《太阳能集热器热效率提升及评价方法》标准草案

1T/XXXXX—2024太阳能集热器热效率提升及评价方法本文件规定了太阳能集热器热效率的术语和定义、热效率提升技术、实施流程及热效率提升技术效果评价。本文件适用于太阳能集热器热效率提升及效果评价。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/T2589综合能耗计算通则GB/T4271太阳能集热器性能试验方法GB/T6424平板型太阳能集热器GB/T13234用能单位节能量计算方法GB/T28750节能量测量和验证技术通则GB/T32045节能量测量和验证实施指南GB/T40064节能技术评价导则3术语和定义3.1热效率提升thermalefficiencyimprovement通过对太阳能集热器进行技术提升，提高太阳能热利用效率，降低传统能源消耗。3.2项目边界projectboundary热效率提升评价时，实施热效率提升所影响到的集热设备及系统的范围和地理位置界线。3.3基期热效率energyconsumptioninbaselineperiod基期内，项目边界内集热设备及系统的热效率值。3.4核定期能耗energyconsumptioninreportingperiod2T/XXXXX—2024核定期内，项目边界内集热设备及系统的热效率值。4热效率提升技术集热器热效率提升主要途径是开发透明盖板、高透射比涂层、增加流动工质的吸热量和减少热损失。其方法有：1）研发透光率高的盖板玻璃；2）开发高吸收比、低红外发射率的选择性吸收涂层及减反射涂层；3）通过对吸热板材料、厚度、几何尺寸等优化提高集热器热效率；4）通过改变集热器流道结构如波纹板、缩放板等，或利用粗糙面、扰流装置；或微通道等有效提高传热效率；5）通过流体流动参数优化提高集热效率；6）采用双层盖板和透明蜂窝结构以减少盖板散热损失；7）优化空气夹层间距使透明盖板与吸热板之间空气对流传热损失最小；8）保温材料导热系数足够低，厚度达到最低热损失要求。5热效率提升技术实施流程热效率提升技术实施流程主要包括基准期热效率测试、热效率提升技术方案、技术实施、核定期热效率测试及热效率提升技术效果评价。集热器热效率实施流程如图1所示。图1集热器热效率实施流程图3T/XXXXX—20246热效率提升技术效果评价6.1热效率计算方法平板太阳能集热器热量传递过程如图2所示。图2太阳能平板集热器能量传递过程当太阳能辐射到平板集热器的玻璃盖板后，部分能量被涂有涂层的吸热板吸收后转化为热能Q0。被转化的热能传递给通道内的流体，流体温度升高后流入水箱，被工质吸收的热量称为有效能Q1，集热器玻璃盖板和保温层以对流和辐射的形式向周围环境散热，散热损失包含玻璃盖板顶部热损失Q2和四周边缘热损失Q3。该能量传递过程，循环往复直至稳定。根据能量平衡，有：23其中：p(ToutTin)式中：Q0为有效辐射能，单位为瓦特（W4T/XXXXX—2024Q1为集热器自身温度升高而储存的能量，单位为瓦特（WQ2为集热器内工质吸收的热量，单位为瓦特（WQ3为集热器系统的热损失，单位为瓦特（WA为集热器有效采光面积，单位为平方米（m2G为单位面积太阳能辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2(τ∂)e为透明盖板透射比和吸热板吸收比的有效乘积，无量纲。m为流经集热器系统的工质的质量流量，单位为千克每秒（kg/sCp为定压比热，单位为焦耳每千克开尔文（J/（kg·KTout为工质出口温度，单位为开尔文（KTin为工质进口温度，单位为开尔文（Ka2为边缘热损失系数，单位为瓦每平方米摄氏度（W/(m2·℃)A2为周边面积，单位为平方米（m2T2为周边缘保温棉外表面温度，单位为开尔文（KTa为环境温度，单位为开尔文（Ka3为底部热损失系数，单位为瓦每平方米摄氏度（W/(m2·℃)A3为底部面积，单位为平方米（m2T3为底部保温棉外表面温度，单位为开尔文（K）。集热器热效率是集热器有用能与投射到集热器上的太阳能之比，太阳投射到集热器的正反平衡热效率分别为：式中：η为正平衡热效率，单位为百分比（% η为反平衡热效率，单位为百分比（%U为集热器总热损失系数，单位为瓦每平方米摄氏度（W/(m2·℃)5T/XXXXX—2024Td为吸热板表面温度，单位为开尔文（K）。6.2热效率提升技术效果评价集热器系统热效率评价采用正平衡效率进行，方法按式(8)计算：Δη=η2η1（8）式中：Δη—热效率提升值，单位为百分比（%）；η2—太阳能集热器核定期热效率，单位为百分比（%）；η1—太阳能集热器基期热效率，单位为百分比（%）。根据式（8可以计算出实施太阳能集热器热效率提升技术前后的热效率变化值，也为技术对热效率的贡献值。7评价结果7.1热效率提升技术效果评价工作由相关能效测评单位实施。7.2热效率提升技术效果评价工作可以通过审阅企业太阳能热系统相关资料、盘查相关账目、数据具的能效检测报告提供的相关信息和数据，出于评价所需，可以进行太阳能供热系统的运行现场测试验证。对于太阳能补供热系统进行相关指标参数的测评及计算，最终汇总形成对应的太阳能供热系统热效率提升技术效果评价报告，见附录A。6T/XXXXX—2024附录A（规范性附录）表A太阳能集热器热效率提升及评价方法结果报告单位名称评价日期环境温度(℃)系统名称系统编号规格型号评价标准热效率提升技术评价结果备注1)研发透光率高的盖板玻璃；2)开发高吸收比、低红外发射率的选择性吸收涂层及减反射涂层；3)通过对吸热板材料、厚度、几何尺寸等优化提高集热器热效率；4)通过改变集热器流道结构如波纹板、缩放板等，或利用粗糙面、扰流装置；或微通道等有效提高传热效率；5)通过流体流动参数优化提高集热效率；6)采用双层盖板和透明蜂窝结构以减少盖板散热损失；7)优化空气夹层间距使透明盖板与吸热板之间空气对流传热损失最小；8)保温材料导热系数足够低，厚度达到最低热损失要求。热效率提升技术效果评价评价结果备注9)实