家用太阳热水系统技术条件GBT19141.docx

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家用太阳热水系统技术条件GBT19141

家用太阳热水系统技术条件（GB/T19141-2003）

前言…………………………………………………………………………………………………III

1范围…………………………………………………………………………………………………1

2规范性引用文件……………………………………………………………………………………1

3术语和定义…………………………………………………………………………………………1

4符号…………………………………………………………………………………………………4

5家用太阳热水系统分类与命名……………………………………………………………………4

6技术要求……………………………………………………………………………………………5

技术要求内容……………………………………………………………………………………5

总体要求………………………………………………………………………………………6

热性能…………………………………………………………………………………………6

水质……………………………………………………………………………………………6

耐压……………………………………………………………………………………………6

过热保护………………………………………………………………………………………6

电气安全………………………………………………………………………………………6

外观……………………………………………………………………………………………6

空晒……………………………………………………………………………………………7

外热冲击………………………………………………………………………………………7

淋雨……………………………………………………………………………………………7

内热冲击（选用）……………………………………………………………………………7

防倒流（选用）………………………………………………………………………………7

耐冻（选用）……………………………………………………………………………………7

耐撞击（选用）…………………………………………………………………………………7

部件………………………………………………………………………………………………7

真空太阳集热管………………………………………………………………………………7

太阳集热管……………………………………………………………………………………7

支架……………………………………………………………………………………………7

管路……………………………………………………………………………………………7

循环泵…………………………………………………………………………………………8

换热器…………………………………………………………………………………………8

贮热水箱………………………………………………………………………………………8

控制器…………………………………………………………………………………………8

安全装置…………………………………………………………………………………………8

安全泄压阀……………………………………………………………………………………8

安全泄压阀和膨胀箱的连接管………………………………………………………………8

排空水管………………………………………………………………………………………8

抗外部影响………………………………………………………………………………………8

耐候性…………………………………………………………………………………………8

抗风性…………………………………………………………………………………………8

雷电保护………………………………………………………………………………………9

7试验方法……………………………………………………………………………………………9

热性能试验………………………………………………………………………………………9

水质检查…………………………………………………………………………………………9

耐压试验…………………………………………………………………………………………9

过热保护试验…………………………………………………………………………………10

电气安全………………………………………………………………………………………10

外观检查………………………………………………………………………………………10

支架强度和刚度试验…………………………………………………………………………10

贮热水箱检查…………………………………………………………………………………10

安全装置检查…………………………………………………………………………………10

雷电保护装置…………………………………………………………………………………11

空晒试验………………………………………………………………………………………11

外热冲击试验…………………………………………………………………………………11

淋雨试验………………………………………………………………………………………12

内热冲击试验（选用）…………………………………………………………………………13

防倒流检查（选用）……………………………………………………………………………13

耐冻试验（选用）………………………………………………………………………………14

耐撞击试验（选用）……………………………………………………………………………14

8文件编制…………………………………………………………………………………………15

9检验规则…………………………………………………………………………………………16

10标志、包装、运输、贮存………………………………………………………………………17

前言

本标准的制定参考了国际ISO9806-2：

1995《太阳集热器试验方法第2部分：

质量检验方法》和欧洲标准EN12976-1：

2000《太阳能热利用系统和部件——工厂制造的系统第1部分：

总体要求》及EN12976-1：

2000《太阳能热利用系统和部件——工厂制造的系统第2部分：

试验方法》。

本标准由国家经济贸易委员会、科学技术部提出。

本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源和可再生能源分技术委员会归口。

本标准由清华大学、北京市太阳能研究所、首都师范大学、中国标准研究中心、北京清华阳光能源开发有限责任公司、云南师范大学、北京桑普阳光技术有限公司、中国建筑科学研究院、昆明新元阳光科技有限公司负责起草。

本标准主要起草人：

殷志强、何梓年、陆维德、李申生、贾铁鹰、吴锦发、谌学先、陶桢、郑瑞澄、朱培世。

家用太阳热水系统技术条件

1范围

本标准规定了家用太阳热水系统的定义、分类与命名、技术要求、试验方法、文件编制、检验规则、以及标志、包装、运输、贮存等技术条件。

本标准适用于贮热水箱容积在以下的家用太阳热水系统。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T191包装储运图示标志（GB191-2000，eqvISO780:

1997）

GB/T4271平板型太阳集热器热性能试验方法

GB/T4272设备及管道保温技术通则

家用和类似用途电器的安全第一部分：

通用要求（;idtIEC335-1：

1976）

家用和类似用途电器的安全贮水式电热水器的特殊要求（，idtIEC335-2-21：

1989）

GB/T6424平板型太阳集热器技术条件

GB/T8175设备及管道保温设计导则

GB/T8877家用电器的安装、使用、检修安全要求

GB/太阳能热利用术语第一部分

GB/太阳能热利用术语第二部分

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/家用和类似用途电自动控制器第1部分：

通用要求（GB/，idtIEC730-1：

1993）

GB/T15513太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法

GB/T17049全玻璃真空太阳集热管

GB/T17581真空管太阳集热器

GB/T18708家用太阳热水系统热性能试验方法

GB50057建筑物防雷设计规范

JT225汽车发动机冷却液安全使用技术条件

NY/T513家用太阳热水器电辅助热源

NY/T514家用太阳热水器储水箱

ISO9488：

1999太阳能词汇

3术语和定义

GB/、GB/、GB/T18708和ISO9488：

1999确立的以及下列术语和定义租用于本标准。

家用太阳热水系统domesticsolarwaterheatingsystem

由太阳集热器、贮热水箱、管道及控制器等组成，亦称家用太阳热水器，在住宅、小型商业建筑或公共建筑中使用。

家用太阳热水系统的贮热水箱storagetankofdomesticsolarwaterheatingsystem

贮热水箱中的水在额定压力下，温度不超过沸点,以显热储存热能的热水。

轮廓采光面积contouraperturearea

太阳光投影到集热器的最大有效面积。

贮热水箱容水量watervolumeofstoragetank

起始温度时，贮热水箱中的水量。

单位面积日有用得热量dailyusefulenergypercontourapertureareaofdomesticsolarwaterheatingsystem

一定日太阳辐照量下，贮热水箱内的水温不低于规定值时，单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日得热量。

平均热损因数averageheatlossfactorofdomesticsolarwaterheatingsystem

在无太阳辐照条件下的一段时间内，单位时间内、单位水体积太阳热水系统贮水温度与环境温度之间单位温差的平均热量损失。

n——集热管数目；

S——相邻太阳集热管的中心距；

G——相邻曲面的间隙；

D——太阳集热管罩玻璃管直径。

4符号

Ac轮廓采光面积，单位为平方米（㎡）

Cpw水的比热容，单位为焦耳每千克摄氏度J/（㎏·℃）

H集热器采光面积上日太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/㎡）

Q家用太阳热水系统单位轮廓采光面积日有用得热量，单位为兆焦每平方米（MJ/㎡）

Qs贮热水箱中水体积VS内所含的集热量，单位为兆焦（MJ）

Ta环境空气温度，单位为摄氏度（℃）

Tad集热试验期间日平均环境温度，单位为摄氏度（℃）

Tas贮热水箱的环境空气温度，单位为摄氏度（℃）

Tb集热试验开始时贮热水箱内的水温，单位为摄氏度（℃）

Te集热试验结束时贮热水箱内的水温，单位为摄氏度（℃）

Ti热损试验中贮热水箱内的初始水度，单位为摄氏度（℃）

Tf热损试验中贮热水箱内的最终水温，单位为摄氏度（℃）

V环境空气的流动速率，单位为米每秒（M/S）

Usl家用太阳热水系统的平均热损失因数，单位为瓦每立方米开尔文W/（m3·K）

Vs贮热水箱中流体容积，单位为立方米（m3）

△τ时间间隔，单位为秒（S）

ρw水的密度，单位为千克每立方米（㎏/m3）

下标

（av）参数平均值

5家用太阳热水系统分类与命名

分类

家用太阳热水系统分类按GB/T18708中的“系统分类”。

产品命名

命名内容

家用太阳热水系统产品命名由如下5部分组成，部分之间用“—”隔开：

第一部分—第二部分—第三部分—第四部分—第五部分

表示水箱标称水量/标称采光面积/额定压力

表示传热类型

表示系统类型

表示连接类型

表示集热器部件类型

命名标记

命名标记应符合表1。

表1命名标记含义

第一部分

第二部分

第三部分

第四部分

第五部分

P：

平板

Q：

全玻璃真空管

B：

玻璃-金属真空管

M：

闷晒

B：

水在玻璃管内

J：

水在金属管内

R：

热管

J：

紧凑

F：

分离

M：

闷晒

1：

直接

2：

间接

贮热水箱标称水量/

标称采光面积/

额定压力，L/㎡/MPa

命名示例

以全玻璃真空管太阳家用热水系统为例：

Q—B—J—1—150/

150L/㎡/Mpa

直接式

紧凑式

水在玻璃管

全玻璃真空管太阳集热器

6技术要求

技术要求内容

家用太阳热水系统技术要求应符合表2的规定

表2家用太阳热水系统技术要求

试验项目

技术要求

试验方法

热性能a

试验结束时贮水温度≥45℃

日有用得热量（紧凑式与闷晒式）≥㎡

日有用得热量（分离式与间接式）≥㎡

平均热损因数（紧凑式与闷晒式）≤22W/m3·K

平均热损因数（闷晒式）≤90W/m3·K

水质

应无铁锈、异味或其他有碍人体健康的物质

耐压

应无渗漏

过热保护

系统应能回到正常的运行状态

电气安全

应有电气安全措施

外观

肉眼判定

支架强度与刚度

足够强度和足够刚度

贮热水箱

结构合理

安全装置

应有安全措施

雷电保护

应置于避雷保护系统范围中

空晒b

不允许有破损或老化

外热冲击b

不允许有裂纹、变形、水凝结或浸水

淋雨b

不允许有雨水浸入

内热冲击（选用）c

不允许损坏

防倒流（选用）

不允许

试验项目

技术要求

试验方法

耐冻（选用）

不允许有泄漏和破损，部件与工质不允许有冻结

耐撞击（选用）

不允许损坏

a按GB/T18708进行家用太阳热水系统热性能的一天试验，作为首选的家用太阳热水系统判定，合格后方可做全面检测。

b试验集热部件与贮热水箱不可以分开的家用太阳热水系统。

c选用：

在必要时进行试验。

总体要求

热性能

紧凑式与分离式家用太阳热水系统的热性能应符合下列要求：

a）当日太阳辐照量为17MJ/㎡，贮热水箱内集热结束时水的温度≥45℃，紧凑式太阳热水系统单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日有用得热量≥㎡；分离式与间接式太阳热水系统，日有用得热量≥㎡。

b）家用太阳热水系统的平均热损因数≤22W/（m3·K）。

闷晒式太阳热水系统热性能应符合下列要求:

a）当日太阳辐照量为17MJ/㎡，贮热水箱内集热结束时水的温度≥45℃，单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日有用得热量≥㎡。

b）家用太阳热水系统的平均热损因数≤90W/（m3·K）。

6.2.1.3在符合或要求后，宜进行GB/T18708家用太阳热水系统热性能试验。

6.2.2水质

家用太阳热水系统提供的热水应无铁锈、异味或其他有碍人体健康的物质。

6.2.3耐压

6.2.3.1家用太阳热水系统应符合JB4732的要求,能承受倍额定压力的试验压力。

6.2.3.2在按本标准规定的方法进行耐压试验时,家用太阳热水系统各部件及各连接处应无明显的永久变形或渗漏水。

6.2.3.3封闭式的家用太阳热水系统应能承受非正常情况下产生的负压。

6.2.4过热保护

家用太阳热水系统在高太阳辐照且无大热量消耗的条件下应能正常运行。

家用太阳热水系统在通过某个部件来排放一定量蒸汽或热水作为过热保护时,不应由于排放蒸汽或热水而对住户构成危险。

在太阳热水系统的过热保护依赖于电控或冷水等措施,则应在家用太阳热水系统产品使用说明书上标注清楚。

太阳热水系统按本标准的规定试验,应无蒸汽从任何阀门及连接处排放出来。

对于向用户提供热水温度超过60℃的太阳热水系统,应在使用说明书中提示用户防止烫伤。

电气安全

家用太阳热水系统如包含有电器设备,则电气安全应符合、和GB8877和NY/T513行标规定的要求。

6.2.5.2家用太阳热水系统所使用的电器设备应有漏电保护、接地与断电等安全措施。

外观

太阳集热部件的透明盖板应无裂损；全玻璃真空太阳集热管的罩玻璃管按GB/T17049要求；吸热体涂层颜色应均匀，不起皮、无龟裂和剥落。

6.2.6.2家用太阳热水系统的贮热水箱外部应表面平整,无划痕、污痕和其他缺陷。

6.2.6.3标称采光面积与实际轮廓采光面积的偏差≤3%。

空晒

平板太阳集热器/部件组成的家用太阳热水系统应符合GB/T6424的要求。

6.2.7.2真空管太阳集热器/部件组成的家用太阳热水系统应符合GB/T17581的要求。

外热冲击

做两次外热冲击试验,家用太阳热水系统不允许有裂纹、变形、水凝结或浸水。

淋雨

不允许有雨水浸入家用太阳热水系统的集热器/部件、水箱及其通气口和排水口等。

内热冲击（选用）

做一次内热冲击,没有损坏。

防倒流（选用）

对于自然循环系统，为了促进热虹吸循环及防止夜间倒流散热，家用太阳热水系统的贮热水箱底部应高于集热器顶部。

对于强迫循环系统，为了防止任何回路的倒流引起系统热损增加，家用太阳热水系统应包含允许家用太阳热水系统有泄漏、破损、变形和毁坏。

耐冻（选用）

家用太阳热水系统的贮热水箱内水温（45±1）℃应在冷冻段（-20±2）℃维持至少8H。

不允许家用太阳热水系统有泄漏和破损；热水器/系统上的放气阀、溢流管不允许有冻结。

家用太阳热水系统的贮热水箱内水温（10±1）℃应在冷冻段（-20±2）℃维持至少8H。

不允许家用太阳热水系统有泄漏、破损、变形和毁坏。

耐撞击（选用）

家用太阳热水系统的集热部件耐从高处落下的150g钢球撞击而无破损。

部件

真空太阳集热管

全玻璃真空太阳集热管应符合GB/T17049的要求。

对于太阳集热器可以分开进行试验的太阳热水系统，如平板太阳集热器应符合GB/T6424与GB/T17581的要求及规定的各项试验，平板太阳集热器的热性能应按GB/T4271规定的方法进行试验。

对于太阳集热器可以分开进行试验的太阳热水系统，如真空管太阳集热器应符合GB/T17581的要求及规定的各项试验。

对于集热部件与贮热水箱不可分开进行试验的太阳热水系统，应符合本标准的各项要求及规定的各项试验。

支架

家用太阳热水系统支架应具有足够的强度，并能符合本标准规定的试验。

6.3.3.2家用太阳热水系统支架应具有足够的刚度，并能符合本标准规定的试验。

6.3.4管路

6.3.4.1家用太阳热水系统设计应保证管路中不会因出现结渣或沉积而严重影响系统的性能。

6.3.4.2对于自然循环系统，为了减少流动阻力，连接管路宜短，不用或少用直角弯头；为了防止气阻，上循环管沿水流方向应有向上的坡度，下循环管沿水流方向应有向下的坡度。

6.3.4.3管路的直径与连接件宜采用标准件，应符合GB/T15513的要求。

6.3.4.4管路保温层应具有合理的厚度，管路的保温制作应符合GB/T4272规定的要求。

6.3.5循环泵

循环泵应与传热工质有很好的相容性。

6.3.5.2泵的安装应按制造厂家的要求进行，并做好接地保护。

换热器

换热器应与传热工质有很好的相容性，不会对用水产生污染。

家用太阳热水系统若用在水硬度高且水温高于60℃的地区，则换热器设计应考虑结垢或清洗问题。

贮热水箱

贮热水箱的容水量应与家用太阳集热器/部件的轮廓采光面积及使用地方的太阳辐射与气象条件相适应。

在贮热水箱的适当位置应设有排污口。

对于敞开和开口的太阳热水系统，在贮热水箱的适当位置应设有溢流口。

贮热水箱的保温设计应按GB/T8175的规定进行，保温制作应符合GB/T4272规定的要求。

6.3.7.5其他应符合NY/T514的要求。

6.3.8控制器

在有控制器时，控制器应符合GB/规定的要求。

6.3.8.2集热器的温度传感器应能承受空晒的温度，精度为±2℃。

6.3.8.3贮热水箱的温度传感器应能承受100℃的温度，精度为±1℃。

6.3.8.4温度传感器的位置及安装应保证和被测温度的部分有良好的热接触。

安全装置

安全泄压阀

封闭式家用太阳热水系统中应安装安全泄压阀。

6.4.1.2安全泄压阀应能耐受传热工质。

6.4.1.3安全泄压阀的尺寸应能释放最大热水流量或可能出现的最大蒸汽流量。

安全泄压阀和膨胀箱的连接管

安全泄压阀与系统安装了连接管道，该管道应不能关闭。

如果家用太阳热水系统安装了安全泄压阀和膨胀箱的连接管，则安全泄压阀和膨胀箱的连接管的尺寸应能保证，即使对于最大热水流量或可能出现的最大蒸汽流最，集热器回路中任何地方的压力都不会因这些管路的压降而超过最大允许压力值。

6.4.2.3安全泄压阀的出口应适当布置，保证从安全泄压阀喷出的蒸汽或传热工质不会对人或周围环境造成任何危险。

6.4.2.4安全泄压阀和膨胀箱的连接与管道铺设，应避免沉积任何污物、水垢或类似的杂质。

排空水管

如果家用太阳热光学系统安装了排空水管，则排空水管的铺设应保证管路不会冻结，并不会在管路中积水。

抗外部影响

耐候性

家用太阳热水系统暴露在室外的各部件应有良好的耐候性，它们的设计、制造和安装都应耐受使用地点的最高环境温度和最低环境温度。

抗风性

家用太阳热水系统安装在室外的部分应有可靠的抗风措施。

雷电保护

家用太阳热水系统如不处于建筑物上避雷系统的保护中，应按GB50057的规定增设避雷措施。

7试验方法

热性能试验

贮热水箱内集热结束时的水温te和单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日有用得热量q。

试验方法：

按GB/T18708的方法进行试验。

试验条件：

应至少包括1整天满足以下条件的试验：

a）日太阳辐照量H≥17MJ/㎡；

b）集热试验开始时贮热水箱内的水温tb=20℃；

c）集热试验期间日平均环境温度15℃≤tab≤30℃；

d）环境空气的流动速率υ≤4m/s。

试验结果应符合要求。

家用太阳热水系统的平均热损因数USL。

试验方法：

按GB/T18708的方法进行试验。

家用太阳热水系统的平均热损因数的单位为W/（m3·K），应用下列关系式进行计算：

USL==ρWCPWLNti-tas（av）………………………………

（1）

△τtf-tas（av）

其中△τ为降温时间（以s为单位），贮热水箱初始水温ti到最终温度tf的间隔时间。

试验结果应符合要求。

水质检查

将家用太阳热水系统注满符合卫生标准的水后，在日太阳辐照量≥17MJ/㎡的条件下连续放置2天，然后排出热水，检查热水中有无铁锈、异味或其他有碍人体健康的物质。

7.3耐压试验

试验目的

通过家用太阳热水系统注水施压，检验热水系统是否损坏。

试验装置与方法

试验装置见图2。

将家用太阳热水系统内注满水，通过放气阀排尽热水系统内的残留空气，关闭放气阀，由液压系统缓慢增压至试验压力。

维持试验压力，同时检查热水系统有无膨胀、变形、渗漏或破裂。

试验条件

a）环境温度在5℃~30℃；

b）封闭式太阳热水系统的试验压力大小，应在制造商注