司、江 苏太阳宝新能源有限公司、山东天丰太阳能制品有限公司、江苏贝德莱特太阳能科技有限公司、浙江现 代新能源有限公司、国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)、国家太阳能热水器产品质量监督检验 中心(武汉)。 本标准主要起草人:谌学先、贾铁鹰、刘学真、霍志臣、李永泉、陈开碇、李洪勇、杨林岐、李开春、 赵峰、程翠英、孙培雨、殷建平、张福宝、张同伟、盛林君、何涛、范志勇。 ⅠGB/T26977—2011 太阳能空气集热器热性能试验方法 1 范围 本标准规定了太阳能空气集热器热性能的试验方法及计算程序。 本标准适用于利用太阳辐射加热、有透明盖板、传热工质为空气的只有单一入口和单一出口的平板 型太阳能空气集热器(以下简称平板型集热器),以及传热工质为空气的非聚光型全玻璃真空管型太阳 能空气集热器(以下简称真空管型集热器)。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB3100 国际单位制及其应用 GB/T4271 太阳能集热器热性能试验方法 GB/T12936 太阳能热利用术语 GB/T19141 家用太阳热水系统技术条件 JJG458 总辐射表 JJG1032 光学辐射计量名词及定义 ISO9060 太阳能 用于测量总辐射和直接辐射的侧量仪表技术要求与分类(Solarenergy— Specificationandclassificationofinstrumentsformeasuringhemisphericalsolaranddirectsolarradiation) ISO9488:1999 太阳能 术语(Solarenergy—Vocabulary) 3 术语和定义 GB3100、GB/T12936、GB/T19141、JJG1032和ISO9488:1999界定的术语和定义适用于本 文件。 4 符号与单位 本标准使用的符号及单位见附录A。 5 集热器的安装与场所 5.1 集热器试验台架 集热器试验台架不应遮挡集热器的采光面,不应影响集热器背面、侧面和集热器进出口的隔热保 温。台架应采用开放式结构,不影响空气沿集热器各个面的自由流动。集热器的最低边离地面不应小 于0.5m。在屋顶上试验时,台架距屋顶边缘的距离应大于2m。 集热器试验台架应能手动或自动跟踪太阳方位角或高度角。 1GB/T26977—2011 5.2 倾角 对于仅跟踪太阳方位角的试验台架,安装集热器时应使采光面与水平面的倾角为当地纬度±5°,但 不应小于30°。 集热器也可以根据生产厂家的要求和实际安装的倾角进行试验。 5.3 集热器方位 可通过手动或自动的方法使集热器跟踪太阳的方位角。 5.4 直接辐射的遮挡 在试验期间,不应有任何阴影投射到集热器上。 5.5 散射辐射和反射辐射 试验场所周围应无反射比大于0.2的物体。试验期间,周围物体表面不应有明显的太阳辐射反射 到集热器上,天空内不应有遮挡阳光直射集热器的物体。 5.6 热辐射 邻近集热器物体的表面温度应接近环境温度,以避免周围物体热辐射(红外)对集热器的影响。 5.7 风 集热器应安装在风能够自由通过其采光面、背面和侧面的地方,与采光面平行的平均风速应保持在 8.3.2所规定的范围内。 6 仪器与测量 6.1 太阳辐射测量 6.1.1 总辐射表 应使用符合ISO9060规定的一级总辐射表对来自太阳和天空的全部辐射进行测量。 6.1.1.1 防止温度梯度影响 总辐射表在进行数据采集前应放置于典型的试验位置至少30min,以使总辐射表与所处环境达到 热平衡。 6.1.1.2 防止湿气影响 应采取适当措施防止湿气在总辐射表上凝结而影响其读数,总辐射表应带有易于检验的干燥剂,在 每次测量前后都应对干燥剂进行观察,确认其有效。 6.1.1.3 总辐射表的室外安装 总辐射表传感器的安装应与集热器采光口平行,两平面平行度相差应小于±1°。在试验期间,总辐 射表不得遮挡集热器采光口。总辐射表应安装在能够接受到与集热器相同直射、散射和反射太阳辐射 的地方。 在室外试验时,应将总辐射表座体及其外露导线保护起来,以防被太阳晒热。应减少集热器对总辐 2GB/T26977—2011 射表的反射和再辐射。 6.1.1.4 校准周期 总辐射表应根据JJG458的规定进行校准。 6.1.2 直接日射入射角的测量 直接日射入射角可用日晷测量,日晷应安装在集热器平面的一侧。 直接日射入射角(θ)也可由太阳时角(ω)、集热器倾角(β)、集热器方位角(γ)和试验地的纬度(ϕ)计 算,按式(1)计算: cosθ=(sinδsinϕcosβ)-(sinδcosϕsinβcosγ)+(cosδcosϕcosβcosω)+ (cosδsinϕsinβcosγcosω)+(cosδsinβsinγsinω) ……………………(1) 式中:一年中第n天的太阳赤纬计算如下: δ=23.45sin[360(284+n)/365] 6.2 热辐射测量 在集热器试验中一般不考虑室外热辐照度的变化对集热器测试的影响。可以在集热器采光口平面 一侧的中间位置安装地球辐射表以测定集热器采光口上的热辐照度。 6.3 温度测量 6.3.1 空气进口温度(ti)测量 6.3.1.1 测量准确度 空气进口温度的测量准确度应为±0.2℃。 6.3.1.2 传感器的安装 考虑到流体进口段的影响,温度传感器的安装位置距集热器进出口的距离如图2所示,在测温位置 上,应至少均匀安装6个温度传感器,并取平均温度作为测量值。对如图1所示的圆形管道,在圆心位 置布置1个点,在离圆心2 2D的位置均匀布置5个点。 图1 空气进口和出口温度传感器推荐安装位置示意图 6.3.2 空气进出口温度to测量 集热器进出口温度差的测量准确度应为±0.2℃。 3GB/T26977—2011 6.3.3 环境空气温度(ta)测量 6.3.3.1 测量准确度 测量环境空气温度的准确度为±0.5℃。 6.3.3.2 传感器的安装 在室外试验时,环境温度传感器应安置在距被测集热器10m以内的白色百叶箱中。百叶箱安装 高度应为集热器中间的高度,但百叶箱的距地面高度不应小于1m。 若使用风机驱动空气流过集热器时,风机出口温度与环境空气温度的差应在±1℃以内。 6.4 湿度测量 6.4.1 测量准确度 空气进口湿度(RH)的测量准确度应为±2%(10%~90%)。 6.4.2 传感器的安装 湿度传感器安装在空气进口处。 6.5 空气质量流量̇m测量 6.5.1 测量准确度 空气质量流量测量的准确度应为±3%。 6.5.2 流量计的安装 流量计的安装如图2所示。为保证测量准确度,其进口段1和出口段1的长度应不小于5D,进口 段2和出口段2