---

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Енергозбереження

НЕТРАДИЦІЙНІ ТА ПОНОВЛЮВАНІ
ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ
КОЛЕКТОРИ СОНЯЧНІ ПЛОСКІ

Методи випробування

ДСТУ 4034-2001

Київ
ДЕРЖСТАНДАРТ УКРАЇНИ
2001

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО І ВНЕСЕНО Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації № 111, Проб­лемним інститутом нетрадиційних енерготехнологій та інженерингу Академії будівництва України, AT «Енергетичний інститут ім. Кржижановського» РАТ «ЄЕС Росії», Інститутом високих темпера­тур Російської Академії наук

2 ЗАТВЕРДЖЕНО І ВВЕДЕНО В ДІЮ наказом Держстандарту України від 27 червня 2001 р. № 317

З ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4 РОЗРОБНИКИ: М. Рабінович, канд. техн, наук; А. Ферт, канд. техн, наук; Б. Тарніжевський, д-р техн, наук; С. Фрід; В. Хаванський, канд. техн, наук; І. СтояноваЗМІСТ

с.

1. Сфера застосування 1

2. Нормативні посилання 1

3. Визначення 2

4. Позначення 2

5. Номенклатура, мета й порядок перевірок З

6. Оцінювані показники та розрахункові співвідношення З

7. Методи випробування 4

   1. Випробування на граничне нагрівання 4

   2. Випробування на зовнішній тепловий удар 5

   3. Випробування на внутрішній тепловий удар 5

   4. Випробування на внутрішній тиск (опресування) 5

   5. Випробування на вологонепроникність 6

   6. Динамічне теплове випробування 7

   7. Випробування для визначення теплової ефективності 8

   8. Гідравлічне випробування 9

   9. Випробування на заморожування 10

Додаток А Вимоги до енергетичних характеристик імітатора сонячного випромінювання 11

Додаток Б Схеми підключення сонячного колектора до випробувальних стендів 11

Додаток В Типова форма протоколу випробування 14

Додаток Г Визначення сталої часу сонячного колектора 26ДСТУ 4034-2001 (ГОСТ 30757-2001)

Поправка (ШС 2-2002) внесена в текстДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

НЕТРАДИЦІЙНІ ТА ПОНОВЛЮВАНІ
ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ
КОЛЕКТОРИ СОНЯЧНІ ПЛОСКІ
Методи випробування

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
КОЛЛЕКТОРЫ СОЛНЕЧНЫЕ ПЛОСКИЕ

Методы испытаний

ENERGY SAVING

NONTRADICIONAL AND RENEWABLE
ENERGY SOURCES
FLAT-PLATE SOLAR COLLECTORS
Methods of testing

Чинний від 2002-01-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт поширюється на не сполучені з акумуляторами тепла плоскі сонячні колектори (далі — СК) з металевою поминальною панеллю, світлопрозорою верхньою теплоізоляцією чи без неї та рідинним теплоносієм, які використовують у системах з природньою чи примусовою циркуляцією теплоносія для гарячого водопостачання, тепло- чи холодопостачання комунально- побутових, промислових і сільськогосподарських об'єктів.

Цей стандарт установлює номенклатуру та порядок перевірок, яким піддають СК під час прий­мальних, типових і сертифікаційних випробувань у натурних або лабораторних умовах за допо­могою імітатора сонячного випромінення (далі — ІСВ). Вимоги до енергетичних характеристик ІСВ наведено в додатку А.

2. НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі стандарти:

ДСТУ 3193-95 Метрологія. Державна повірочна схема для засобів вимірювань енергетичної освітленості некогерентним випроміненням

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые изме­рения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 28310-89 Коллекторы солнечные. Общие технические условия

З ВИЗНАЧЕННЯ

У цьому стандарті, крім наведених у ГОСТ 28310, використовують такі терміни та визначення:

• стала часу СК — проміжок часу, протягом якого температура теплоносія на виході з СК після стрибкоподібної зміни густини сонячного випромінення, що падає на СК, чи температури теплоносія на вході досягне 0,632 від різниці її стаціонарних значень до та після дії.

• коефіцієнт гідравлічного опору СК — параметр, що визначає втрати напору в частках від гідродинамічного тиску, віднесені до швидкості теплоносія в підвідному патрубку СК.

• приведена теплоємність СК — кількість теплоти, необхідна для нагрівання заповненого теплоносієм СК на один градус, віднесена до 1м² його габаритної площі.

• імітатор сонячного випромінення (ІСВ) — джерело випромінення, спектр якого подібний до сонячного.

4 ПОЗНАЧЕННЯ

У цьому стандарті використовують умовні позначення, наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 —Умовні позначення та назви величин

5. НОМЕНКЛАТУРА, МЕТА Й ПОРЯДОК ПЕРЕВІРОК

   1. Випробування на граничне нагрівання

Мета випробування — перевірка спроможності СК витримувати без пошкоджень граничні температури, яких він досягає в разі експозиції на сонце без циркуляції теплоносія.

Мета випробування — перевірка спроможності СК витримувати без пошкоджень дію холод­ної води на розігрітий до граничної температури СК (наприклад, дощ у ясний сонячний день або миття прозорої ізоляції).

Мета випробування — перевірка спроможності СК витримувати без пошкоджень заповнен­ня холодним теплоносієм розігрітої до граничної температури поглинальної панелі (далі - ПП).

Мета випробування — перевірка спроможності ПП протистояти без зруйнування дії тиску тепло­носія, що трапляється в практиці експлуатації та який зазначено в паспорті (формулярі, ТУ) на СК.

Мета випробування — перевірка захищеності СК від проникнення дощової води всередину.

Мета випробування — визначення сталої часу СК.

Мета випробування — визначення основних теплотехнічних характеристик СК:

• добутку оптичного ККД сонячного колектора та коефіцієнта ефективності ПП;

• добутку загального коефіцієнта теплових втрат СК та коефіцієнта ефективності ПП.

Мета випробування — визначення значення гідравлічного опору СК.

Мета випробування — перевірка спроможності СК витримувати без пошкоджень багаторазове заморожування та відтавання в зимовий період (наприклад, замерзання вночі та прогрівання в сонячний день).

5. ОЦІНЮВАНІ ПОКАЗНИКИ ТА РОЗРАХУНКОВІ СПІВВІДНОШЕННЯ

   1. Добутки оптичного ККД і загального коефіцієнта теплових втрат на коефіцієнт ефективності ПП (F'- (та) і F'-U_l) обчислюють за результатами випробувань визначенням коефіцієнтів з рівнян­ня для ККД сонячного колектора

<! = < (ta)-F' U_t у. (1)

де Af = 0,5 (f_BMX + f_BX) - t₀ за умови додержання нерівності G • с_р> 2U_L.

_ G gp^Bwx ~kx)

t (T)-tⁿ

-0.632. (3)

‘вих ‘вих

де — температура теплоносія на виході СК до зміни густини потоку сонячної радіації чи його температури на вході СК, °С;^_их — температура теплоносія на виході СК у стаціонарному стані після зміни густини по­току сонячної радіації чи його температури на вході СК, °С.

Ч-е^+к- <⁴>

де Re = ^;

тсор.

Ь ' к — коефіцієнти, які визначають за результатами випробувань.

$ = 1,234 ₍5)

(GA)²

5. МЕТОДИ ВИПРОБУВАННЯ

   1. Випробування на граничне нагрівання

      1. Засоби контролю та допоміжне обладнання

Під час випробування СК на граничне нагрівання використовують такі прилади:

• піранометр типу М-80 у парі з вторинним приладом;

• термометр із шкалою 0—50 °С з ціною поділки 1 °С;

• анемометр будь-якого типу.

Піранометр разом із вторинним приладом повинно бути проградуйовано згідно з ДСТУ 3193.

Допоміжним пристроєм для проведення випробування є випробувальний стенд, обладнаний опорною рамою для закріплення СК і піранометра. Під час випробування в лабораторних умо­вах використовують ІСВ.

Перед початком випробування поминальну панель СК слід ретельно промити зсередини. Підвідні та відвідні штуцери треба перевірити на відсутність задирок і вм'ятин на різьбі. Прозору ізоляцію слід промити та насухо витерти зовні, після чого СК закріплюють на опорній рамі лицьо­вою поверхнею до джерела випромінення перпендикулярно до напрямку випромінювання з можливим відхиленням до 30° і теплоносієм не заповнюють. Нижні патрубки СК закривають для запобігання циркуляції повітря в ПП, а верхні патрубки залишають відкритими для вільного роз­ширення повітря під час нагрівання ПП.

Підготовлений до випробування СК піддають протягом 2 год дії сонячної радіації, сумарна густина якої повинна бути від 900 до 1000 Вт/м² за температури навколишнього повітря не ниж­че 25 °С та за швидкості вітру не більше 2 м/с.

У процесі випробування вимірюють густину потоку сонячної радіації в площині СК, темпе­ратуру навколишнього повітря, швидкість вітру, а також ведуть візуальне спостереження за станом СК.

СК вважають таким, що витримав випробування, якщо на випробуваному зразку не виявле­но деформації ПП і корпусу СК, тріщин на склі, облущування зовнішнього декоративного покрит­тя, виділення газу з ущільнень і теплоізоляції, відшарувань та інших змін теплопоглинального по­криття ПП.

Усі випробувальні режими, особливі умови, одержані результати вимірювання, а також ви­сновки за результатами експерименту фіксують у протоколі випробування СК, який є єдиним та обов’язковим звітним документом. Типову форму протоколу випробування наведено в додатку В.

Під час випробування СК на зовнішній тепловий удар використовують такі прилади:

• піранометр типу М-80 у парі з вторинним приладом;

• термометр із шкалою 0—50 °С з ціною поділки 1 °С;

• витратомір з похибкою, що не перевищує ± 5 % в інтервалі витрат від 0,01 до 1,00 кг/с;

• анемометр будь-якого типу.

Допоміжним пристроєм для проведення випробування є випробувальний стенд, обладнаний опорною рамою для закріплення СК і піранометра та розбризкувальним пристроєм, під’єднаним гумовим шлангом до водогону. Під час випробувань у лабораторних умовах використовують ІСВ.