(高清版)GBT 17049-2024 全玻璃真空太阳集热管VIP

全玻璃真空太阳集热管2024-03-15发布前言 I 2规范性引用文件 13术语和定义 4结构和命名 4.1结构 4.2命名 5技术要求 5.1材料 5.2空晒性能参数 5.3闷晒太阳辐照量 45.4平均热损系数 5.5真空性能 5.6耐热冲击性能 5.7耐压强 55.8抗机械冲击 5.9外观与尺寸 6试验方法 6.1材料检查 6.2空晒性能参数测定 6.3闷晒太阳辐照量测定 6.4平均热损系数测定 76.5真空性能试验 6.6耐热冲击性能试验 6.7耐压强试验 6.8抗机械冲击试验 6.9外观与尺寸检查 7检验规则 7.1检验类别 7.2出厂检验 7.3型式检验 8.2包装 8.3运输 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T17049—2005《全玻璃真空太阳集热管》,与GB/T17049—2005相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了第3章引导语(见第3章，2005年版的第3章);b)删除了常用太阳选择性吸收涂层命名中涂层分类(见2005年版的4.2.2和附录D);c)增加了罩玻璃管壁厚要求及试验方法的引用标准(见5.1.1的a)和6.1.1];d)删除了理化性能引用标准(见2005年版的5.1.1.1、附录B);e)更改了玻璃管结石与玻璃管节瘤的关键性能指标要求(见5.1.1的c)和d),2005年版的f)更改了太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比(AM1.5)的限值(见5.1.2,2005年版的5.1.2);g)更改了太阳选择性吸收涂层的半球发射比的限值(见5.1.3,2005年版的5.1.3);h)更改了空晒性能参数的限值(见5.2,2005年版的5.2);i)更改了集热管的闷晒太阳辐照量限值(见5.3,2005年版的5.3);j)更改了平均热损系数的限值(见5.4,2005年版的5.4);k)更改了真空品质要求及试验(见5.5.2和6.5.2,2005年版的5.5.2和6.5.2);1)更改了罩玻璃管直径允差的引用标准，增加了罩玻璃管直径允差试验方法和判定规则(见m)更改了太阳透射比试验方法的引用标准，增加了太阳吸收比试验方法的引用标准(见6.1.2和n)增加了半球发射比的试验方法(见6.1.5);o)更改了空晒和闷晒测试时的环境温度(见6.2.1和6.3.1,2005年版的5.2、5.3和6.2.1);p)更改了空晒性能参数测试步骤(见6.2.4,2005年版的6.2.3);q)删除了所有附录(见2005年版的附录A、附录B、附录C和附录D)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国太阳能标准化技术委员会(SAC/TC402)提出并归口。本文件起草单位：北京华业阳光新能源有限公司、中国标准化研究院、山东龙光天旭太阳能有限公司、北京道荣新兴能源有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京启迪清洁能源科技有限公司、青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司、浙江远能新能源有限公司、山东华业阳光新能源有限公司、清华大学山西清洁能源研究院。本文件于1997年首次发布，2005年第一次修订，本次为第二次修订。1全玻璃真空太阳集热管1范围本文件规定了全玻璃真空太阳集热管产品的结构和命名、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、本文件适用于接收太阳辐射并转换成热能的全玻璃真空太阳集热管。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T308.1滚动轴承球第1部分：钢球GB/T9505蒸散型钡吸气剂GB/T12936太阳能热利用术语GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T19565总辐射表GB/T25965材料法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球发射比试验方法GB/T25968分光光度计测量材料的太阳透射比和太阳吸收比试验方法GB/T29159全玻璃真空太阳集热管用玻璃管ISO9488太阳能术语(Solarenergy—Vocabulary)3术语和定义GB/T12936、ISO9488界定的以及下列术语和定义适用于本文件。玻璃管节瘤knotofglasstube玻璃体内存在与玻璃主体成分有差异的玻璃体。玻璃管结石stoneofglasstube玻璃体内含有的固态夹杂物。具有高的太阳吸收比和低的发射比的涂层。全玻璃真空太阳集热管吸热体absorberofall-glassevacuatedsolarcollectortube外表面具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管，吸收太阳辐射转换成热能。2全玻璃真空太阳集热管内的真空夹层vacuumjacketinall-glassevacuatedsolarcollectortube全玻璃真空太阳集热管的罩玻璃管与内玻璃管间处于低气压时的夹层，当夹层内气体压强足够低，气体分子的导热可以忽略。蒸散型吸气剂flashgetter使用时需采用蒸散工艺，靠吸气材料在蒸散过程中和沉淀成膜后所具有的吸气作用而工作的吸全玻璃真空太阳集热管的空晒温度stagnationtemperatureofanall-glassevacuatedsolarcollectortube全玻璃真空太阳集热管内只有空气，于规定的太阳辐照下，在准稳态时，全玻璃真空太阳集热管内空气达到的最高温度。全玻璃真空太阳集热管的空晒性能参数stagnationparameterofanall-glassevacuatedsolarcol-lectortube空晒温度与环境温度之差与太阳辐照度的比值。全玻璃真空太阳集热管的闷晒太阳辐照量solarirradiationforobtainingapresetwatertempera-tureriseinanall-glassevacuatedsolarcollectortubeunderstagnation充满全玻璃真空太阳集热管的水的温度升高一定温度范围所需的太阳辐照量。全玻璃真空太阳集热管平均热损系数averageheatlosscoefficientofanall-glassevacuatedsolarcollectortube在无太阳辐照的条件下，全玻璃真空太阳集热管充满的热水平均温度与平均环境温度每相差1℃时，经全玻璃真空太阳集热管吸热体单位表面积散失的热流量。注：全玻璃真空太阳集热管平均热损系数表示全玻璃真空太阳集热管散热大小。真空品质vacuumquality全玻璃真空太阳集热管内加热后，集热管内吸气镜面轴向长度消失率。注：真空品质表示全玻璃真空太阳集热管内的真空性能。漫反射平板diffuseflatplatereflector以漫反射为主、安装在与全玻璃真空太阳集热管相隔一定距离的下部、用来增加全玻璃真空太阳集热管采集的太阳辐射的平板。4结构和命名全玻璃真空太阳集热管由具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成，内玻璃管一端为封闭的圆顶形状，由罩玻璃管封离端内带蒸散型吸气剂的支承件支承；另一端与罩玻璃管另一端熔封成为环状的开口端。其结构及组成部件的名称见图1。3标引序号说明：2——太阳选择性吸收涂层；6——蒸散型吸气剂；d——内玻璃管外径；L——全玻璃真空太阳集热管长度；S——排气管的玻璃封离部分长度；φ——全玻璃真空太阳集热管封离端玻璃管直径，为15mm。图1全玻璃真空太阳集热管结构部件及尺寸示意图4.1.2结构尺寸全玻璃真空太阳集热管的尺寸宜按表1选取。表1全玻璃真空太阳集热管的结构尺寸单位为毫米内玻璃管外径(d)罩玻璃管外径(D)长度(L)1200,1500,18001500,1800,21004.2命名全玻璃真空太阳集热管产品命名由如下五部分组成：第一部分第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分表示全玻璃真空太阳集热管改进型号表示全玻璃真空太阳集热管长度表示全玻璃真空太阳集热管内玻璃管外径/单玻璃管外径表示太阳选择性吸收涂层材料表示全玻璃真空太阳集热管4注：命名中各部分的表示及部分间的连接：a)第一部分用汉语拼音字母QB表示全玻璃真空太阳集热管；b)第二部分用化学元素符号或英文字母表示太阳选择性吸收涂层材料；c)第三部分用阿拉伯数字表示全玻璃真空太阳集热管内玻璃管外径(d)/罩玻璃管外径(D),单位为毫米d)第四部分用阿拉伯数字表示全玻璃真空太阳集热管长度(L),单位为毫米(mm);e)第五部分用阿拉伯数字表示全玻璃真空太阳集热管改进型号；f)在相邻部分之间用一字线“—”连接。示例：采用以铝为底层、多层铝-氮复合材料为吸收层的太阳选择性吸收涂层，内玻璃管外径47mm、罩玻璃管外径58mm和长度为1800mm的普通型全玻璃真空太阳集热管的标记为：QB—Al-N/Al—47/58—1800—1-长度(L)为1800mm-罩玻璃管外径(D)为58mm——内玻璃管外径(d)为47mm—多层Al-N/Al太阳选择性吸收涂层——全玻璃真空太阳集热管5技术要求5.1材料5.1.1玻璃管材料应采用3.3硼硅玻璃，其性能要求包括：a)罩玻璃管壁厚应符合GB/T29159的规定；b)玻璃管太阳透射比(r)不应小于0.89(大气质量AM1.5);c)玻璃管上不大于1.0mm的玻璃管结石在10mm×10mm范围内不应多于1个，整支管子上不应多于5个，玻璃管结石周围不应有裂纹，大于1.0mm的玻璃管结石不应存在；d)玻璃管上不大于1.0mm的玻璃管节瘤在10mm×10mm范围内不应多于2个，整支管子上，1.5mm～2.0mm的玻璃管节瘤不应多于5个，大于2.0mm的玻璃管节瘤不应存在。5.1.2太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比(α)不应小于0.88(AM1.5)。5.1.3太阳选择性吸收涂层的半球发射比(ɛn)不应大于0.070(80℃±5℃)。5.1.4蒸散型吸气剂应符合GB/T9505的规定。5.2空晒性能参数全玻璃真空太阳集热管的空晒温度的空晒性能参数(Y)不应小于200(m²·℃)/kW。5.3闷晒太阳辐照量5.3.1罩玻璃管外径为47mm的全玻璃真空太阳集热管的闷晒太阳辐照量(H)不应大于3.5MJ/m²。5.3.2罩玻璃管外径为58mm的全玻璃真空太阳集热管的闷晒太阳辐照量(H)不应大于4.5MJ/m²。5.4平均热损系数全玻璃真空太阳集热管平均热损系数(ULr)不应大于0.80W/(m²·℃)。5.5.1全玻璃真空太阳集热管内的真空夹层气体压强(p)应不大于5.0×10-²Pa,用火花检漏器检验5时，玻璃壁上应呈现微弱荧光，不应出现辉光放电、火花穿透玻璃壁或火花发散而玻璃壁上无荧光。5.5.2全玻璃真空太阳集热管的真空品质为内玻璃管于400℃下，保持48h,吸气镜面轴向长度消失率不应大于30%。5.6耐热冲击性能全玻璃真空太阳集热管应能承受不高于0℃的冰水混合体与不低于90℃热水交替反复冲击3次而不损坏。5.7耐压强全玻璃真空太阳集热管内应能承受0.6MPa的压强。5.8抗机械冲击全玻璃真空太阳集热管通过钢球撞击试验后应无损坏。5.9外观与尺寸5.9.1全玻璃真空太阳集热管罩玻璃管表面轻微划伤累计长度不应大于管长的1/3。5.9.2全玻璃真空太阳集热管的选择性吸收涂层不应有污渍、起皮或脱落。5.9.3距离全玻璃真空太阳集热管开口端的选择性吸收涂层颜色明显变浅区不应大于50mm。5.9.4支承内玻璃管自由端或其他部位的支承件不应明显变色，放置端正，不松动。5.9.5全玻璃真空太阳集热管开口端内、罩玻璃管过渡圆滑，无黏连，无玻璃堆积，端面和内、罩玻璃管表面应平整，厚度均匀，无喇叭状与明显变形。5.9.6全玻璃真空太阳集热管的长度(L)是从环状开口端至全玻璃真空太阳集热管封离端玻璃管直径15mm处的距离，其长度允差不应大于长度(L)的标称尺寸的±0.5%。5.9.7罩玻璃管直径允差应符合GB/T29159的要求。5.9.8全玻璃真空太阳集热管的弯曲度不应大于0.2%。5.9.9全玻璃真空太阳集热管开口端在距端口10mm～30mm处玻璃管的横断面呈圆管形，罩玻璃管的径向最大尺寸与最小尺寸之比不应大于1.02。5.9.10排气管的玻璃封离部分长度(S)不应大于15mm。6试验方法6.1材料检查6.1.1罩玻璃管的壁厚试验方法应按GB/T29159的规定执行。6.1.2玻璃管的太阳透射比(AM1.5)是切割全玻璃真空太阳集热管罩玻璃管的样品，采用波长范围不小于0.3μm～2.5μm的分光光度计，使用积分球装置在入射光与呈凸、凹的玻璃样品两次测量的太阳透射比数据取平均值。试验方法应按GB/T25968的规定执行。6.1.3玻璃管结石和玻璃管节瘤应进行目测检查。6.1.4选择性吸收涂层的太阳吸收比(AM1.5)应按GB/T25968的规定执行。6.1.5太阳选择性吸收涂层的半球发射比试验方法应按GB/T25965的规定执行，测试温度应为66.2空晒性能参数测定6.2.1测试条件在室外进行测量时，测试条件应符合下列规定：a)总辐射表放置的平面与漫反射平板平行；b)太阳辐照度(G)不小于800W/m²;c)环境温度(ta)为10℃~32℃;6.2.2测试装置全玻璃真空太阳集热管南北向平行放置3支，中间为被测全玻璃真空太阳集热管，两旁为测试陪管，其中心间距为内玻璃管直径的2倍，其中心与漫反射平板的间距为70mm。漫反射平板为漫反射比不小于0.60的轧花铝平板。全玻璃真空太阳集热管内以空气为传热工质，测温点置于全玻璃真空太阳集热管中部，测温元件不应与玻璃管壁接触。全玻璃真空太阳集热管开口端放置保温帽，帽顶部有厚50mm的聚氨酯硬泡沫，帽壁深度以遮住无太阳选择性吸收涂层的内玻璃管为限。太阳垂直直射，角度变化士2%;从水平面至全玻璃真空太阳集热管采光面的倾角，为当地纬度士5°,但不小于30°。测试装置如图2所示。环境温度传感器距离地面1m,距离测试样品1.5m～10m。2——铂电阻温度传感器；3——保温帽；4——总辐射表；6——温度测量仪；7——漫反射平板；10——风速仪。图2全玻璃真空太阳集热管热性能测试装置示意图7GB/T17049—20246.2.3测试仪表测试仪表应符合下列规定：a)总辐射表，GB/T19565规定的一级；b)温度测量仪准确度，±0.2℃;c)风速仪准确度，±0.5m/s。6.2.4测试步骤在太阳辐照度(G)不小于800W/m²、5min内全玻璃真空太阳集热管的空晒温度变化不大于1℃、在15min内太阳辐照度变化不大于±30W/m²的条件下，每隔5min分别记录一次太阳辐照度、集热管内温度和环境温度，共记录4次。分别取各记录值的4次平均值，即分别得出测试期间的太阳辐照度(G)、全玻璃真空太阳集热管空晒温度(t、)和环境温度(t。)。6.2.5计算按照公式(1)计算全玻璃真空太阳集热管的空晒性能参数(Y): (1)式中：Y——空晒性能参数，单位为平方米摄氏度每千瓦[(m²·℃)/kW];t、——全玻璃真空太阳集热管的空晒温度，单位为摄氏度(℃);ta——环境温度，单位为摄氏度(℃);G——太阳辐照度，单位为千瓦每平方米(kW/m²)。6.3闷晒太阳辐照量测定6.3.1测试条件与6.2.1相同。6.3.2测试装置与6.2.2相同，且全玻璃真空太阳集热管内以水为传热工质。6.3.3测试步骤在全玻璃真空太阳集热管内水的温度低于环境温度、太阳辐照度(G)不小于800W/m²的条件下，当水温等于环境温度时，记录全玻璃真空太阳集热管内水温升高35℃时所需的太阳辐照量(H)。6.4平均热损系数测定6.4.1测试环境测试时，应处于室内无太阳光直射处，测试期间平均环境温度(t₄)为21℃~25℃,且在没有风直吹全玻璃真空太阳集热管的状况下进行。6.4.2测试条件使全玻璃真空太阳集热管垂直于水平面放置，开口端用与6.2.2相同的保温帽套住；在全玻璃真空太阳集热管内自上而下布置3个测温点：8a)对1200mm长的全玻璃真空太阳集热管，3个测温点分别距开口端200mm、600mm、1000mm位置处；长的全玻璃真空太阳集热管，3个测温点分别距开口端250mm、750mm、1250mm位置处；c)对1800mm长的全玻璃真空太阳集热管，3个测温点分别距开口端300mm、900mm、1500mm位置处；d)对2100mm长的全玻璃真空太阳集热管，3个测温点分别距开口端350mm、1050mm、1750mm位置处。6.4.3测试步骤先用90℃以上的热水注入全玻璃真空太阳集热管进行预热，2min后，倒掉预热水，再注入90℃以上的热水，集热管在垂直状态下，管内水平面离管口为40mm(1200mm和1500mm长的集热管)或50mm(1800mm和2100mm长的集热管),自然降温至3个测温点平均水温为80℃±0.2℃时，第一次记录3个测温点的平均水温(t₁),再每隔30min记录3个测温点的平均水温(t₂和ta),共记录3次数据，在记录3次平均水温的同时分别记录3次环境温度(t,ta₂和toa)数据。6.4.4测试仪表测试仪表精度应符合下列规定：a)铂电阻温度测量仪准确度，±0.2℃;b)称重仪器准确度，±1%。全玻璃真空太阳集热管平均热损系数(U₁r)按公式(2)～公式(4)计算：式中：U₁r——全玻璃真空太阳集热管平均热损系数，单位为瓦每平方米摄氏度[W/(m²·℃)];cpw——水的比定压热容，单位为焦耳每千克摄氏度[J/(kg·℃)];M——全玻璃真空太阳集热管内水的质量，单位为千克(kg);t₁,t₂,t₃——3次的平均水温，单位为摄氏度(℃);AA——全玻璃真空太阳集热管吸热体外表面积，单位为平方米(m²);tm——全玻璃真空太阳集热管内水的平均温度，单位为摄氏度(℃) 平均环境温度，单位为摄氏度(℃)△r——从水温t₁到t₃总的测试时间，单位为秒(s);tn,tg,taa——3次的环境温度，单位为摄氏度(℃)。注1:罩玻璃管外径为47mm的全玻璃真空太阳集热管，其不同长度的全玻璃真空太阳集热管吸热体外表面积a)对1200mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.136m²;b)对1500mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.171m²;c)对1800mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.205m²。9注2:罩玻璃管外径为58mm的全玻璃真空太阳集热管，其不同长度的全玻璃真空太阳集热管吸热体外表面积a)对1500b)对1800c)对2100mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.216mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.260mm长的全玻璃真空太阳集热管，AA=0.303m²;m²;m²。6.5真空性能试验6.5.1真空夹层内的气体压强试验用火花检漏器在暗环境下探测全玻璃真空太阳集热管的无选择性吸收涂层开口端部分的全玻璃真空太阳集热管内的真空夹层，根据放电颜色对真空状况作定性判断。全玻璃真空太阳集热管内放置长度不小于集热管长90%的电热棒，单端出口，直径20mm,功率1500W,加热棒外套铝翼后放入集热管内，铝翼两头包石棉布以免铝翼直接与集热管壁接触，集热管口宜采用玻璃纤维进行保温，将镍铬-镍硅型(K型)热电偶置于集热管中部，并贴紧玻璃壁，使内玻璃管处于400℃下，保持48h。从集热管封离端玻璃管直径15mm处至蒸散型吸气剂镜面边缘的距离，测量周向6等分处吸气镜面轴向长度，6点平均值表示为蒸散型吸气剂镜面轴向长度，确定该长度消失率。6.6耐热冲击性能试验将全玻璃真空太阳集热管开口插入不高于0℃的冰水混合体中，插入深度不小于100mm,停留1min后，立即从冰水混合体中取出并插入不低于90℃的热水中，插入深度不小于100mm,停留1min后，再立即取出并插入不高于0℃的冰水混合体中，如此反复3遍，确认全玻璃真空太阳集热管是否有损坏。6.7耐压强试验将全玻璃真空太阳集热管内注满水后，将水压均匀增至0.6MPa,保持1min,确认全玻璃真空太阳集热管是否有损坏。6.8抗机械冲击试验全玻璃真空太阳集热管水平固定安装在试验架上，由间距500mm的两个带有厚5mm聚氨酯衬垫的V型槽支撑，采用符合GB/T308.1规定的直径30mm的钢球，对准集热管中部与两支点中部，钢球底部至玻璃管撞击处450mm,自由落下，垂直撞击在集热管上。6.9外观与尺寸检查6.9.1划伤检查：通过测量与手感检查全玻璃真空太阳集热管罩玻璃管是否有划伤。6.9.2涂层效果检查：采用目测检查。6.9.3涂层颜色检查：用精度为1mm的钢板尺测量距离全玻璃真空太阳集热管开口端选择性吸收涂层的颜色明显变浅区。6.9.5内外表面检查：采用目测或手感检查。6.9.6集热管长度测量：将全玻璃真空太阳集热管两端置于一个水平支架上，用精度为1mm的钢卷尺，测量开口端至全玻璃真空太阳集热管封离端玻璃管直径15mm处之间的长度。6.9.7罩玻璃管直径允差检查：按GB/T29159的规定进行。6.9.8弯曲度测量：将全玻璃真空太阳集热管两端置于水平托轮上，托轮间距1000mm,用百分表测量全玻璃真空太阳集热管中部最大径向与最小径向尺寸，最大径向与最小径向尺寸差值的一半与支部间距的比值。6.9.9尺寸检查：用精度为0.02mm的游标卡尺或专用工具，测量全玻璃真空太阳集热管开口端在距端口10mm～30mm处的罩玻璃管径向最大尺寸与最小尺寸，并计算出最大尺寸与最小尺寸的比值。6.9.10排气管的玻璃封离部分