ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Возобновляемая энергетика

УСТАНОВКИ СОЛНЕЧНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ И ИХ КОМПОНЕНТЫ

Методы испытаний солнечных коллекторов

Часть 2

Процедуры квалификационных испытаний

ISO 9806-2:1995 Test methods for solar collectors — Part 2: Qualification test procedures (MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ) и Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (ОАО «НИИЭС») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации 330 «Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 июня 2015 г № 17-лнст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 9806-2:1995 «Методы испытаний солнечных коллекторов. Часть 2. Процедуры квалификационных испытаний» (ISO 9806-2:1995 «Test methods for solar collectors — Part 2: Qualification test procedures»), путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей), которые выделены в тексте курсивом.

В настоящий стандарт не включена библиография ИСО 9806-2:1995 в соответствии с ГОСТ Р 1.7-2008, ссылки на соответствующие документы в тексте отсутствуют.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет особенностей объекта и аспекта стандартизации, характерных для Российской Федерации

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правипа применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16—2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее, чем за девять месяцев до истечения срока его действия, разработчику настоящего стандарта по адресу: 123007. г. Москва, ул Шеногина, д. 4 и в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: Ленинский проспект, д. 9. Москва В-49. ГСП-1. 119991.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» и журнале «Вестник технического регулирования». Уведомление будет размещено также на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

ПНСТ 42—2015

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................1

4    Общие положения........................................................................................................................................1

5    Испытание на внутреннее давление для металлической поглощающей поверхности..........................2

5.1    Жидкостные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью........................................2

5.2    Жидкостные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью, сделанной из органических материалов (пластмассы

или эластомера)....................................................................................................................................3

5.3    Воздушные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью.......................................7

5.4    Воздушные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью,

сделанной из органических материалов (пластмассы или эластомера)........................................8

6    Испытание на предельный нагрев..............................................................................................................9

6.1    Цель........................................................................................................................................................9

6.2    Оборудование и методика....................................................................................................................9

6.3    Условия проведения испытаний на открытом воздухе или при искусственном солнечном

излучении.............................................................................................................................................10

6.4    Условия испытания с тепловым контуром.........................................................................................10

6.5    Результаты...........................................................................................................................................10

7    Испытание на воздействие атмосферных условий.................................................................................11

7.1    Цель......................................................................................................................................................11

7.2    Оборудование и методика..................................................................................................................11

7.3    Условия проведения испытаний.........................................................................................................11

7.4    Результаты...........................................................................................................................................12

8    Испытание на внешний тепловой удар.....................................................................................................12

8.1    Цель......................................................................................................................................................12

8.2    Оборудование и методика..................................................................................................................12

8.3    Условия проведения испытаний.........................................................................................................13

8.4    Результаты...........................................................................................................................................13

9    Испытание на внутренний тепловой удар для жидкостных коллекторов..............................................14

9.1    Цель......................................................................................................................................................14

9.2    Оборудование и методика..................................................................................................................14

9.3    Условия проведения испытаний.........................................................................................................14

9.4    Результаты...........................................................................................................................................15

10    Испытание на влагонепроницаемость....................................................................................................15

10.1    Цель...................................................................................................................................................15

10.2    Оборудование и методика...............................................................................................................15

10.3    Условия проведения испытаний......................................................................................................16

10.4    Результаты........................................................................................................................................16

11    Испытание на морозостойкость...............................................................................................................16

11.1    Цель...................................................................................................................................................16

11.2    Оборудование и методика................................................................................................................16

11.3    Условия проведения испытаний......................................................................................................17

11.4    Результаты.........................................................................................................................................17

12    Испытание на ударопрочность (необязательное)..................................................................................17

12.1    Цель...................................................................................................................................................17

12.2    Оборудование и методика...............................................................................................................17

12.3    Условия проведения испытаний......................................................................................................18

12.4    Результаты........................................................................................................................................18

13    Заключительная проверка.......................................................................................................................18

14    Отчет об испытаниях................................................................................................................................18

Приложение А (обязательное) Форма протокола испытаний....................................................................19

Приложение Б (справочное) Равновесная температура жидкостных коллекторов.................................32

Библиография................................................................................................................................................33

III

Введение

Долговечность и надежность солнечных коллекторов и систем солнечных коллекторов имеют важное значение при оценке качества солнечной системы теплоснабжения

Коллектор должен противостоять множеству воздействий, которые могут быть четко определены и просчитаны, такие как высокое внутреннее давление жидкости, высокие температуры и влагонепро-ницаемость. Испытания, которые устанавливают способность коллектора противостоять таким воздействиям, получили название «квалификационные».

IV

ПНСТ 42—2015 (ИСО 9806-2:1995)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

Возобновляемая энергетика УСТАНОВКИ СОЛНЕЧНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ И ИХ КОМПОНЕНТЫ Методы испытаний солнечных коллекторов

Часть 2

Процедуры квалификационных испытаний

Renewable power engineering Thermal solar systems and their components Test methods for solar collectors Part 2 Qualification test procedures

Дата введения — с 2016—07—01 no 2019—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы квалификационных испытаний для определения способности солнечного коллектора противостоять воздействию деградирующих агентов

Настоящий стандарт применим ко всем типам солнечных коллекторов, включая те. в которых аккумулятор тепла конструктивно включен в коллектор, но не применим к коллекторам с концентраторами и системой слежения за солнцем.

Настоящий стандарт определяет методы квалификационных испытаний коллекторов при четких и повторяющихся условиях, но не включает критерии прохоедения/непрохождения по результатам испытания.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий национальный стандарт:

ГОСТ Р 51594-2000 Нетрадиционная энергетика. Сопнечная энергетика. Термины и определения (ISO 9488 1999. NEQ)

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 51594.

4    Общие положения

Испытания должны быть проведены в последовательности, указанной в таблице 1. используя три коллектора (А, В и С) любого типа.

Издание официальное

Некоторые испытания могут быть пропущены при согпасии всех участвующих сторон ипи по усмотрению испытатепьной лаборатории. Изменения в поспедовательности испытаний должны быть запротоколированы в результатах испытаний и должны быть указаны причины этих изменений.

Для некоторых квалификационных испытаний в конструкцию коллектора, возможно, придется вносить некоторые изменения, например, сверлить позади коллектора отверстие для установки датчика измерения температуры поглощающей поверхности (ПП). При этом необходимо проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что любое конструктивное изменение не исказит результаты последующих приемочных испытаний, например, не дадут воде попадать в водонепроницаемый коллектор.

Примечание — Данная последовательность испытаний определена с учетом минимизации затрат, обеспечивая при этом возможные последствия каждого деградирующего воздействия, которые могут быть оценены в последующем испытании

Таблица 1— Последовательность испытаний

Последовательность Раздел Испытание Коллектор 1 5 Внутреннее давление А 2 6 Предельный нагрев1) А 3 7 Испытание на воздействие атмосферных условий2) А ВиС 4 8 Внешний тепловой удар 31 А 5 9 Внутренний тепловой удар А 6 10 Влагонепроницаемость А 7 11 Морозостойкость А 8 5 Внутреннее давление (повторное испытание) А 9 — Теплопроизводительность3) А 10 — Ударопрочность(опционально) А или В 11 — Заключительная проверка А. ВиС 11 Для органических ПП испытания на предельный нагрев должны быть выполнены первыми, чтобы определить равновесную температуру коллектора, необходимую для испытания на внутреннее давление 2) Испытания на внешние и внутренние тепловые удары могут быть объединены с испытанием на воздействие атмосферных условий или испытанием на предельный нагрев 3) Испытания на теплопроиэводительность должны проводиться в соответствии с [1] и [2] для остекленных и не- остекленных жидкостных коллекторов и [3J и [4]для систем, в которых аккумулятор тепла конструктивно включен 8 коллектор

5 Испытание на внутреннее давление для металлической поглощающей поверхности

5.1    Жидкостные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью

5.1.1    Цель

ПП должна быть испытана давлением, чтобы оценить величину давления, которую она может выдерживать при эксплуатации.

5.1.2    Оборудование и методика

Установка, приведенная на рисунке А.1. состоит из источника гидравлического давления (электрического или ручного насоса), предохранительного клапана, перепускного клапана и манометра со стандартной погрешностью менее чем 5 %. Перепускной клапан используется для выпуска воздуха из ПП перед началом испытаний. Металлическая ПП должна быть заполнена водой при комнатной температуре и герметизирована для испытания давлением в течение испытательного периода. Давление должно поддерживаться в течение всего времени испытаний, а ПП должна осматриваться для установления вздутий, деформаций или трещин.

ПНСТ 42—2015

5.1.3 Условия проведения испытаний

5.1.3.1 Температура

Металлические ПП должны быть испытаны давлением при температуре окружающей среды в диапазоне от 5 °С до 30 ®С.

5.1.3.2    Давление

Испытательное давление должно быть в 1.5 раза больше максимального рабочего давления коллектора. указанного изготовителем.

Испытание давлением должно продолжаться 10 мин.

5.1.4 Результаты

Коллектор должен быть осмотрен относительно утечки, вздутия и деформаций. В протокол испытаний должны быть внесены результаты осмотра, значения испытательного давления и температуры. продолжительность испытания. Если применяемое испытательное давление было меньше чем в 1.5 раза больше максимального рабочего давления коллектора, указанного изготовителем, то это должно быть запротоколировано.

5.2    Жидкостные коллекторы с металлической поглощающей поверхностью, сделанной из

органических материалов (пластмассы или эластомера)

5.2.1    Цель

ПП должна быть испытана давлением для определения предельной величины давления, которую она может выдерживать в эксплуатации, при повышенной температуре. Испытание необходимо провести при повышенной температуре, так как устойчивость органического коллектора может ухудшиться, вследствие условий повышения температуры.

5.2.2    Оборудование и методика

Установка состоит из гидравлического или пневматического источника давления, и нагревателя ПП до требуемой в испытании температуры.

Характеристики источника искусственного солнечного излучения должны быть такими же. как у источников, используемых для определения КПД при установившихся условиях в жидкостных солнечных коллекторах.

Условия испытаний, указанные в 5.2.3. должны сохраняться по крайней мере в течение 30 мин до начала испытания и весь период испытаний.

Давление в ПП должно подниматься постепенно, как определено в 5.2.3. ПП следует осматривать после каждого увеличения давления для выявления вздутия, деформации или трещины. Давление должно сохраняться пока осматривается ПП.

Из соображений безопасности, коллектор должен быть помещен в прозрачную емкость для обеспечения безопасности персонала во взрывоопасной ситуации во время проведения испытания.

5.2.2.1 Органические ПП для использования в неостекленных коллекторах (температура испытания < 90 °С)

3

Если максимальная температура для проведения испытаний не превышает 90 °С. в качестве места для испытаний может быть использована ванна, в которую под давлением будет подаваться нагретая вода. Система подвода воды к ванне должна быть оснащена предохранительным клапаном, клапаном перепуска воздуха (если требуется) и манометром, имеющим стандартную погрешность менее 5 %. Конструкция установки показана на рисунке 2.

5.2.2 2 Органические ПП для использования в жидкостных коллекторах с масляным теплоносителем (температура испытания > 90 °С)

Если температура испытаний превышает 90 °С. то ПП должна быть испытана вместе с масляным циркуляционным контуром, т е. они подвергаются воздействию давления совместно. Контур с горячим маслом должен быть оснащен предохранительным клапаном, воздушным перепускным клапаном и манометром, имеющим стандартную погрешность менее 5 %.

ПП может быть нагрета одним из следующих способов:

-    подключение нагревателя к масляному контуру (см. рисунок 3);

-    нагревание всего коллектора от искусственного источника солнечного излучения (см. рисунок 4);

-    нагревание всего коллектора на открытом воздухе под естественным солнечным излучением (см. рисунок 4).

При испытаниях должна быть обеспечена безопасность персонала на случай взрыва и выплескивания горячего масла.

5.2.2.3 Органические ПП — испытание давлением воздуха высокой температуры

Проверка ПП давлением может быть проведена с использованием сжатого воздуха при нагревании одним из следующих методов:

-    нагревание всего коллектора искусственным источником солнечного излучения (см. рисунок 5);

-    нагревание всего коллектора на открытом воздухе естественным солнечным излучением (см. рисунок 5).

Система подвода сжатого воздуха к ПП должна быть оснащена предохранительным клапаном и манометром, имеющим стандартную погрешность менее 5 %.

4

ПНСТ 42—2015

1 — воздушный выпускной клапан. 2 — трубопровод, запечатанный с накидной гайкой. 3 — коллектор с органической ПП;

4 — манометр. 5 — температурный датчик, прикрепленный к ПП; 6 — источник горячего масла 7 — температурный датчик;

8 — циркуляционный насос. 9 — источник гидравлического давления, 10 — предохранительный клапан

1 — воздушный выпускной клапан. 2 — естественная или искусственная солнечная радиация. 3 — температурный датчик, прикрепленный к ПП; 4 — предохранительный клапан; 5 — источник масла. 6 —датчик температуры окружающей среды;

7 — циркуляционный насос; 8 — источник гидравлического давления; 9 — манометр. 10 — коллектор с органической ПП;

11 — пиранометр на плоскости коллектора; 12 — трубопровод, запечатанный с накидной гайкой

Рисунок 4 — Описание схемы для испытания на внутреннее давление органических ПП жидкостных коллекторов для использования с жидкостями на основе масла (испытание солнечным облучением)

5

Рисунок 5 — Описание схемы для испытания на внутреннее давление органических ПП жидкостных коллекторов

(пневматическое испытание под солнечной радиацией)

5.2.3 Условия проведения испытаний

5.2.3.1 Температура

Для ПП. сделанных из органических материалов, температура испытания должна соответствовать максимальной температуре, которую ПП достигает в установившихся условиях (отсутствие циркуляции).

Один из наборов параметров условий, предоставленных в таблице 2. должен быть использован для определения температуры испытания, в зависимости от климата, где будет использоваться коллектор.

Вычисления, применяемые для определения температуры испытаний, приведены в приложении В. и будут также:

-    использовать измеренную эксплуатационную характеристику коллектора, или

-    экстраполировать их на основе средних значений, измеренных при испытаниях на предельный нагрев, интенсивности солнечного излучения (естественного или искусственного) в плоскости коллектора. температуры окружающего воздуха и температуры ПП.

Таблица 2 — Исходные климатические условия для определения температуры для испытания на внутреннее давление органических ПП

Значение класса климата Климатические параметры Класс А Класс В Класс С Умеренный Солнечный Очень солнечный Суммарное солнечное излучение на коллекторной плоскости G. Вт/м"2 1000 1100 >1200 Температура окружающего воздуха _ 30 40 >40

5.2.3.2 Давление

Испытательное давление должно быть в 1.5 раза больше максимального рабочего давления коллектора. указанного изготовителем.

Для ПП. сделанных из органических материалов, давление должно повышаться ступенями по 20 кПа (приблизительно) с выдержкой на каждой ступени в течение 5 мин. Испытание должно продолжаться не менее 1 ч.