(高清版)GBT 40517-2021 太陽能中低溫蓄熱裝置

ICS27.160GB/T40517—2021太陽能中低溫蓄熱裝置國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T40517—2021 1 1 1 24.1分類 2 3 35.1使用壽命 35.2結構要求 4 45.4水質要求 45.5電氣安全 4 46.1一般規(guī)定 4 5 5 5 56.6脈沖壓力 5 56.8安全性能 66.9壓力損失 67試驗方法 67.1一般規(guī)定 6 67.3蓄熱性能 67.4耐凍 7.5耐真空沖擊 7.6脈沖壓力 7.7耐壓 7.8安全裝置 7.9壓力損失 8檢驗規(guī)則 8.1檢驗類型 8.2出廠檢驗 Ⅱ 9.1標志 9.2說明書 ⅢGB/T40517—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國太陽能標準化技術委員會(SAC/TC402)提出并歸口。慶綠色智能技術研究院、山東力諾瑞特新能源有限公司、山東桑樂集團有限公司、河北道榮新能源科技有限公司、皇明太陽能股份有限公司、江蘇昂彼特堡能源集團有限公司、江蘇啟能新能源材料有限公司、淄博博一新能源科技發(fā)展有限公司、山東京普太陽能科技股份有限公司、山東中科藍天科技有限公司、北京華業(yè)陽光新能源有限公司、安徽蘇立新能源科技研究院有限公司、上海電氣工程設計有限公司、國家太陽能熱水器質量監(jiān)督檢驗中心(北京)、上海交通大學、寧波市正杰建設工程檢測有限公司、山西1GB/T40517—2021太陽能中低溫蓄熱裝置本文件適用于以太陽輻射加熱為主，工作溫度小于或等于150℃的蓄熱裝置。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T1771色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定GB/T1865色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露濾過的氙弧輻射GB2894安全標志及其使用導則GB4706.1家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求GB5749生活飲用水衛(wèi)生標準GB/T9969工業(yè)產品使用說明書總則GB/T13384機電產品包裝通用技術條件GB/T18713太陽熱水系統(tǒng)設計、安裝及工程驗收技術規(guī)范GB/T19141家用太陽能熱水系統(tǒng)技術條件GB/T20095太陽熱水系統(tǒng)性能評定規(guī)范GB/T28745家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱試驗方法GB/T28746家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術要求ISO9488太陽能術語(Solarenergy—Vocabulary)3術語和定義3.13.23.3GB/T19141、GB/T28746和ISO9488界定的以及下列術語和定義適用于本文件。終止蓄熱狀態(tài)stateatcompletionofthermalstorage2GB/T40517—2021與出口溫度的差值不超過2℃時，蓄熱裝置所處的狀態(tài)。終止供熱狀態(tài)stateatcompletionofheatsupply蓄熱裝置供熱側的循環(huán)工質在額定流量下，當進口溫度達到產品標稱的最低回流溫度，且出口溫度與進口溫度的差值不超過2℃時，蓄熱裝置所處的狀態(tài)。有效蓄熱量effectivethermalstoragecapacity蓄熱裝置從終止供熱狀態(tài)開始蓄熱，直至終止蓄熱狀態(tài)時所儲存的熱量，單位為千瓦時(kWh)。有效供熱量effectiveheatsupplycapacity蓄熱裝置從終止蓄熱狀態(tài)開始供熱，直至終止供熱狀態(tài)時所釋放的熱量，單位為千瓦時(kWh)。蓄熱效率thermalstorageefficiency有效供熱量與有效蓄熱量的比值，用百分比(%)表示。平均供熱功率averageheatsupplypower單位時間內蓄熱裝置的有效供熱量，單位為千瓦(kW)。靜置熱損失量stationaryheatloss有效供熱量與蓄熱裝置達到終止蓄熱狀態(tài)并靜置8h后供熱量的差值，單位為千瓦時(kWh)。靜置熱損失率stationaryheatlossratio靜置熱損失量與有效供熱量的比值，用百分比(%)表示。單位質量有效蓄熱量effectivethermalstoragecapacityperunitmass單位相變蓄熱裝置質量的有效蓄熱量，單位為千瓦時每千克(kWh/kg)。相變蓄熱裝置衰減率decayrateofphasechangethermalstorage相變蓄熱裝置經(jīng)過連續(xù)、反復的蓄熱-供熱試驗，達到明示試驗次數(shù)后，有效供熱量與最后一次供熱量的差值占有效供熱量的比例，用百分比(%)表示。工廠制造蓄熱裝置factorymadethermalstoragesystem企業(yè)根據(jù)客戶需求進行設計，在用戶指定地點進行安裝的蓄熱裝置。4分類與標記4.1分類根據(jù)蓄熱裝置裝配過程，可劃分為工廠制造和客戶定制。3GB/T40517—2021根據(jù)蓄熱裝置承壓類型，可劃分為閉式和開式。根據(jù)蓄熱介質類型，可劃分為顯熱蓄熱介質和相變蓄熱介質。第一部分-第二部分-第三部分-第四部分-第五部分——蓄熱側循環(huán)工質允許達到的最高溫度—蓄熱介質填充質量和類型—太陽能中低溫蓄熱裝置代號第一部分用大寫漢語拼音字母TZDX表示太陽能中低溫蓄熱裝置。第二部分用阿拉伯數(shù)字表示以MPa為單位的蓄熱裝置額定工作壓力，保留2位小數(shù)；后面在“()”內用大寫漢語拼音字母B、K分別表示承壓類型為閉式和開式。第三部分用阿拉伯數(shù)字表示以kg為單位的蓄熱介質填充質量，取整數(shù)；后面在“()”內用大寫拼音字母XR、XB分別表示對應的蓄熱介質類型為顯熱蓄熱介質、相變蓄熱介質。第四部分用阿拉伯數(shù)字表示以kWh為單位的有效蓄熱量，取整數(shù)。第五部分用阿拉伯數(shù)字表示以℃為單位的蓄熱側循環(huán)工質允許達到的最高溫度，取整數(shù)。示例1:TZDX-1.00(B)-800(XR)-400-130額定工作壓力為1.00MPa,閉式類型，顯熱蓄熱介質填充質量為800kg,有效蓄熱量為400kWh,蓄熱側循環(huán)工質允許達到最高溫度為130℃的太陽能中低溫蓄熱裝置。示例2:TZDX-0.06(K)-200(XR)/400(XB)-600-80額定工作壓力為0.06MPa,開式類型，顯熱蓄熱介質填充質量為200kg,相變蓄熱介質填充質量為400kg,有效蓄熱量為600kWh,蓄熱側循環(huán)工質允許達到最高溫度為80℃的太陽能中低溫蓄熱裝置。5總則蓄熱裝置(不含蓄熱介質)在正常維護使用條件下，使用壽命不應低于15年。4GB/T40517—20215.2結構要求蓄熱裝置的結構應穩(wěn)定，循環(huán)工質的進出口管道應通暢。5.3.2相變蓄熱介質化學性質應穩(wěn)定，安全可靠。太陽能中低溫蓄熱裝置提供生活熱水時水質應滿足GB5749的要求。5.5電氣安全帶電蓄熱裝置的電氣性能應滿足GB4706.1的要求。6技術要求6.1一般規(guī)定6.1.1工廠制造太陽能中低溫蓄熱裝置技術要求見表1。有效容積不大于0.6m3的家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱應符合GB/T28746的要求；有效容積大于0.6m3的工程太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱應符合GB/T18713和GB/T20095的要求。表1工廠制造太陽能中低溫蓄熱裝置技術要求序號顯熱蓄熱相變蓄熱技術要求1外觀OO2蓄熱性能有效蓄熱量OO蓄熱效率OO平均供熱功率OO靜置熱損失率OO單位質量有效蓄熱量—O相變蓄熱裝置衰減率—O3耐凍OO4耐真空沖擊OO5脈沖壓力OO6耐壓OO7安全性能OO8壓力損失OO6.1.2本文件中的客戶定制蓄熱裝置包括蓄熱水池和土壤埋管蓄熱裝置，應給出測試周期內客戶定制5GB/T40517—20216.2.2蓄熱裝置的進出口應有標明接口功能和流向的清晰標識。規(guī)定的1級；外殼材料表面可見光鏡面反射比應不大于0.10;老化性試驗后外殼材料應無褪色、變色的現(xiàn)象。6.3蓄熱性能有效蓄熱量的測量值不應低于標稱值的95%。蓄熱效率的測量值不應低于標稱值的90%。平均供熱功率的測量值不應低于標稱值的95%。靜置熱損失率不應大于6%。6.3.5單位質量有效蓄熱量相變蓄熱裝置的單位質量有效蓄熱量的測量值不應低于標稱值的95%。相變蓄熱裝置經(jīng)過連續(xù)反復的蓄熱-供熱試驗，達到明示試驗次數(shù)后，根據(jù)最后一次供熱量的測量值和有效供熱量，計算得出相變蓄熱裝置衰減率。6.3.7蓄熱水池年熱損失率應給出蓄熱水池的年熱損失率。在-20℃±2℃條件下進行耐凍試驗后，閉式蓄熱裝置應無泄漏、破損、變形和毀壞；安全泄壓裝置應不發(fā)生凍結。6.5耐真空沖擊閉式蓄熱裝置在33kPa絕對真空壓力下，不應有影響安全的變形。6.6脈沖壓力閉式蓄熱裝置在經(jīng)過8萬次脈沖壓力試驗后，焊縫應無滲漏、明顯變形和開裂。6.7耐壓6GB/T40517—2021若無明示說明，閉式工作壓力不應小于0.6MPa,試驗壓力應為1.5倍的額定工作壓力；開式試驗壓力應為0.065MPa。6.8安全性能6.8.1閉式蓄熱裝置、換熱器及連接管道應配置安全泄壓保護裝置。6.8.2帶電部分的蓄熱裝置工作溫度下的泄露電流和電氣強度、接地電阻應滿足GB/T4706.1的要求。6.9壓力損失在額定循環(huán)工質流量下，蓄熱裝置進出口壓力損失的測試值應不大于標稱值的110%。7試驗方法循環(huán)工質溫度測量的準確度應為±0.2℃,環(huán)境空氣溫度測量的準確度應為±0.5℃。7.1.2流量測量循環(huán)工質流量測量的準確度應為±1.0%。循環(huán)工質壓差測量的準確度應為±1.0%。液體壓力測量的準確度不應低于1.5級。測量儀器及測量系統(tǒng)的最小刻度不應超出規(guī)定準確度的兩倍。數(shù)據(jù)處理技術或電子積分儀的準確度應等于或優(yōu)于測量值的±1.0%。模擬和數(shù)字記錄儀的準確度應等于或優(yōu)于總量程的±0.5%,時間常數(shù)應等于或小于1s。峰值信號指示應在總量程的50%和100%之間。自動記錄儀器的測試和存儲間隔不應低于1min。7.2外觀7.2.1采用目測法檢測蓄熱裝置外殼外表面、涂層及進出口標識，記錄檢驗結果。7.2.2蓄熱裝置外殼涂層的耐鹽霧試驗應按GB/T1771的有關規(guī)定進行，涂層的附著力試驗應按GB/T1720的有關規(guī)定進行，外殼材料的可見光鏡面反射比試驗應按GB/T28745的有關規(guī)定進行，外殼材料的老化性試驗應按GB/T1865的有關規(guī)定進行。7.3蓄熱性能蓄熱性能測試應采用連續(xù)、間接測試熱量的方法，基本原理為根據(jù)循環(huán)工質溫度、流量計算循環(huán)系7GB/T40517—2021統(tǒng)熱量。循環(huán)工質為液體的蓄熱性能試驗系統(tǒng)示意圖見圖1,循環(huán)工質為氣體的試驗方法宜參照執(zhí)行。蓄熱性能試驗過程中，應關閉輔助熱源，蓄熱試驗時應將試驗系統(tǒng)接入蓄熱裝置的蓄熱側進出口，供熱試驗時應將試驗系統(tǒng)接入蓄熱裝置的供熱側進出口。1——太陽能中低溫蓄熱裝置；3——膨脹箱；5——循環(huán)泵；10——循環(huán)工質出口溫度傳感器；11——循環(huán)工質進口溫度傳感器；12——循環(huán)工質流量傳感器；14——循環(huán)工質進口閥；7——流量控制閥；9——循環(huán)工質進口壓力傳感器；17—--加熱設備前閥；18——加熱設備旁通閥。圖1蓄熱性能試驗系統(tǒng)示意圖7.3.2.1充注足量的蓄熱介質和循環(huán)工質至額定工作壓力。7.3.2.2試驗環(huán)境溫度應為20℃±5℃,相對濕度不應高于75%。環(huán)境溫度傳感器應置于百葉箱內，安裝位置不應遠于被測裝置1m,高度應為被測裝置高度的1/2。7.3.2.3根據(jù)廠家推薦的參數(shù)設定蓄熱裝置的控制系統(tǒng)。8GB/T40517—20217.3.3試驗方法7.3.3.1預運行試驗蓄熱-供熱試驗前應按照下列方法進行預運行試驗。a)將試驗系統(tǒng)接入蓄熱裝置蓄熱側進出口，開啟蓄熱管路閥門，關閉供熱管路閥門。b)啟動循環(huán)水泵，調節(jié)蓄熱側循環(huán)工質流量達到額定工況，控制進口溫度從標稱最低溫度開始升溫，每升高10℃后，保持進出口溫差穩(wěn)定且不大于2℃至少5min,繼續(xù)升溫直至進口溫度達到標稱最高溫度，進口溫度的控制精度應為±0.2℃,對蓄熱裝置進行階梯蓄熱。c)當蓄熱側循環(huán)工質的進口溫度達到最高溫度，且蓄熱裝置達到終止蓄熱狀態(tài)時，關閉蓄熱側循環(huán)管路閥門，并將蓄熱裝置穩(wěn)定至少20min。d)將試驗系統(tǒng)接入蓄熱裝置供熱側進出口，開啟供熱管路閥門，關閉蓄熱管路閥門。e)啟動循環(huán)水泵，調節(jié)供熱流量達到額定工況，控制進口溫度為標稱最低溫度，當無標稱最低溫度時，控制進口溫度為30℃,進口溫度的控制精度應滿足±0.2℃,使蓄熱裝置對外進行連續(xù)供熱。f)當供熱側循環(huán)工質的進口溫度保持在最低溫度，且蓄熱裝置達到終止供熱狀態(tài)時，關閉供熱側閥門，并將蓄熱裝置穩(wěn)定至少20min。g)再次執(zhí)行a)～f)的過程，應至少完成2次預運行試驗。7.3.3.2蓄熱試驗完成預運行試驗后，應按照7.3.3.1中描述的蓄熱過程進行蓄熱試驗，試驗過程中記錄蓄熱側循環(huán)工質流量、進出口溫度、采集記錄時間間隔和蓄熱時間，按式(1)計算單次蓄熱量Q:…………(1)式中：Q、-——單次蓄熱量，單位為千瓦時(kWh);ps——蓄熱側循環(huán)工質密度，單位為千克每立方米(kg/m3);c?——蓄熱側循環(huán)工質比熱容，單位為千焦每千克攝氏度[kJ/(kg·℃)];V,--—蓄熱側循環(huán)工質體積流量，單位為立方米每秒(m3/s);ts,1.i——蓄熱試驗第i次記錄時刻蓄熱側循環(huán)工質進口溫度，單位為攝氏度(℃);ts,2.;——蓄熱試驗第i次記錄時刻蓄熱側循環(huán)工質出口溫度，單位為攝氏度(℃);△tg,;——蓄熱試驗第i次記錄至第i+1次記錄間隔時間，單位為秒(s);i——蓄熱試驗第i次記錄；T。———蓄熱試驗總記錄次數(shù)。7.3.3.3供熱試驗完成蓄熱試驗至少20min后，應按照7.3.3.1中描述的供熱過程進行供熱試驗，試驗過程中記錄供熱側循環(huán)工質流量、進出口溫度、采集記錄時間間隔和供熱時間，按式(2)計算單次供熱量Qa:式中：…………Q——單次供熱量，單位為千瓦時(kWh);pa——供熱側循環(huán)工質密度，單位為千克每立方米(kg/m3);Ca——供熱側循環(huán)工質比熱容，單位為千焦每千克攝氏度[kJ/(kg·℃)];40517—2021GB/T40517—2021Va——供熱側循環(huán)工質體積流量，單位為立方米每秒(m3/s);ta.1.i——供熱試驗第i次記錄時刻供熱側循環(huán)工質進口溫度，單位為攝氏度(℃);ta,2,;—-—供熱試驗第i次記錄時刻供熱側循環(huán)工質出口溫度，單位為攝氏度(℃);△ta.;———供熱試驗第i次記錄至第i+1次記錄間隔時間，單位為秒(s);T?！嵩囼灴傆涗洿螖?shù)。7.3.3.4靜置熱損失率試驗按照7.3.3.2和7.3.3.3的方法完成至少2次連續(xù)的蓄熱-供熱試驗后，按照7.3.3.2的方法進行一次蓄熱試驗，將蓄熱裝置靜置8h后按照7.3.3.3的方法再進行一次供熱試驗，此次單次供熱量測量值記7.3.3.5相變蓄熱裝置衰減率試驗按照7.3.3.2和7.3.3.3的方法完成至少2次連續(xù)的蓄熱-供熱試驗后，再根據(jù)廠家明示的相變蓄熱裝置衰減試驗次數(shù)，繼續(xù)完成明示次數(shù)的連續(xù)蓄熱-供熱試驗，最后一次供熱量測量值記為Qax7.3.3.6客戶定制蓄熱裝置蓄熱性能試驗蓄熱水池和土壤埋管蓄熱裝置可分別參照式(1)和式(2),通過測量蓄熱側和供熱側循環(huán)系統(tǒng)流量、進出口溫度計算得出日/月/年的蓄熱量、供熱量。蓄熱水池和土壤埋管蓄熱裝置自身熱量的變化量按式(3)計算：△Qth=CthM(tth,2—tth.1)/3600…………(3)式中：△Qth——測試結束狀態(tài)較開始狀態(tài)自身熱量變化量，單位為千瓦時(kWh);Mth-——水的質量，單位為千克(kg);Cth——水的比熱容，單位為千焦每千克攝氏度[kJ/(kg·℃)];tth.1——測試開始時平均水溫，單位為攝氏度(℃);tth,2——測試結束時平均水溫，單位為攝氏度(℃)。7.3.4試驗結果7.3.4.1有效蓄熱量完成至少2次連續(xù)的蓄熱-供熱試驗后，有效蓄熱量應為多次試驗單次蓄熱量測量值的平均值。7.3.4.2蓄熱效率完成至少2次連續(xù)的蓄熱-供熱試驗后，有效供熱量為多次試驗單次供熱量測量值的平均值，蓄熱效率應按式(4)計算：式中： 9GB/T40517—20217.3.4.3平均供熱功率平均供熱功率應按式(5)計算： (5)式中：Qa.;——第j次蓄熱-供熱試驗的單次供熱量，單位為千瓦時(kWh);Ta,;——第j次蓄熱-供熱試驗的單次供熱時長，單位為小時(h);j——第j次蓄熱-供熱試驗；N———蓄熱-供熱試驗總次數(shù)。7.3.4.4靜置熱損失率靜置熱損失量應按式(6)計算：Q=Q-Q………(6)式中：Q靜置熱損失量，單位為千瓦時(kWh);Qa.I——蓄熱裝置達到終止蓄熱狀態(tài)并靜置8h后的單次供熱量測量值，單位為千瓦時(kWh)。靜置熱損失率應按式(7)計算： (7)式中：Q靜置熱損失量，單位為千瓦時(kWh);Q有效供熱量，單位為千瓦時(kWh)。7.3.4.5單位質量有效蓄熱量單位質量有效蓄熱量應按式(8)計算： (8)式中：qs——單位質量有效蓄熱量，單位為千瓦時每千克(kWh/kg);Q有效蓄熱量，單位為千瓦時(kWh);m——相變蓄熱裝置質量，單位為千克(kg)。7.3.4.6相變蓄熱裝置衰減率相變蓄熱裝置衰減率應按式(9)計算：GB/T40517—2021式中：7x———相變蓄熱裝置衰減率；Qa,x——相變蓄熱裝置完成明示次數(shù)的蓄熱-供熱試驗后，最后一次單次供熱量測量值，單位為千7.3.4.7客戶定制蓄熱裝置蓄熱性能客戶定制蓄熱裝置蓄熱效率為測試周期內的供熱量與蓄熱量的比值，可參照式(4)進行計算。客戶定制蓄熱裝置平均供熱功率為系統(tǒng)總供熱量除以總供熱時間，可參照式(5)進行計算。蓄熱水池年熱損失率試驗應以1年為試驗周期，應根據(jù)全年蓄熱量Qs.y、全年供熱量Qa.y、蓄熱水池自身熱量變化量△Qth,y按式(10)計算：式中：…y?.y——蓄熱水池年熱損失率；Qs,y——全年蓄熱量，單位為千瓦時(kWh);Qa.y——全年供熱量，單位為千瓦時(kWh);蓄熱水池全年測試結束較開始狀態(tài)自身熱量變化量，單位為千瓦時(kWh)。耐凍試驗應按GB/T28745