《太陽能集熱器熱效率提升及評價方法》標準草案

1T/XXXXX—2024太陽能集熱器熱效率提升及評價方法本文件規(guī)定了太陽能集熱器熱效率的術語和定義、熱效率提升技術、實施流程及熱效率提升技術效果評價。本文件適用于太陽能集熱器熱效率提升及效果評價。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，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2589綜合能耗計算通則GB/T4271太陽能集熱器性能試驗方法GB/T6424平板型太陽能集熱器GB/T13234用能單位節(jié)能量計算方法GB/T28750節(jié)能量測量和驗證技術通則GB/T32045節(jié)能量測量和驗證實施指南GB/T40064節(jié)能技術評價導則3術語和定義3.1熱效率提升thermalefficiencyimprovement通過對太陽能集熱器進行技術提升，提高太陽能熱利用效率，降低傳統能源消耗。3.2項目邊界projectboundary熱效率提升評價時，實施熱效率提升所影響到的集熱設備及系統的范圍和地理位置界線。3.3基期熱效率energyconsumptioninbaselineperiod基期內，項目邊界內集熱設備及系統的熱效率值。3.4核定期能耗energyconsumptioninreportingperiod2T/XXXXX—2024核定期內，項目邊界內集熱設備及系統的熱效率值。4熱效率提升技術集熱器熱效率提升主要途徑是開發(fā)透明蓋板、高透射比涂層、增加流動工質的吸熱量和減少熱損失。其方法有：1）研發(fā)透光率高的蓋板玻璃；2）開發(fā)高吸收比、低紅外發(fā)射率的選擇性吸收涂層及減反射涂層；3）通過對吸熱板材料、厚度、幾何尺寸等優(yōu)化提高集熱器熱效率；4）通過改變集熱器流道結構如波紋板、縮放板等，或利用粗糙面、擾流裝置；或微通道等有效提高傳熱效率；5）通過流體流動參數優(yōu)化提高集熱效率；6）采用雙層蓋板和透明蜂窩結構以減少蓋板散熱損失；7）優(yōu)化空氣夾層間距使透明蓋板與吸熱板之間空氣對流傳熱損失最??；8）保溫材料導熱系數足夠低，厚度達到最低熱損失要求。5熱效率提升技術實施流程熱效率提升技術實施流程主要包括基準期熱效率測試、熱效率提升技術方案、技術實施、核定期熱效率測試及熱效率提升技術效果評價。集熱器熱效率實施流程如圖1所示。圖1集熱器熱效率實施流程圖3T/XXXXX—20246熱效率提升技術效果評價6.1熱效率計算方法平板太陽能集熱器熱量傳遞過程如圖2所示。圖2太陽能平板集熱器能量傳遞過程當太陽能輻射到平板集熱器的玻璃蓋板后，部分能量被涂有涂層的吸熱板吸收后轉化為熱能Q0。被轉化的熱能傳遞給通道內的流體，流體溫度升高后流入水箱，被工質吸收的熱量稱為有效能Q1，集熱器玻璃蓋板和保溫層以對流和輻射的形式向周圍環(huán)境散熱，散熱損失包含玻璃蓋板頂部熱損失Q2和四周邊緣熱損失Q3。該能量傳遞過程，循環(huán)往復直至穩(wěn)定。根據能量平衡，有：23其中：p(ToutTin)式中：Q0為有效輻射能，單位為瓦特（W4T/XXXXX—2024Q1為集熱器自身溫度升高而儲存的能量，單位為瓦特（WQ2為集熱器內工質吸收的熱量，單位為瓦特（WQ3為集熱器系統的熱損失，單位為瓦特（WA為集熱器有效采光面積，單位為平方米（m2G為單位面積太陽能輻照度，單位為瓦每平方米（W/m2(τ?)e為透明蓋板透射比和吸熱板吸收比的有效乘積，無量綱。m為流經集熱器系統的工質的質量流量，單位為千克每秒（kg/sCp為定壓比熱，單位為焦耳每千克開爾文（J/（kg·KTout為工質出口溫度，單位為開爾文（KTin為工質進口溫度，單位為開爾文（Ka2為邊緣熱損失系數，單位為瓦每平方米攝氏度（W/(m2·℃)A2為周邊面積，單位為平方米（m2T2為周邊緣保溫棉外表面溫度，單位為開爾文（KTa為環(huán)境溫度，單位為開爾文（Ka3為底部熱損失系數，單位為瓦每平方米攝氏度（W/(m2·℃)A3為底部面積，單位為平方米（m2T3為底部保溫棉外表面溫度，單位為開爾文（K）。集熱器熱效率是集熱器有用能與投射到集熱器上的太陽能之比，太陽投射到集熱器的正反平衡熱效率分別為：式中：η為正平衡熱效率，單位為百分比（% η為反平衡熱效率，單位為百分比（%U為集熱器總熱損失系數，單位為瓦每平方米攝氏度（W/(m2·℃)5T/XXXXX—2024Td為吸熱板表面溫度，單位為開爾文（K）。6.2熱效率提升技術效果評價集熱器系統熱效率評價采用正平衡效率進行，方法按式(8)計算：Δη=η2η1（8）式中：Δη—熱效率提升值，單位為百分比（%）；η2—太陽能集熱器核定期熱效率，單位為百分比（%）；η1—太陽能集熱器基期熱效率，單位為百分比（%）。根據式（8可以計算出實施太陽能集熱器熱效率提升技術前后的熱效率變化值，也為技術對熱效率的貢獻值。7評價結果7.1熱效率提升技術效果評價工作由相關能效測評單位實施。7.2熱效率提升技術效果評價工作可以通過審閱企業(yè)太陽能熱系統相關資料、盤查相關賬目、數據具的能效檢測報告提供的相關信息和數據，出于評價所需，可以進行太陽能供熱系統的運行現場測試驗證。對于太陽能補供熱系統進行相關指標參數的測評及計算，最終匯總形成對應的太陽能供熱系統熱效率提升技術效果評價報告，見附錄A。6T/XXXXX—2024附錄A（規(guī)范性附錄）表A太陽能集熱器熱效率提升及評價方法結果報告單位名稱評價日期環(huán)境溫度(℃)系統名稱系統編號規(guī)格型號評價標準熱效率提升技術評價結果備注1)研發(fā)透光率高的蓋板玻璃；2)開發(fā)高吸收比、低紅外發(fā)射率的選擇性吸收涂層及減反射涂層；3)通過對吸熱板材料、厚度、幾何尺寸等優(yōu)化提高集熱器熱效率；4)通過改變集熱器流道結構如波紋板、縮放板等，或利用粗糙面、擾流裝置；或微通道等有效提高傳熱效率；5)通過流體流動參數優(yōu)化提高集熱效率；6)采用雙層蓋板和透明蜂窩結構以減少蓋板散熱損失；7)優(yōu)化空氣夾層間距使透明蓋板與吸熱板之間空氣對流傳熱損失最?。?)保溫材料導熱系數足夠低，厚度達到最低熱損失要求。熱效率提升技術效果評價評價結果備注9)實