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1、真空管行标国标简介,徐州众凯设计三室,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,1.8米长，58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？,一、真空管质检,1、真
2、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：,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
3、得有裂纹，大于1mm的结石不允许存在；,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：,集热管 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 8.打印机 9.支承架 10.水银温度计 11.百叶窗 12.风速仪,空晒性能,测试条件：太阳辐照度G800W/，环境温度8-30,风速 4 m/s。测试装置：集热管南北向平行放
4、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。,空晒性能,测试步骤：在太阳辐照度G800W/，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：,Y：空晒性能参数/kWts：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
5、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。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。,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
6、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。,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 kgAA：吸热体外表面积，58，1.8m管，AA=0.26：水温t1到t3总的测试时间 s,评价标准：集热管的平均热损系数应满足 ULT 0.85 W/(),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
7、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,3、检验规则,出厂检验型式检验,全玻璃真空太阳集热管检验,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
8、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。,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 真空品质,一项不合格，即为不合格产品,型式检验,判定准则：,太阳透射比太阳吸收比结石节瘤集热管长度偏差集热管弯曲度,两项不合格，即为不合格产品,二、采光面积计算,计算公式：Aa=La*Wa Wa=n*D0Aa：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 mn：真空管支数D0：罩玻璃管外径,采光面积计算,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 60
9、0支，采光面积为：62.64,58，1.8m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,1、调查用户基本情况,环境条件：月均日辐照量 地处纬度 日照时间 环境温度,用水条件：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：场地面积 场地形状 建筑物承载力 遮挡情况,水电情况：水压 电压 水电供应情况 冷水水温,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。辐照量：太阳热水
10、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,直接系统集热面积（无换热器）,Ac：直接系统集热面积 Qw：日均用水量 kgCw：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。cd：集热器全日
11、集热效率，无量纲，根据经验值取0.40.55L：管路及储水箱热损失率，无量纲，根据经验值取0.20.25,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。,间接系统集热面积：,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/,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
12、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。,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：,H:集热器高度，m：冬至日正午太阳高度角,设计原则,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。,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
13、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：,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，mH2：计算管路的总水头损失，mH3：最不利点配水龙头的流出水头，mH0：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，,管道在支架上的固定，
14、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。保温层厚度计算,dw：管道的外径 mm：保温层的导热系数 KJ/hmt：未保温时管道的外表面温度 q：保温后的允许热损失 KJ/mh,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：,防水、防潮防止绝热层机械损伤和风化、腐蚀。,金属外保护层，主要是镀锌薄钢板、薄铝合
15、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。,常用的外保护层一般有两类：,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。全套文件应包括：,系统的布置图；系统的管路图和电路图，图中应有每一个部件的资料：型号、尺寸、电功率等；系统各回路的最大工作压力,需移交用户的文件,d)工作极限（系统各回路允许的最高温度和压力，系统抵抗冰冻所能承受的最低温度等）；e)系统运行前和运行中应注意的事项；f)系统开启使用和关闭停用时的说明；g)如果系统中有安全部件，应说明安全部件的调整及正常运行情况；,需移交用户的文件,h)系统发生故障或危险时应采取的措施；i)如果有控制系统，应说明原理及组成，控制部件应标注在系统管路图中；j)日常检查和维护所应注意的事项，以及正常维护期间需要更换部件的清单；k)系统为防止冻害所应采取的措施；,谢 谢！,
