《热管式真空太阳集热器》.docx
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《热管式真空太阳集热器》
热管式真空太阳集热器
Heat-pipeevacuatedtubesolarcollector
（试行）
2004-07-14发布2004-08-01实施
目次
前言……………………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1范围……………………………………………………………………………………………………………1
2规范性引用文件………………………………………………………………………………………………1
3术语和定义……………………………………………………………………………………………………1
4分类与标记…………………………………………………………………………………………………3
4.1产品分类…………………………………………………………………………………………………3
4.2产品标记…………………………………………………………………………………………………4
5技术要求……………………………………………………………………………………………………5
5.1材料………………………………………………………………………………………………………5
5.2尺寸偏差…………………………………………………………………………………………………6
5.3防腐与防水………………………………………………………………………………………………6
5.4外观质量…………………………………………………………………………………………………7
5.5集热器性能要求…………………………………………………………………………………………7
6试验方法……………………………………………………………………………………………………7
6.1材料验收…………………………………………………………………………………………………7
6.2尺寸偏差检查……………………………………………………………………………………………8
6.3防腐防水检查……………………………………………………………………………………………8
6.4外观质量检查……………………………………………………………………………………………8
6.5管排组件焊接检漏………………………………………………………………………………………8
6.6管排组件启动性能检验…………………………………………………………………………………9
6.7管排组件传热性能检验…………………………………………………………………………………9
6.8联集管耐压试验…………………………………………………………………………………………9
6.9集热器热性能试验………………………………………………………………………………………9
6.10集热器空晒试验…………………………………………………………………………………………9
6.11集热器强度试验…………………………………………………………………………………………9
6.12集热器刚度试验…………………………………………………………………………………………9
7检验规则……………………………………………………………………………………………………10
7.1检验项目…………………………………………………………………………………………………10
7.2检验分类…………………………………………………………………………………………………10
7.3抽样方案…………………………………………………………………………………………………11
7.4判定规则…………………………………………………………………………………………………11
8标志、包装、安装说明书、运输、贮存…………………………………………………………………11
8.1标志………………………………………………………………………………………………………11
2.2包装………………………………………………………………………………………………………11
8.3安装使用说明……………………………………………………………………………………………12
8.4运输………………………………………………………………………………………………………12
8.5贮存………………………………………………………………………………………………………12
前言
1范围
本标准规定了热管式真空太阳集热器的定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、安装使用说明、运输和贮存。
本标准适用于利用太阳辐射加热，以热管式真空太阳集热管为集热、导热媒体的热管式真空太阳集热器。
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/T3190变形铝及铝合金化学成分
GB17791空调与制冷用无缝铜管
GB/T11253碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带
GB/T3094冷拔异型方型钢管
GB/T6723冷弯等边角钢
GB/T1804一般公差、未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T17049全玻璃真空太阳集热管
GB/T17581真空管太阳集热器
GB5237喷塑标准
GB/T12467焊接质量保证一般原则
GB/T12468焊接质量保证对企业要求
GB/T13384机电产品包装通用技术条件
GB/T15513太阳热水吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法
GB191包装储运图示标志
Q/DLSD.J.002太阳能热水器用无机传热元件
3术语和定义
3.1热管式真空太阳集热器heat-pipeevacuatedtubesolarcollector
利用全玻璃真空管集热、以无机传热元件为传热媒体的过水型太阳集热器，简称集热器。
3.2热管式真空太阳集热管heat-pipeevacuatedtubesolarcollectduct
利用真空绝热并通过铝翼导热、无机传热元件传热的管状太阳能集热元件，简称集热管。
3.3联集管manifold
联接热管式真空太阳集热管，兼作无机传热元件冷段，并构成传热工质通道的部件。
3.4热管式真空太阳集热器的采光面积apertureareaofanheat-pipeevacuatedtubesolarcollector
集热器采光口或上方允许太阳辐射进入或透射的平面（采光平面）上，有效吸热体的最大投影面积，单位为m2。
对于无反射器的热管式真空太阳集热器，其计算公式为：
Aa=NLaD
式中：
Aa__采光面积，m2；
N__集热管数量，支；
D__集热管外径，m；
La__在采光面上，有集热涂层的集热管的有效长度,m。
对于有反射器的热管式真空太阳集热器，其计算公式与3.6条规定的热管式真空太阳集热器的采光口面积相等。
3.5热管式真空太阳集热器的总面积grossareaofaheat-pipeevacuatedtubesolarcollector
集热器上方包括首箱和尾箱，允许太阳辐射进入或透射的最大总投影面积。
单位为m2。
其计算公式为：
AG=LW
式中：
AG__总面积，m2；
L__包括首箱和尾箱的集热器长度，m；
W__集热器宽度（不包含伸出首箱的联集管长度），m。
3.6热管式真空太阳集热器的采光口面积apertureareaofanheat-pipeevacuatedtubesolarcollector
集热器上方，不被首箱、尾箱及密封圈遮挡的集热管长度内，允许太阳辐射进入或透射的最大投影面积。
单位为m2。
其计算公式为：
AC=NLCP
式中：
AC__采光口面积，m2；
N__集热管数量，支；
P__集热管节距，m；
Lc__在采光面上，不被首箱、尾箱及密封圈遮挡的集热管长度，m。
3.7热管式真空管太阳集热器的空晒温度stagnationtemperatureofaheat-pipeevacuatedtubesolarcollector
集热器联箱管一端敞开作为排气，另一端用堵头密封，在规定的太阳辐照度下，集热器达到准稳态状态时，集热器联箱管内空气达到的温度。
3.8试验周期testperiod
对每一个测定的效率点，维持准稳态的时间范围。
3.9反射器reflector
安装在热管式真空太阳集热器下方，用来将入射的太阳辐射反射到真空太阳集热管上的部件。
4分类与标记
4.1产品分类
4.1.1结构形式
热管式真空太阳集热器主要由热管式真空太阳集热管、首箱组件、尾箱组件和框架组件组合而成，基本结构形式和主要部件名称见图1。
其中热管式真空太阳集热管是接受太阳辐射热并进行热量传递的重要部件，由真空玻璃管、铝翼和无机传热元件构成，其结构和零部件名称如图1所示。
12
1-联集管；7-尾箱；
2-首箱密封圈；8-尾箱密封圈；
3-首箱箱体；9-绝热材料；
4-玻璃管密封圈；10-无机传热元件；
5-反射器；11-铝翼；
6-真空玻璃管；12-框架。
图1热管式真空太阳集热器结构图
4.1.2产品规格
热管式真空太阳集热器以真空集热管的长度和数量匹配成各种不同的采光面积和外型结构，产品以800、1200、1800、2200四种公称长度的全玻璃真空太阳集热管装配成的真空集热管为基准暂分为四个系列，每个系列又以真空集热管装配数量的多少划分为多个规格。
具体产品规格尺寸详见表1《无反射器热管式真空太阳集热器结构规格》、表2《有反射器热管式真空太阳集热器结构参数》。
表1无反射器热管式真空太阳集热器结构规格
型号
真空管规格
外形尺寸（mm）
集热管数量（支）
管节距（mm）
面积（m2）
进出口外径
尺寸
（mm）
推荐水箱容积
（升）
长（L）
宽（W）
吸热体
采光面
总面积
RG-WF-0.75/18-08
φ58×800
960
1375
18
75
0.75
0.96
1.32
φ25
80
RG-WF-0.84/20-08
φ58×800
960
1525
20
75
0.84
1.07
1.46
φ25
80
RG-WF-1.00/24-08
φ58×800
960
1825
24
75
1.00
1.29
1.75
φ25
100
RG-WF-1.17/28-08
φ58×800
960
2125
28
75
1.17
1.52
2.04
φ25
120
RG-WF-0.84/13-12
φ58×1200
1360
1000
13
75
0.84
1.04
1.36
φ25
80
RG-WF-1.04/16-12
φ58×1200
1360
1225
16
75
1.04
1.29
1.67
φ25
100
RG-WF-1.17/18-12
φ58×1200
1360
1375
18
75
1.17
1.47
1.87
φ25
120
RG-WF-1.30/20-12
φ58×1200
1360
1525
20
75
1.30
1.64
2.07
φ25
120
RG-WF-1.56/24-12
φ58×1200
1360
1825
24
75
1.56
1.98
2.48
φ25
160
RG-WF-1.00/10-18
φ58×1800
1960
775
10
75
1.00
1.18
1.52
φ25
100
RG-WF-1.30/13-18
φ58×1800
1960
1000
13
75
1.30
1.58
1.96
φ25
120
RG-WF-1.60/16-18
φ58×1800
1960
1225
16
75
1.60
1.97
2.40
φ25
160
RG-WF-2.00/20-18
φ58×1800
1960
1525
20
75
2.00
2.49
2.99
φ25
200
RG-WF-1.23/10-22
φ58×2200
2360
775
10
75
1.23
1.45
1.83
φ25
120
RG-WF-1.60/13-22
φ58×2200
2360
1000
13
75
1.60
1.94
2.36
φ25
160
RG-WF-1.97/16-22
φ58×2200
2360
1225
16
75
1.97
2.42
2.89
φ25
200
RG-WF-2.46/20-22
φ58×2200
2360
1525
20
75
2.46
3.06
3.60
φ25
250
表2有反射器热管式真空太阳集热器结构规格
型号
真空管规格
外形尺寸（mm）
集热管数量（支）
管节距（mm）
面积（m2）
进出口外径
尺寸
（mm）
推荐水箱容积
（升）
长（L）
宽（W）
吸热体
采光面
总面积
RG-YF-0.96/18-08
φ58×800
960
1375
18
75
0.96
0.96
1.32
φ25
90
RG-YF-1.07/20-08
φ58×800
960
1525
20
75
1.07
1.07
1.46
φ25
90
RG-YF-1.29/24-08
φ58×800
960
1825
24
75
1.29
1.29
1.75
φ25
110
RG-YF-1.52/28-08
φ58×800
960
2125
28
75
1.52
1.52
2.04
φ25
130
RG-YF-1.04/13-12
φ58×1200
1360
1000
13
75
1.04
1.04
1.36
φ25
90
RG-YF-1.29/16-12
φ58×1200
1360
1225
16
75
1.29
1.29
1.67
φ25
110
RG-YF-1.47/18-12
φ58×1200
1360
1375
18
75
1.47
1.47
1.87
φ25
130
RG-YF-1.64/20-12
φ58×1200
1360
1525
20
75
1.64
1.64
2.07
φ25
130
RG-YF-1.98/24-12
φ58×1200
1360
1825
24
75
1.98
1.98
2.48
φ25
180
RG-YF-1.18/10-18
φ58×1800
1960
775
10
75
1.18
1.18
1.52
φ25
110
RG-YF-1.58/13-18
φ58×1800
1960
1000
13
75
1.58
1.58
1.96
φ25
130
RG-YF-1.97/16-18
φ58×1800
1960
1225
16
75
1.97
1.97
2.40
φ25
180
RG-YF-2.49/20-18
φ58×1800
1960
1525
20
75
2.49
2.49
2.99
φ25
220
RG-YF-1.45/10-22
φ58×2200
2660
1000
10
75
1.45
1.45
1.83
φ25
130
RG-YF-1.94/13-22
φ58×2200
2660
1225
13
75
1.94
1.94
2.36
φ25
180
RG-YF-2.42/16-22
φ58×2200
2660
1525
16
75
2.42
2.42
2.89
φ25
220
RG-YF-3.06/20-22
φ58×2200
2660
1825
20
75
3.06
3.06
3.60
φ25
280
注：
1升=10-3立方米
4.2产品型号标记
4.2.1标记说明
热管式真空太阳集热器产品的型号标记由五部分组成，各部分用大写汉语拼音字母和阿拉伯数字（以下简称数字）表示，数字之间用短横线或斜线相连，其型号表示方法规定如下：
RG–XX-XX/XX-XX
真空玻璃管公称长度:
用数字表示；
真空集热器所安装真空集热管的数量：
用数字表示；
采光面积：
用数字表示；
有无反射器：
分别用WF和YF表示无反射器和有反射器；
热管式真空太阳集热器代号：
RG
注：
1.按GB/T17049标准规定，真空玻璃管公称长度值以dm为单位，不保留小数，位数不足两位时，前面用0补齐。
2.采光面积以m2为单位的采光面积值，用阿拉伯数字表示，保留两位小数。
4.2.2标记示例
RG–WF-1.60/16-18表示真空玻璃管公称长度18dm，真空集热管数量16支，采光面积1.60m2，无反射器的热管式真空太阳集热器。
RG–YF-1.00/10-18表示真空玻璃管公称长度18dm，真空集热管数量10支，采光面积1.00m2，有反射器的热管式真空太阳集热器。
5技术要求
5.1材料
5.1.1全玻璃真空太阳集热管
5.1.1.1全玻璃真空太阳集热管除符合本标准规定外，还应符合GB/T17049标准规定。
5.1.1.2玻璃管太阳投射比τ≥0.89（AM1.5）。
5.1.1.3太阳选择性吸收涂层太阳吸收比α≥0.91（AM1.5）。
5.1.1.4太阳选择性吸收涂层半球发射比εh≤0.07（（80±5）℃）。
5.1.1.5全玻璃真空太阳集热管的平均热损系数ULT≤0.8W/（m2℃）。
5.1.1.6全玻璃真空太阳集热管的尺寸及尺寸公差应符合下述要求：
5.1.1.6.1罩玻璃管外径φ（58±1）mm，壁厚（1.6±0.2）mm；
5.1.1.6.2内玻璃管外径φ（47±1）mm，壁厚（1.6±0.2）mm；
5.1.1.6.3全玻璃真空太阳集热管的公称长度是从环状开口端至玻璃管直径φ15mm处的距离，其长度偏差应不大于公称长度尺寸L的±0.4%，且不大于±6mm。
5.1.1.6.4全玻璃真空太阳集热管的封离长度是从玻璃管直径φ15mm处至封口顶端的距离，其长度应不大于13mm。
5.1.1.6.5全玻璃真空太阳集热管的弯曲度不大于长度的0.3%，且不大于3mm。
5.1.1.6.6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长度应不大于全玻璃真空太阳集热管公称长度的1.5%，且不大于25mm。
5.1.2管材
5.1.2.1热管、联集管材料为TP2，状态为Y2，管材碧厚不小于1.5mm，且应符合GB/T17791标准的规定。
套管的材质和状态同热管、联集管，并参照GB/T17791标准的规定。
5.1.2.2材料的交货状态为半硬态，室温抗拉强度为270MPa～325MPa。
5.1.2.3管材内表面残留污物不应超过0.038g/m2。
5.1.2.4管材应按GB/T17791标准第5.5.1条要求进行扩口试验。
5.1.2.5管材采用直管供货，其弯曲度应符合GB/T17791标准第5.3.5条要求，且每100mm长度不应大于0.1mm。
5.1.3板材
5.1.3.1碳钢板材应符合GB/T11253标准要求。
5.1.3.2铝翼选用防锈铝板，材质应符合GB/T3880标准规定的3A21材质，其交货状态为H24。
5.1.3.3反射板选用氧化轧花铝板。
5.1.4型材
框架组件由型钢制造，型钢类型为方钢和/或角钢，材料牌号为Q235-A，可以选择热轧、冷弯或自制，内外表面应无皱折、锈迹、腐蚀斑点和明显变形等。
5.1.5绝热材料
选择防水型泡沫石棉制品，耐热温度不低于300℃，常温导热系数不大于0.04W/mK，吸潮率≤2%。
5.1.6玻璃管密封圈和联集管密封圈
材料选择硅胶，质量应符合GB/T15513的规定指标。
5.2尺寸偏差
5.2.1加工完成的铝翼应保证外壳半径不大于22.5mm，长度L见设计图样，公差尺寸应满足GB/T1804-C级要求。
5.2.2注料后的夹封宽度应不超过热管外径，管排其它尺寸偏差应符合图样要求。
5.2.3首箱组件、尾箱组件及框架组件在焊接组装前应对各个部件进行尺寸预检，各部件公差不超过GB/T1804-C级要求，集热器整机装配后应保证整机尺寸偏差以及两条对角线长度之差应符合图样要求。
5.2.4框架用型钢尺寸偏差和边凹凸度参照GB/T3094中普通级标准要求。
5.3防腐与防水
5.3.1首箱组件、尾箱组件及框架组件加工完毕应对各表面按GB5237进行喷塑防腐处理，颜色为黑色或所定颜色。
5.3.2首箱主箱体与底板组装拉铆时，应预先涂抹防水玻璃胶。
5.4外观质量
5.4.1真空玻璃管不得有破碎和明显划痕。
5.4.2铜管管材内外表面应清洁、光亮，不应存在影响使用的划痕、褶皱、凹陷、裂纹、油渍等有害缺陷。
5.4.3首箱组件、尾箱组件及框架组件表面按GB5237进行喷塑处理，塑层应均匀、光亮、无划痕。
5.4.4集热器所有螺栓均上紧无松动，主体无变形及铰接，玻璃管无破损，安装松紧程度一致，不得有应力产生。
5.4.5铝翼表面应平整，不得有褶皱、凹陷、开裂等缺陷，两端不得有毛刺。
装配在真空管内与真空管内表面的接触面应不小于60%。
5.5集热器性能要求
热管式真空太阳集热器应遵循GB/T17581真空管太阳集热器的技术要求，符合表3的规定。
表3.热管式真空太阳集热器技术要求
序号
试验项目
技术要求
试验方法
1
管排组件焊接检漏
0.6MPa气密试验，不渗漏为合格
6.5条
2
管排组件启动性能
环境温度+10℃
6.6条
3
管排组件传热性能
尾部有效段温度≥78℃
6.7条
4
联集管耐压
1.5MPa水压不变形、破裂
6.8条
5
集热器热性能
1）无反射器的产品瞬时效率截距应不低于0.70
2）有反射器的产品瞬时效率截距应不低于0.60
3）总热损系数应不大于2.5W/（m2K）
6.9条
6
集热器空晒
应无开裂、破损和显著变形
6.10条
7
集热器强度
应无损坏和明显变形
6.11条
8
集热器刚度
应无损坏和明显变形
6.12条
6试验方法
6.1材料验收
6.1.1全玻璃真空集热管通过目测、手模等方式，按GB/T17049标准检验。
6.1.2铜管材料产品规格质量及清洁度指标应符合GB/T1779
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