真空管行标国标简介

2.漫反射平板
3.铂电阻温度计 4.保温帽
5. 总日射表 6. 辐射记录仪 7.温度测试仪
9. 支承架 10. 水银温度计 11. 百叶窗
8. 打印机
12. 风速仪
空晒性能
测试条件：太阳辐照度G≥800W/㎡，环境温度 8-30℃ ,风速 ≤ 4 m/s。
测试装置：集热管南北向平行放置三支，中间 为被测管，两旁为测试陪管，中心间距为内 管直径的2倍，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0.6的 轧花铝平板，集热管内以空气为传热工质。
距500mm的V型槽支撑，槽内有厚5mm 的衬垫；
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，集热管不应破损。
其他项目
另有一些项目需用专业仪器检测，例如：
太阳透射比---分光光度计 涂层吸光比---分光光度计 真空性能 ---火花检漏器

管路设计


当水温≥ 50 ℃时，宜选用耐热泵。
水泵扬程确定： 当水泵从水箱抽水时，其扬程Hb应满足， Hb ≥H1+H2+H3+H0
H1：引入点与最不利点的高差，m H2：计算管路的总水头损失，m H3：最不利点配水龙头的流出水头， m
H0：室外给水管网所能提供的最小压力， m
管路设计

管路应设计管道支撑，用来承受管道的重量，防 止下垂弯曲。 对于立管的支撑，在2.5m以内应有一个支点。 横管路支点的最大安装距离，按下表设置，
确定系统集热面积

间接系统集热面积（有换热器）
间接系统与直接系统相比，由于换热器内外存在传热温差，使得在 获得相同温度热水的情况下，间接系统比直接系统的集热器运行温 度高，造成集热器效率降低。 换热器因子 Fhx可用于衡量换热器对集热器效率的影响。
1 Fhx FU A 1 R L c (UA) hx 间接系统集热面积：

集热器的摆放

排间距：
东西向，间隔一般为200mm，以便连接管路；
南北向，间距按下式计算：
D H ctg
H: 集热器高度，m
设计原则
α：冬至日正午太阳高度角
4、管路设计

为达到流量平衡和减少热损，绕行的管路应是冷水 管或低温水管。 在循环管路中，易发生气塞的位置应设有排气阀， 当用防冻液作为传热工质时，宜使用手动排气阀。 间接系统的循环管路上应设有压力安全阀和压力表。
辐照量： 太阳热水系统一般以春秋季节为设计依据， 因为若以冬季为依据，系统投资太大，在其他季节能量盈余 太多，造成浪费；若以夏季为依据，集热面积小，投资低， 但在其他季节尤其冬季，能量严重不足，影响使用。 所以应选择用户所在地的3月份和9月份的平均月辐照量的均 值H作为设计依据。

确定系统集热面积

外观尺寸
玻璃管上不大于1.5mm的节瘤不得密集，即
10mm*10mm范围内不得多于两个，整支管 子上不大于2.5mm的节瘤不得多于5个，大于 2.5mm的节瘤不允许存在。
结石：玻璃体内含有的固体夹杂物 节瘤：玻璃体内存在与玻璃主体成分有差异的玻璃体。
检验项目
空晒性能
测试装置：
1. 集热管
FR：集热器热转移因子，无量纲 UL：集热器总热损系数，W/(㎡ · ℃) (UA)hx：换热器传热速率，W/ ℃
Ac AIN Fhx
设计原则
3、集热器的摆放

方向： 面向正南或正南偏西5°。
倾角： 安装倾角等于当地纬度，若侧重在夏季使用，安装 角应等于当地纬度减10 °，若侧重在冬季使用，安 装角应等于当地纬度加10 °。 全玻璃真空管东西向放置时安装倾角可适当减小。
3、检验规则
全玻璃真空太 阳集热管检验
出厂检验 型式检验
出厂检验
集热管出厂前必须逐支进行检验。 检验内容：
外观尺寸； 存放12小时后真空夹层内的压强。
检验规则
型式检验
正常情况下，每年应进行一次型式检验。 样品：在出厂检验合格的产品中随机抽取，
不少于三支。
检验项目：包括以上介绍的所有项目。
设计原则
7、其他事项

防垢：对水质比较差的地区，应考虑防垢的问题。

避雷：系统若不处于建筑物上避雷系统的保护范围 之内，应增设避雷措施。 风载：系统安装在室外的部分应能经受不低于10级 风的负载，如果当地历史最大风力高于10级，则按 当地历史最大风力设计。

需移交用户的文件

对于每一个系统，应提供一套易懂的运行使用说明。
防冻保温

外保护层 外保护层施工质量的好坏直接影响绝热层的绝热性能，外 保护层主要起到两个作用： ① 防水、防潮 ② 防止绝热层机械损伤和风化、腐蚀。
常用的外保护层一般有两类： 金属外保护层，主要是镀锌薄钢板、薄铝合金板和不 锈钢板，金属外保护层外形美观，使用寿命长，但材 料成本高，需要专门的加工设备。 箔布外保护层，最常用的胶粘剂玻璃布等。
空晒性能
测试步骤：
在太阳辐照度G≥800W/㎡，并在15min内变 化不大于± 30W/㎡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，共记录四次，四次的平均值即为测 试期间的太阳辐照度G 、集热管空晒温度ts和 环境温度ta。
空晒性能

空晒性能参数Y：
t s ta Y G
一、真空管质检
1、真空管结构 2、检验项目 3、检验规则
1、真空管结构
1.内玻璃管 2.太阳选择性吸收涂层
3.真空夹层
4.罩玻璃管
5. 支承件
6. 吸气剂
7.吸气镜面
真空管命名
命名示例：
玻璃管材料
玻璃管应采用 硼硅玻璃3.3。其性质为： 应变点： 20℃ 时密度： 20 ℃-100 ℃平均导热系数： 20 ℃-100 ℃平均比热容量：
公称直径/mm 保温管路 最大距离/m 不保温管路 2.5 3 3.5 4 4.5 5 15 1.5 20 2 25 2 32 2.5 40 3 50 3
管道在支架上的固定，应在保温前进行，若需 在保温后固定，应使用硬质保温材料。 设计原则
5、控制系统
根据系统需实现的功能，合理选择
控制元件，如温控器、电磁阀和温 度传感器等。
设计原则
6、防冻保温

间接系统中可使用防冻液进行防冻，防冻液的凝固点应低 于系统使用期内最低环境温度，沸点应高于集热器的最高 闷晒温度。 保温层厚度δ 计算

3.41dw1.21.35t1.75 / q1.5
dw：管道的外径 mm λ ：保温层的导热系数 KJ/h· m· ℃ t ： 未保温时管道的外表面温度 ℃ q： 保温后的允许热损失 KJ/m· h
平均热损系数
测试步骤：
先用90℃ 以上的热水注入集热管进行预热，2min 后倒掉，在注入90℃ 以上的热水，管内水平面离管 口50mm。 自然降温至三点平均水温为80± 0.2 ℃时，第一次 记录三点平均水温t1，再每隔30min记录一次三点平 均水温t2和t3，共取三次数据，并同时记录环境温度 ta1 ，ta2 ，ta3。
2、检验项目

外观尺寸 空晒性能 闷晒太阳辐照量

平均热损系数 耐热冲击性能 抗机械冲击性能




外观尺寸

罩玻璃管表面轻微划伤累计长度不大于管长 的1/3； 选择性吸收涂层不得有污渍、起皮或脱落； 玻璃管上不大于1mm的结石不得密集，即 10mm*10mm范围内不得多于一个，整支管 子上不得多于5个，结石周围不得有裂纹，大 于1mm的结石不允许存在；


管路设计

封闭系统，至少应能承受1.5倍的最大工作压力（系统安装 好后进行水压试验来测试）。
当管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技 术和经济性。流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或 附件，并将增加管道的水头损失，提高给水管道所需的压力； 流速过小，又将造成管材的浪费。 因此给水管道的流速应控制在正常范围内，如下表：
1.8米长，Ф58的真空管采光面积如
何计算，400支、600支系统采光面 积是多少？
三、集热系统设计
若太阳能锅炉用于向用户提供生活及类似用
途的热水，在接到项目后，我们应该遵循什 么样的设计思路？
需要向用户了解哪些基本情况，系统集热面
积为多少才能满足用户要求，集热器排间距 为多少才能既不产生遮挡又不浪费空间？
真空管行标国标简介
徐州众凯 设计三室 2010.7.10
目录
一、真空管质检 二、采光面积计算 三、集热系统设计
一、真空管质检

我们买来的真空管是否合格？ 对于真空管的检测项目有哪些，检测方 法和评价标准是什么？


出厂时厂家会做哪些检验,我们可以用 什么方法检测真空管是否合格？
二、采光面积计算
平均热损系数
计算公式：
ULT： 平均热损系数 W/(㎡ · ℃) cpw： 水的比热容 J/(kg · ℃) M： 集热管内水的质量 kg Ф 58，1.8m管，AA=0.26 ㎡ Δτ ：水温t1到t3总的测试时间 s AA： 吸热体外表面积 ㎡，
评价标准： 集热管的平均热损系数应满足 ULT≤ 0.85 W/(㎡ · ℃)
评价标准：罩玻璃管外径为58mm的集热管，
所需的太阳辐照量H≤ 4.7MJ/ ㎡。
检验项目
平均热损系数
测试环境：室内无阳光直射处，环境温度21-
25℃ ，没有风直吹集热管。
测试条件：集热管垂直于水平面放置，开口
端用保温帽套住，管内布三个测温点，1.8m 长的管，测温点分别距开口端300mm， 900mm，1500mm。
Y：空晒性能参数 ㎡ · ℃ /kW ts：空晒温度 ℃ ta：平均环境温度 ℃
G：太阳辐照度 kW/ ㎡
评价标准： 空晒性能参数Y应满足：Y≥ 190 ㎡ · ℃ /kW
检验项目
闷晒太阳辐照量
测试条件和装置，均与空晒性能测试实验相
同，集热管内以水为传热工质，水初始温度 不低于环境温度，记录闷晒至水温升高35 ℃ 所需的太阳辐照量。
检验项目
耐热冲击性能

将集热管开口插入不高于0 ℃的冰水混合物中， 深度不小于100mm，停留1min；

立即取出并插入90 ℃以上的热水，深度不小于 100mm，停留1min； 立即取出并插入不高于0 ℃的冰水混合物中，如 此反复三次，集热管应无损坏。
检验项目

抗机械冲击性能
集热管水平固定在试验架上，由两个间
型式检验
判定准则：
空晒性能参数
闷晒太阳辐照量 平均热损系数
一项不合格， 即为不合格产品
真空品质
型式检验
判定准则：
太阳透射比
太阳吸收比 结石
两项不合格， 即为不合格产品
节瘤
集热管长度偏差 集热管弯曲度
二、采光面积计算
计算公式：
Aa = La * Wa
Wa = n * D0
Aa ：采光面积 ㎡ La ：除遮挡部分外集热管长度 m Wa：集热器采光口宽度 m n ：真空管支数 D0 ：罩玻璃管外径
采光面积计算
Ф
58，1.8m长的真空管，
100支，采光面积为： 10.44 ㎡ 400支，采光面积为： 41.76 ㎡ 600支，采光面积为： 62.64 ㎡
Ф 58，1.8m管，吸热体外表面积 0.26 ㎡。
三、集热系统设计
设计原则
需移交用户的文件
设计原则
1、调查用户基本情况 2、确定系统集热面积 3、集热器的摆放 4、管路设计 5、控制系统 6、防冻保温 7、其他事项
全套文件应包括：
1、调查用户基本情况
环境条件： 用水条件：
月均日辐照量 地处纬度 日照时间 环境温度
总用水量/天 用水位置 用水方式 温度、流量
调查用户基本情况
场地情况： 水电情况：
场地面积 场地形状 建筑物承载力 遮挡情况
水压 电压 水电供应情况 冷水水温
源自文库设计原则
2、确定系统集热面积

计算系统的总热量Q时，应考虑到热损失，如管道、水箱、 排气等的散热。

直接系统集热面积（无换热器）
Ac：直接系统集热面积 ㎡
QwCw (tend ti ) f Ac JTcd (1 L )
Qw：日均用水量 kg Cw：水的比热 kJ/(kg · ℃)
tend：储水箱内水的终止温度 ℃
ti： 水的初温 ℃
JT： 当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日辐照量 kJ/㎡ f： 太阳能保证率，无量纲。根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济 性及用户要求等因素综合考虑后确定。 η cd：集热器全日集热效率，无量纲，根据经验值取0.4~0.55 ηL： 管路及储水箱热损失率，无量纲，根据经验值取0.2~0.25