EN12975中文版1.docx
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EN12975中文版1
太阳能热水器系统与组成部件---太阳能集热器--第二部分：
测试方法
前言
该英国标准是EN12975-2:
2006的官方英语版。
其取代了不尽完善的BSEN12975-2:
2001。
UK参与了这个测试的准备，并委托成为RHE/25、太阳能热水器技术鉴定委员会，其职责如下：
---帮助咨询者理解本测试
---负责口头解答国际或欧洲委员会咨询的任何问题，提出改进的建议，以及保证UK各方面的利益。
---监控国际和欧洲方面相关的进展，并在UK发表公布。
RHE/25、太阳能热水器BSI委员会应该让使用者了解到太阳能集热器是利用含有硅树脂橡胶的吸收层来使液体限制在一个面积区域里。
吸收层的有机材料应该根据规定进行测试。
这个委员会成员名单可以通过向其秘书申请得到。
参考资料
在这个英国标准中所涉及的国际的或欧洲的刊物可以在“国际标准对应引索”下的BSI目录中查到，或者利用搜索工具和在线搜索BSI电子目录或英国标准。
该刊物并不包括一个合同所有必需的事项。
使用者有责任按照正确的申请格式。
遵守英国标准并不代表在法律上可以免责。
页码摘要
该文件包括一个外封面、一个里封面、EN标题目录页、页码2至页码55和一个后封面。
BSI版权会在该文件中注明该文件的最后出版日期。
出版后修订公布
修订序号
日期
修订内容
太阳能热水器系统与组成部件---太阳能集热器--第二部分：
测试方法
这一欧洲标准于2006年2月6日被CEN认可。
CEN成员都应该遵循CEN/CENELEC内部规范，该规范规定了获得此欧洲标准的条件，此身份在国内标准将不会作任何改动。
关于该标准的最新目录或参考目录可以向秘书处或CEN任何一位成员申请获取。
这一欧洲标准现在有三种官方版本（英语、法语和德语）。
任何一种语言的版本由CEN成员的监督下翻译成自己国家的语言，然后通报给秘书处并获得与官方版本同等效力的认可版本。
CEN成员是国民标准的主体，其成员国包括：
奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡公国、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士以及英国。
前言
这一欧洲标准（EN12975-2:
2006）已经由CEN/TC312技术委员会制定出来“太阳能热水器系统与组成部件”，秘书处由ELOT成立。
这一欧洲标准应该在国民标准中确定其地位，最迟在2006年9月发表公布其文件内容或背书。
最迟在2006年12月，任何与之有矛盾冲突的国民标准都将被撤消。
这一欧洲标准取代了EN12975-2:
2001
根据CEN/CENELEC内部规范，参与国民标准的下列国家都必须遵循该欧洲标准：
奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡公国、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士以及英国。
介绍
这一标准规定的测试方法是用来测试太阳能集热器液体加热性能以抵制降解剂的影响。
其明确了测试过程是在非常明确的和可重复测试的条件下进行的。
这一标准还提供了釉面液体加热太阳能集热器的可靠稳态和准动态散热性能的试验方法和计算程序。
其包括两种测试方法，一种是在户外利用自然太阳光、自然风力或模拟风力进行测试；另外一种是在室内利用模拟太阳光和风力进行测试。
这一标准还提供了非釉面液体加热太阳能集热器的测试方法。
非釉面集热器主要适用于游泳池水的加热或其他低温要求的用户。
一般来说，集热器是一起摆放在测试现场，以多种形式用吸热丝带连接在一起。
真正的吸热面积大部分都在10-100平方米之间。
对于非釉太阳能集热器，简单的网状模组是极少采用的。
因此，在测试过程当中，应该要检查实际流态及速度是否在使用中。
这一标准还提供了在天气变化的条件下液体加热太阳能集热器的可靠稳态以及全天候热性能参数的试验方法和计算程序。
其测试方法包括：
在户外全天候在根据静止进水温度，自然光照,自然和/或模拟风的条件下测试集热器全天候性能的重要影响。
入射角度,风速,散射太阳辐射,天空热辐射和热容量都是考虑的因素。
流速不作为考虑因素。
全天候测试的可靠稳态测试方法的提议扩展的一些优势：
---户外测试成本低，适合欧洲气候条件。
---更多品种的集热器可以用同一种方法进行测试。
---同时，对集热器进行更全面的描述。
---集热器模件仍然直接与目前基本标准相协调，以及修订后的事项应用于扩展的测试方法中。
---所有增加的事项都基于经过研究并得到认可的集热器理论。
---在任何时间，全逆向与可靠稳态的比较性可以在测试日期内在符合可靠稳态测试要求的情况下进行评估制定出来。
同一款的测试设备可用于其他多种只存在小小改变的测试，这还可以提高可靠稳态测试的精确度。
现有标准的PC软件可以用来辨别参数。
比如，电子数据表或更先进的统计软件包的MLR可以作选择。
1范围
这一标准的测试方法在EN12975-1中罗列出用于确认太阳能集热器液体加热的耐久性、可靠性、安全性的要求。
这一标准还包括了三种测试太阳能集热器加热液体的热性能的方法。
其并不适合储热部件为集热器其中一部分的集热器测试，因为集热器测试过程中不能将储热部件的测试过程分离开来而变成两个测试过程。
其适合集热器的集散热性能测试，正如在6.3描述的一样（准动态散热性能测试）；其还适合大部分的集热器设计，从固定的非成像集热（比如：
CPCs）到高效集热设计。
在跟踪集热器以及使用日温计计量束辐射的情况下，部分太阳能测量方法应该调整。
根据这一标准，集热器的定制建成（集热器与房顶的完整结合不是工厂生产模件的一部分，其直接在安装地组合安装）无法验证其在实际运作中的耐久性,可靠性和散热性能。
然而，具有相同结构的集热器都要准备被抽检。
模件的总占地面积最少为2m2。
大型号的集热器测试有效期比模件长。
2正规参考资料
下列的参考文件对这一欧洲标准的应用起着重要的作用。
对于数据参考资料，只适用于引证编写；对于未标日期的参考资料，适用于最新编写参考文件（包括所有的修正资料）
EN1991（全部），Eurocode1:
结构的作用
EN12975-1:
2006,太阳能热水器系统与组成部件---太阳能集热器---第一部分：
要求概述
ENISO9488，太阳能能量---词汇表（ISO9488：
1999）
ISO9060，太阳能能量---测量半球太阳光照和太阳直接辐射仪器的规格和分类
3条款与注释
这一标准的条款与注释的目的可以在ENISO9488中查到。
4符号与装置
a1热流失系数
a2温度依赖热流失系数
AA集热器吸收层面积
Aa集热器透光面积
AG集热器总面积
AM光学空气质量
bu集热器效率系数（依赖风力）
b0常数计算入射角改良
b1热流失系数
b2集热器效率系数
c1热流失系数
c2温度依赖热流失系数
c3风速依赖热流失系数
c4上空温度依赖热流失系数
c5有效的热容量
c6风速依赖零热量流失系数
cf热交换特定热容量
C集热器有效的热容量
D数据
El长射线
E倾向于室外表层的长射线
Es长射线
F辐射因素
F’集热器效率因子
G半球太阳辐射
G*全球太阳辐射
G’’净辐射
Gb直太阳辐射（辐射束）
Gd散太阳辐射
LT当地时间
K入射角修正
Kb直太阳辐射的入射角修正
m集热器热量效率
m热交换速率质量
Q集热器有效能量
QL集热器流失的能量
SF安全因素
T时间
ta周围环境与空气的温度
tdp大气温度
te集热器出水口温度
tin集热器进水口温度
tm热交换温度预测
ts周围环境或上空温度
tstg停滞温度
T绝对温度
Ta大气或周边空气的温度
T*m减少温差
Ts大气或当量的辐射温度
U根据T*m预测集热器总热量流失系数
UL集热器总热量流失系数与吸收层温度tm一致
u周边空气流通速度
Vf集热器的液体容量
△P进水口与出水口的压力差
△T时间间隔
a太阳能吸收比
b相对于水平面的平面倾斜度
y方位角
e半球辐射
w太阳能时间角度
入射角
纬度
波长
根据t*m太阳能集热器系数
根据t*m太阳能集热器零流失系数
斯特凡-玻尔兹曼常数
热交换密度
集热器时间常数
透光率
产品透光吸收效率
散太阳辐射的透光吸收效率
在正常入射情况下束太阳辐射的透光吸收效率
入射角O束太阳辐射的透光吸收效率
5集热器的测试可靠性
5.1概述
用来进行资格测试的集热器和序列,详列于下表中（表1）,都应包括在报告中。
一些认证中，集热器的某个部位可能会通过几种方式来改变下，比如在集热器的背部钻孔来安置吸收层的温度感应器。
在这些情况下，要确保对随后的资格测试不会产生任何的损害和影响，比如允许水进入以前隔水集热器中。
-----Page13
表格1–测试清单
二级条款
测试
5.2
内压
5.3
抗高温能力a,b
5.4
爆晒试验,b
5.5
外部热流冲击试验c
5.6
内部热流冲击试验c
5.7
淋雨试验d
5.8
防冻试验e
5.9
负载试验
5.10
抗撞击试验（选择性测试项目）
6.1-6.2-6.3
吸热能力试验f
a对有机板芯而言，抗高温能力试验应作为第一项测试，因它将决定内压测试所需的集热器的停滞温度。
b抗高温能力测试及爆晒试验应在同一块集热器上进行。
c外部及内部的热流冲击试验可与爆晒或抗高温能力测试同时进行。
d淋雨测试仅对玻璃集热器进行。
e防冻测试仅对要求防冻的集热器进行。
f吸热能力测试应在还没有进行过其它测试的集热器上进行。
注意：
关于弹性材料的耐力及可靠性，请参照ISO9809及ISO9553标准。
5.2内部压力测试
5.2.1非有机板芯
5.2.1.1目标
板芯应进行压力测试来评定它在使用过程中所能承受的压力的程度。
-----Page1
5.2.1.2仪器和程序
仪器，如FigureA.1所示，主要由一个水压来源（电动泵或手动泵）、一个安全阀、一个空气放气阀和一个压力量表（不确定性低于5%的标准）组成。
空气放气阀用于加压之前放空板芯内的空气。
非有机板芯应在测试期间在室温下加满水并加压至测试所需压力（请见5.2.1.3.2）。
此压力应在板芯检测时维持以观察是否膨胀、扭曲和破裂。
5.2.1.3测试条件
5.2.1.3.1温度
非有机板芯应在周围空气温度5℃to30℃之间进行压力测试（请参照5.2.1.3.2）。
5.2.1.3.2压力
测试压力应为制造商所指定的集热器最大工作压力的1.5倍。
压力测试应保持15分钟。
5.2.1.4结果
集热器应检测其有无漏水、膨胀和扭曲。
其测试结果应与测试所用的压力、温度和持续时间一起记录在报告中。
5.2.2有机材料制作的板芯（塑料或人造橡胶）
5.2.2.1目标
板芯应进行压力测试（请参照5.2.1.3.2）来评定它在使用过程中当温度升高时所能承受的压力的程度。
测试应在一个升高的温度下进行，因有机板芯的抗压能力可能因温度的升高而有不利影响。
在5.2.2.2..2中提到的5.2.2.2.4的方法可供选择。
5.2.2.2设备和程序
5.2.2.2.1总则
设备包括一个水压来源及一个气压来源装置，以及可将板芯加热到测试所需温度的加热方式。
光照模拟器的特性应与液体加热集热器的效能测试所用的模拟器相同。
温度传感器应固定在板芯上以监测测试过程中的温度。
传感器应放于板芯高度的2/3及宽度的1/2的交叉处。
传感器应牢固固定在适当位置以确保与板芯间的良好的热传导。
传感器应放于阳光照射不到的地方。
在5.2.2.3中所规定的测试条件在测试之前及测试过程中保持至少30分钟。
-----Page15
在5.2.2.3中所规定的不同的阶段板芯中的压力应升高以检测在每一个压力升高的阶段中是否有膨胀、扭曲及破裂。
在板芯检测过程中压力应维持。
安全起见，为防止测试过程中爆炸发生伤及人身，集热器应装入一个透明的盒子内。
在5.2.2.2..2中提到的5.2.2.2.4的方法可供选择。
5.2.2.2.2用于未镶玻璃的集热器的有机板芯（测试温度＜90℃）
当测试的最高温度小于90℃时，板芯可能会淹没在加热的水中进行压力测试。
应为用来给板芯加压的液体配备一个安全阀、一个空气放气阀（如果有必要）和一个不确定低于5%的标准的压力量表。
设备如FigureA.2.所示。
5.2.2.2.3使用油性液体的有机板芯（测试温度＞90℃）
当测试温度超过90℃，板芯可能与一个热油通路相连接。
于是板芯及热油通路被加压。
热油通路应配备一个安全阀、一个空气放气阀及一个不确定性低于5%的标准的压力量表。
板芯可能通过以下方式加热：
1）与热油装置的加热器相连接（请参照FigureA.3）；
2）用太阳光照模拟器来加热整个集热器（请参照FigureA.4）
3）用自然的太阳光照来加热整个集热器（请参照FigureA.4）；
安全起见，测试过程中为防止热油爆炸引起人身伤害，应采取防热油保护措施。
5.2.2.2.4有机板芯–高温气压测试
当以以下某种方式加热后，板芯可能用压缩空气来进行压力测试：
1）用太阳光照模拟器来加热整个集热器（请参照FigureA.5）；
2）用自然的太阳光照来加热整个集热器（请参照FigureA.5）；
压缩空气应配备一个安全阀、一个空气放气阀及一个不确定性低于5%的标准的压力量表。
5.2.2.3测试条件
5.2.2.3.1温度
对于有机材料的板芯而言，测试温度应为板芯将达到停滞条件的最高温度。
-----Page16
表格2中的参考条件为此测试所用。
用来决定测试温度的计算方法包含在附件C中，并且应该：
-使用已测量的集热器性能特征，或者
-根据全球的在集热器表面、周围环境空气温度及板芯温度的光照（自然或模拟的）抗高温测试的平均值来推算。
表格2–决定有机板芯的内压测试的测试温度的气候参考条件
气候参数
气候级别值
全球集热器表面太阳光照，单位G每W/m2
1000
1000
周围环境温度，单位ta每℃
30
30
5.2.2.3.2压力
测试压力应为制造商所指定的集热器最大工作压力的1.5倍。
对有机材料的板芯而言，压力应以20kPa的相同阶段作为测试压力（近似值），并且维持此每个阶段的压力5分钟。
5.2.2.4结果
集热器应检测其有无漏水、膨胀和扭曲。
其测试结果应记录在报告中。
检测过程中的细节，包括温度、检测过程中的压力和使用的测试周期，都应与测试结果一起记录在报告中，
5.3抗高温能力测试
5.3.1目标
此测试用来快速评估集热器能否承受高温光照的能力而没有玻璃破碎、塑料盖板爆裂、塑料板芯融化或者是在集热器表面因除气而致明显的沉淀等现象。
5.3.2设备和程序
集热器应安装于户外或在太阳模拟环境中。
测试计划请见FigureA.6。
用于扫高温测试的太阳模拟器应与用于液体加热太阳能集热器的效能测试中所用的太阳模拟器有相同的特性。
集热器应安装于户外或在太阳模拟环境中，但是不能注入液体。
除了一根液体管外其余管道均需堵住以防止自然空气流通时的降温。
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温度传感器应固定在板芯上以监测测试过程中的温度。
传感器应放于板芯高度的2/3及宽度的1/2的交叉处。
传感器应牢固固定在适当位置以确保与板芯间的良好的热传导。
传感器应放于阳光照射不到的地方。
注意1：
当进行集热器测试时，例如真空管集热器，由于它不适合于用来衡量板芯中的停滞温度，那么它就应该置放于集热器的适当位置，并且这个位置应清楚地在测试结果中描述。
注意2：
在某些情况下，例如真空管集热器，在板芯上装上一个热电偶比较难。
在这种情况下，取而代之的，测试实验室可能会板芯注入部分的特殊液体，并堵住板芯来测定板芯中的压力。
板芯内部压力与它的温度的关系应在液体的标准的水蒸气压力及温度的关系中表述。
注意3：
建议停滞温度测试与抗高温测试同时进行。
此测试在稳定的条件下应进行至少1小时，根据5.3.4，集热器也应随后检测有无损坏。
5.3.3测试条件
表格3中所示的整套参考条件或者根据等式C.1导致同样的集热器温度的条件应作为所有的气候参数在此测试中使用。
表格3–抗高温测试的气候参考条件
气候参数
气候级别值
全球集热器表面太阳光照，单位G每W/m2
>1000
>1000
周围环境温度，单位ta每℃
20-40
20-40
周围空气运动速度，单位m/s
<1
<1
5.3.4结果
集热器应检测有无老化、收缩、排气不足及扭曲。
检测结果应记录在报告里。
用来检测的集热器表面的太阳光照平均值（自然的或模拟的）、周围空气运动速度、板芯温度（板芯内的物殊液体的压力，如果有的话）都应记录在报告里。
5.4爆晒试验
5.4.1目标
爆晒测试提供一个低成本的可靠性测试的顺序，以表明（或模拟）那些可能真正发生在操作过程中的并且允许集热器被固定在某处使用的工作条件，因而此后的限定条件测试就更可能给出同样的结果。
5.4.2设备和程序
集热器应安装于户外（请见FigureA.7），但是不能注入液体。
除了一根液体管外其余管道均需堵住以防止自然空气流通时的降温。
这一根应留作防止空气在板芯内的自由膨胀。
-----Page18
空气温度应以1K的偏差来记录，全球的集热器表面的光照应使用I级别的日射强度计或者是能更好地达到ISO9060的量表来记录。
光照及平均空气温度值应至少每5分钟记录一次，降雨量应每天记录。
集热器应爆露在外直到达到测试条件。
按照5.4.4的规定，在暴露结束时，应作目测以记录是否有损坏。
5.4.3测试条件
表格4中所示的整套参考条件在此测试中使用。
集热器应暴露至少30天直到通过表格4里的最少光照时间（不需要连续）。
光照由光射强度计所衡量的光照记录来决定。
按照表4的规定，集热器也应至少暴露30小时至G级最少日照水平。
由于此为日射强度计所记录，故当周围环境温度大于表4中所显示的值或根据等式C.1某些条件导致同样的集热器温度时，这个小时数应由至少30分钟的时间段数组成。
注意：
当某些地区一年当中的某些时间段这些条件不能被满足时，此30小时的暴露至高日照水平（表格4）可用太阳光照模拟器来进行，这些模拟器需有与用于液体加热太阳能集热器相同的特性。
此30小时的暴露测试应在暴露至最低光照水平（表格4）之后的至少时间开始进行，但不超过15天。
如果外部及内部热流冲击试验与暴露试验同时进行，那么首次外部及内部热流冲击试验应在以上定义的30小时的头10小时内进行，第二次应在此30小时的后10小时内进行。
表格4–外部及内部热流冲击试验的暴露试验的气候参考条件
气候参数
气候级别值
全球集热器表面太阳光照，单位G每W/m2
>850
>850
全球集热器表面太阳光照，单位H每MJ/m2
14
14
周围环境温度，单位ta每℃
10
10
注意：
此数值为测试用的最小值
5.4.4结果
集热器应检测是否损坏及老化。
检测结果应与测试过程中的气候条件一同记录在报告中，包括每日光照、周围环境温度和降雨量。
-----Page19
5.5外部热流冲击试验
5.5.1目标
集热器有时可能会在大热晴天暴露时遭遇突然的暴风雨，导致强烈的外部热流冲击。
此测试是为了评估集热器承受热流冲击的能力。
5.5.2设备和程序
集热器应安装于户外或在太阳模拟环境中，但是不能注入液体。
除了一根液体管外其余管道均需堵住以防止自然空气流通时的降温。
这一根应留作防止空气在板芯内的自由膨胀。
温度传感器可选择性地固定在板芯上以监测测试过程中的温度。
传感器应放于板芯高度的2/3及宽度的1/2的交叉处。
传感器应牢固固定在适当位置以确保与板芯间的良好的热传导。
传感器应放于阳光照射不到的地方。
注意1：
当进行集热器测试时，例如真空管集热器，由于它不适合于用来衡量板芯中的停滞温度，那么它就应该置放于集热器的适当位置，并且这个位置应清楚地在测试结果中描述。
注意2：
在某些情况下，例如真空管集热器，在板芯上装上一个热电偶比较难。
在这种情况下，取而代之的，测试实验室可能会板芯注入部分的特殊液体，并堵住板芯来测定板芯中的压力。
板芯内部压力与它的温度的关系应在液体的标准的水蒸气压力及温度的关系中表述。
水喷雾试验应安排为在集热器表面作均衡的水喷雾。
水喷雾开始前集热器应在高强度的日照下保持1小时。
待水喷雾变凉15分钟后再进行检查。
5.5.3测试条件
表格4中所示的整套参考条件在此测试中使用。
具体的操作条件为：
-阳光光照（或模拟阳光光照）G值大于表格4中的值。
-周围空气的ta值大于表格4中的值。
或根据等式C.1导致同样的集热器温度的某些条件。
水喷雾的温度应低于25℃，流率应为集热器采光部分的每平方米0.03kg/s至0.05kg/s。
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如果用来冷却集热器的水的温度高于25℃（例如水已被置于太阳下的管道内一段时间），那么水就应该转向一边直到在直接用于集热器表面前水温降至25℃以下。
5.5.4结果
集热器应检测是否有破裂、扭曲、萎缩、水泄露以及真空流失。
检测结果应记录在报告里。
用来检测的太阳光照、周围环境温度、板芯温度（如果已测量的话）、水温以及水流率都应记录在报告里。
5.6内部热流冲击试验
5.6.1目标
集热器有时可能会在大热晴天暴露时遭遇突然的冷热交换液体的进入，导致强烈的内部热流冲击，例如，在一段时间未使用后，当装置恢复使用而集热器却处于它的停滞温度。
此测试是为了评估集热器承受热流冲击的能力。
5.6.2设备和程序
集热器应安装于户外或在太阳模拟环境中（请参照FigureA.9），但是不能注入液体。
其中一根液体管应通过开头阀连接到热交换液体，另一根应先保持开放以防止空气在板芯内的自由膨胀，同时也防止热交换遗留在板芯内（并聚集）。
如果集热器有两条以上的液体管道，剩余的管道应以某种方式堵住以确保集热器内的设计流型。
温度传感器可选择性地固定在板芯上以监测测试过程中的温度。
传感器应放于板芯高度的2/3及宽度的1/2的交叉处。
传感器应牢固固定在适当位置以确保与板芯间的良好的热传导。
传感器应放于阳光照射不到的地方。
注意1：
当进行集热器测试时，例如真空管集热器，由于它不适合于用来衡量板芯中的停滞温度，那么它就应该置放于集热器的适当位置，并且这个位置应清楚地在测试结果中描述。
注意2：
在某些情况下，例如真空管集热器，在板芯上装上一个热电偶比较难。
在这种情况下，取而代之的，测试实验室可能会板芯注入部分的特殊液体，并堵住板芯来测定板芯中的压力。
板芯内部压力与它的温度的关系应在液体的标准的水蒸气压力及温度的关系中表述。
在集热器装入热传导介质前至少5分钟，集热器应先在高温状态
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