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GB／T4271-2021 太阳能集热器性能试验方法.pdf简介：

GB/T 4271-2021是中国国家标准《太阳能集热器性能试验方法》的最新修订版。该标准规定了太阳能集热器性能的测试方法，旨在确保太阳能集热器的质量和性能符合国家和国际标准，为太阳能集热器的设计、生产和质量控制提供科学依据。

太阳能集热器是利用太阳辐射能将其转换为热能的设备，其性能主要包括集热效率、热稳定性、耐候性、可靠性等多个方面。GB/T 4271-2021中，可能包含以下测试内容：

1. 集热效率测试：通过测量集热器在标准太阳光下的热输出与输入能量的比例，来评估其集热性能。

2. 热稳定性测试：考察集热器在温度变化下保持稳定输出的能力。

3. 耐候性测试：包括耐紫外线、耐冰霜、耐腐蚀等性能测试，以确保集热器在不同环境条件下的长期稳定性能。

4. 功率稳定性测试：检查集热器在长时间运行中的功率输出变化情况。

5. 结构强度和耐久性测试：检查集热器材料的耐压、耐磨损、耐老化等性能。

6. 安全性测试：包括防漏、防火、防爆等安全性能的评估。

通过这些测试，可以全面评价太阳能集热器在实际应用中的性能，为生产和使用提供科学的指导。

GB／T4271-2021 太阳能集热器性能试验方法.pdf部分内容预览：

集热器应放置于空气可在其采光面、背面和侧面自由流通的位置。平行于集热器上表面且距离大 于50mm处的空气速度应满足14.6.3.3的规定且应符合表4的误差要求。如果自然条件下无法实现 风速要求，则应使用人工风机

14.4.1太阻辐射测量

试验使用的辐射表应符合GB/T19565中一级或优于一级的要求。试验应使用总辐射表测量半球 向太阳辐射，用装有遮光环的总辐照表或用直接辐射表与总辐射表一起测量短波散射辐射。 对于具有跟踪功能的高聚光比集热器（CR3），应使用直接辐射表测量法向直射辐照度（DNI）。 直接辐射表应安装在独立的太阳跟踪装置上。直接辐射表的开口角应在5°～6范围内。安装直接辐射 表的跟踪装置与集热器跟踪装置的误差不应超过士0.5°。 直射辐照度和散射辐照度应分别通过公式（7）和公式（8）计算

总辐射表应安装在与集热器接收直射、散射和反射辐照度同一位置的地方。总辐射表的传感器应 与集热器在同一平面且偏差小于1°。试验期间辐射表不应在集热器表面形成阴影，集热器也不应反射 能量至总辐射表。应采取措施遮蔽总辐射表本体和连接器的连线。 直接辐射人射角应通过计算或者使用精度小于或等于土1的太阳位置传感器确定。对于CPC（复 合抛物面）等非成像固定式集热器，其安装应使直接辐射在集热器设计角度接收范围内

DBJ50∕T-266-2017 跨座式单轨交通工程施工质量验收标准信号14.4.2热辐射测量

14.4.2.1总体要求

富照度E，应使用达到GB/T33701规定一级要求

14.4.2.2室外热辐射的测量

4.2.3室内热辐射的测

长波辐射表应置于通风良好的位置

GB/T 42712021

14.4.3直接辐射测量

槽式等跟踪聚焦集热器应使用直接辐射表测量直射辐照度。在测试期间集热器区域内不能出现 还应防止能量从集热器反射到直接辐照表上。直接辐照表本体和连接器的连线应遮蔽。

14.4.4.1总体要求

热性能试验应测量集热器进口工质温度，集热器出口工质温度以及环境空气温度。

14.4.4.2传热工质温度

集热器进口和出口温差的测量准确度应为士0.1℃C 测量传热工质温度的传感器应安装在距离集热器进、出口200mm以内时，应在传感器上下游管道 周围安装保温材料。传感器位置距离集热器进、出口超过200mm时，应通过试验验证该位置不影响工 质温度的测量。应在传感器上游设置弯曲管道、孔口或混合工质的装置，传感器探头应指向工质来流 方向。

14.4.4.3环境空气温度的测量

测量环境空气温度的测量准确度应为土0.5℃ 室外测量的传感器应放置在喷涂为白色、通风良好的防护罩内。防护罩应遮阳并放置在集热器中 间高度的位置，至少应高出地面1m。防护罩与集热器的距离不应超过10m。 如果人工风机在集热器上方送风，应测量风机出风口的温度并确保其温度与环境空气温度的偏差 小于土2℃，应使用风机出口处的温度作为环境空气温度进行集热器热性能计算

充量测量的测量准确度应为测量值的1%范围内

14.4.6集热器表面空气速度测量

14.4.6.1总体要求

试验期间应在合适的位置点监测空气速度，该位置点上的滑动平均空气速度可代表集热器表面 为速度。

14.4.6.2精度要求

集热器表面空气速度的测量准确度应为土0.5m/

14.4.6.3风速传感器的安装

试验过程中应利用自然风或人工风机在平行于集热器表面提供试验所需的风速。使用手持风速计 在距离集热器上表面50mm高度的位置上对整个集热器表面以不小于300mm的相等间距测量空气 速度，然后计算集热器表面风速的算术平均值 试验期间，应选择一个位置点对风速进行监测，该点的风速与集热器表面的平均风速的偏差绝对值 应小于0.5m/s。传感器的安装位置不应对风产生遮挡，也不应在集热器上形成阴影

时间的测量准确度应为士0.2%。数据采集的时间间隔不应大于10s。记录平均值的时间间隔不 6

应大于60S。室外试验中每个数据的记录时间应一致，用于计算太阳辐射入射到集热器上的角度

14.4.8集热器尺寸

集热器尺寸的测量精度应为土1mm。如果集热器面积测量值与生产企业明示的面积偏差在1% 以内，则可使用生产企业明示的面积数值用于效率计算，并在检验报告中明示。如果面积偏差大于 1%，则使用测量面积值进行效率计算

试验系统原理图，如图5所示

GB/T 42712021

传热工质应使用与试验温度 的比热和密度进行计算。水的物性 按照附录B的规定执行

14.5.3管路和配件

试验系统的管路应进行保温。集热器管路应无空气和污染物。 循环泵应放在集热器试验回路中不影响集热器进口温度控制且不影响工质温度测量的位置。在试 险温度范围内的任意进口温度下，泵和流量控制设备都应保证通过集热器的质量或体积流量变化稳定 在1%以内

集热器的热性能试验应按本文件规定的方法之一进行。 对于光伏光热复合型集热器，发电运行模式对热性能的影响应在检验报告中说明。 下列内容适用于聚光式集热器： 带有透明盖板、聚光比CR<3的聚光集热器应视为其他类型的透明盖板集热器； 带有透明盖板、聚光比C>3的聚光集热器可忽略风速的影响； 真空型聚光集热器可以忽略风速与聚光比之间相关性的影响

14.6.2集热器的预处理

集热器应在辐照度天于700W/m~、环境温度天于10C的条件下预处理至滞止状态（见6.3）至少 5h 热性能试验前，集热器盖板、反射器和真空管都应进行彻底清洗。如果集热器部件有湿气，可循环 高温传热工质直到集热器充分干燥为止。如果对集热器进行了干燥处理，应将其与试验结果一起在检 验报告中说明

每个试验工况的工质流量都应保持稳定，稳态试验条件应满足表4的要求。不同试验工况间的流 量偏差不应超过土5%。 液体加热集热器的流量应按每平方米集热器总面积0.02kg/（s·m²）设定。如果该流量不在生产 企业指定的流量范围内，则应选择生产企业指定范围内的合理流量。 槽式等跟踪聚焦集热器应选择厂商指定范围内的合理流量

14.6.3.2辐照度

集热器平面内太阳直接辐射的入射角应该在人射角修正系数变化不超过法向入射值土2%的范围 内。集热器试验过程中散射辐照度应始终小于总辐照度的30%。 试验期间，集热器平面上的总辐照度应始终大于700W/m²。

平行于集热器平面的空气

对于带玻璃盖板的集热器，考虑试验期间集热器上方空间和时间的变化，平行于集热器表面的空气

速度平均值应为3m/s±1m/s

14.6.4.1总体要求

集热器试验应在生产企业指定的工作温度范围内进行。进口温度应始终保持在露点温度以上以避 免吸热体冷凝结露。 应符合以下要求： a）选择一个进口温度使集热器进、出口平均温度与周围环境空气温度偏差在土3℃以内； b）t；≤100℃时，各相邻测试工况之间的进口温度之差宜大于20℃； c）t>100℃时，各相邻测试工况之间的进口温度之差宜大于30℃。 试验期间应按14.4的规定进行参数测量

14.6.4.2试验周期数据要求

试验至少应包含4组数据，各组数据的工质进口温度应均匀分布在集热器指定工作温度范围内。 每个工质进口温度应至少记录4个独立的数据点。用室内太阳模拟器试验时，每个工质进口温度应至 少记录2个独立的数据点。 试验周期内所有试验参数与平均值的偏差均满足表4的规定，如果已知时间常数，则每组数据的试 验周期应至少是集热器时间常数的4倍。如果时间常数未知，液体加热集热器每组数据的试验周期不 应小干16min

表4试验周期内的测量参数偏差限值

4.7集热器参数的计算

14.7.1液体加热集热器

14.7.1.1有用得热量的计算

单位时间内集热器有用得热量Q的计算见公式（9）： Q=m·cAT ·（9 c：应使用与工质平均温度对应的值。如果质量流量m直接从流量计获得，则密度应与流量计的工 质温度对应。 Q的计算模型如14.7.1.2描述，模型中的风速u'=u一3m/s，其中u是14.3.5中规定的环境风速 如果模型不适用，应使用集热器性能测试的数据表

GB/T 42712021

14.7.1.2液体加热集热器的稳态试验方法

Q的计算模型如公式（10）所示：

对于使用人工风机实现2m/s~4m/s风速条件测试的带玻璃盖板集热器，系数a3、a4、a6、a可设 置为0。对于聚光比CR<20的集热器，参数α：可设置为0。其他类型集热器根据实验数据回归得出。 对于单层玻璃平板型集热器，人射角小于或等于30，不需使用入射角修正系数对集热器接收的太 能进行修正；对于真空管型集热器，人射角小于或等于10，不需使用人射角修正系数对集热器接收 的太阳能进行修正。 集热器瞬时效率由归一化温差T的函数方式表示出来。 当使用集热器进出口的传热工质平均温度t时，计算见公式（11）

归一化温差的计算见公式（12）

若α2的计算值是负数，则不应选用二次拟合。 对于系数a3va4va6va，不可置为0的集热器，应按照公式（10)进行拟合。 试验条件应记录在附录A给出的数据表格内，利用二次拟合结果绘制曲线图时DB63∕T 1851-2020 公路波纹钢板挡土墙施工技术规程，G应取 800W/m²

集热器功率P应根据公式（15)计算，依据表5列出计算结果。

利用公式（15)计算集热器峰值功率Ppeak时，G取1000W/m，n取集热器峰值效率。峰值功率 应在检验报告中给出，

表5集热器功率（续）

14.7.3参考面积转换

CJJ 90-2002 生活垃圾焚烧处理工程技术规范14.8有效热容和时间常数的测定

有效热容和时间常数是描述集热器瞬时性能的重要参数。在运行时，每个集热器部件对运行条件 的响应不同，因此有必要将集热器作为一个整体考虑其有效热容量。 有效热容和时间常数不是集热器的简单定值常数，参数的确定与运行条件相关。因此，试验应按下