Сертификация Solar Keymark и механические испытания. Коллекционер на "Мучении"

Наши партнеры ArtmMisto

смотреть статью в pdf версии

Наличие сертификата Solar Keymark является требованием для получения (в некоторых странах ЕС и в некоторых программах в Польше) субсидий на покупку солнечных коллекторов. Сертификат был введен Европейской федерацией солнечной тепловой промышленности (ESTIF) в сотрудничестве с Европейским комитетом по стандартизации и выдан впервые в 2003 году. Сертификация проводится специализированными испытательными лабораториями. В настоящее время в Европе их около 20.

В рамках процедуры сертификации Solar Keymark орган по сертификации выбирает сборщика (в качестве альтернативы указывает своего представителя, который должен его выбрать) и соответствующим образом идентифицирует его. Он также утверждает лабораторию, которую будет проверять коллектор. Кроме того, проводится дополнительная оценка, подтверждающая способность и возможность повторного воспроизведения оцениваемого продукта (посредством аудита) на производственном предприятии.

Читая текст выше, можно подумать, что продукт с этим знаком на самом деле с верхней полки. Это действительно так, судите сами. Мало кто знает, через какую «пытку» проходит коллекционер, чтобы получить этот знак. Обращаясь к каждому пункту исследования, я буду ссылаться особым образом на вакуумные коллекторы - насколько они отличаются по конструкции и принципу действия и подчиняются той же методике исследования, что и плоские коллекторы. В лаборатории, согласно стандарту, проводится целая серия испытаний.

давление
Испытание на внутреннее давление в поглотителе (см. Пункт 5.2 стандарта) проводится дважды, в начале и в конце цикла качественного исследования. Он заключается в заполнении пластины поглотителя под давлением, в 1,5 раза превышающим макс. рабочее давление 10 минут. Чтобы пройти тест положительно, на плате не должно быть утечек, особенно на соединениях труб внутри коллектора.

Обращаем ваше внимание, что производитель выдает максимальное давление в коллекторе и никаких ограничений нет. Если производитель заявляет давление, например, 2 бар, испытание проводится при давлении 3 бар. Поскольку такие испытания проводятся только дважды и за очень короткое время, трудно сказать, выдержит ли коллектор много лет. Однако можно констатировать, что коллектор не будет перфорироваться при заявленном давлении, поскольку каждый коллектор на этапе производства тестируется самим производителем. Производитель в своих собственных интересах следит за тем, чтобы коллектор был герметичным, и, конечно, не будет направлять протекающий коллектор на продажу.

температура
Стойкость к высокой температуре (см. Пункт 5.3 стандарта) состоит в проверке устойчивости материалов коллектора к кратковременному действию температур застоя, то есть максимальной температуры, которую достигает поглотитель без потока рабочей среды. Тест также определяет полученную температуру застоя в коллекторе. В этом случае ущерб не допускается.

В плоском коллекторе в основном исследуется, не будет ли отслаиваться поглощающий слой из-за температуры застоя (180-200 ° C или даже выше 200 ° C) и будет ли изоляционный материал (теплоизоляция) коллектора выделять газы или влагу, которые оседают на лобовом стекле, ухудшая его эффективность. Кроме того, внимание уделяется тому, есть ли какие-либо деформации внутри коллектора. Материал, из которого изготовлен поглотитель (медь или алюминий), теперь покрыт поглощающим слоем не изготовителем коллектора, а высокоспециализированными компаниями, которые только занимаются этим. Этот тест проводится практически на повторных материалах, потому что существует всего несколько производителей поглотителей. Напротив, каждый утепляет коллектор с использованием минеральной ваты без «связующего», так что при температуре застоя практически ничего не выделяется. Указанная температура застоя достигается только за счет поглотителя солнечного коллектора, а из-за очень низкой эмиссии поглотителя стекло и рама коллектора достигают в несколько раз более низких температур, которые не способны воздействовать на какие-либо внутренние элементы. В вакуумном коллекторе такой тест необоснован из-за его конструкции. Отдельные вакуумные трубки с абсорбирующим листом внутри выпускаются специализированными компаниями, у которых производитель коллекторов их покупает. Как и в случае коллекторов с плоскими пластинами, одни и те же трубы испытаны в приложениях многих производителей. В Европе существует только одна компания, производящая этот тип труб. Напротив, в вакуумных трубках с двойными стенками абсорбирующий слой распыляется на внешний слой внутренней трубы, а сам абсорбер отделен внутри трубки слоем стекла. В этом случае необходимо проверить, что происходит и в какой степени состояние застоя влияет на степень удержания поглотителя на стекле, но в этом исследовании этого не делается.

Ekspozycyjność
Экспозиция (см. Пункт 5.4 стандарта) включает проверку выдержки коллектора в течение как минимум 30 дней с выдержкой> 14 МДж / м2. Не допускается материальное повреждение или проникновение воды. Другими словами, коллекционер «жарит» целый месяц на солнце. Наиболее важным эффектом этого теста является медленная подача коллектора в состояние застоя и естественного охлаждения до температуры окружающей среды. Можно было бы спросить, достаточно ли месяца, чтобы уловить все недостатки, связанные со строительством коллектора. Конечно, в такой короткий период не будет ситуации, в которой они потеряют свои свойства прокладки, лак исчезнет (если это произойдет), или труба в вакуумном коллекторе или что-то еще сломается. Только в вакуумных коллекторах, основанных на принципе тепловой трубы, одна горячая труба может быть распечатана из-за создания относительно высокого давления в застойном состоянии. Но если концы этих трубок сварены, а не замешены, то даже это давление не сможет порвать эту трубку из-за небольшого количества жидкости, превращенной в пар.

Термический шок
* Внешний тепловой удар (см. Пункт 5.5 стандарта) состоит в том, что коллектор вводится в максимальную температуру застоя, а затем при быстром охлаждении путем промывания холодной водой. Это вызывает напряжения в корпусе, его покрытии и напряжения в самой пластине абсорбера. Не должно быть деформации или растрескивания испытуемого коллектора.

В плоских коллекторах ванна или рама коллектора с прикрепленными задними стенками являются очень мягким элементом, только стекло придает жесткость всей конструкции коллектора. Стекло для каркаса или коллекторного бассейна обычно клеится на силикон или полиуретан, и поэтому очень гибкий материал. Если из-за температуры стекло немного увеличит свои размеры, рама или ванна коллектора претерпит небольшую деформацию. Поскольку коллектор переводится в застойное состояние, а поглотитель достигает самой высокой температуры, это не означает, что эта температура достигнет ванны или рамы коллектора и стекла, покрытого коллектором. Стекло коллектора в этой ситуации достигает температуры около 80 ° С, а налив холодной воды не может ничего здесь изменить, стекло не треснет, потому что оно закаленное. С другой стороны, оправдание испытания на внешнее ударное воздействие заключается в определении напряжений самого поглотителя. Абсорбер снизу обмотан шерстью, а на боковой стороне стекла слой воздуха. Заливка коллектора холодной водой не приведет к остыванию абсорбера, как стекло. Внешний тепловой шок, как следует из названия, только ухудшает внешние элементы. Однако такой тест для вакуумного коллектора является странным. Напряжение вакуумного коллектора не приведет к нагреву какого-либо внешнего элемента (будут нагреваться только трубки, выступающие из прокладки на боковой стенке).

* Внутренний тепловой удар (см. Пункт 5.6 стандарта) состоит в том, чтобы ввести коллектор в максимальную температуру застоя, а затем резко охладить через поток холодной воды через поглотитель. Это вызывает напряжения в корпусе, его крышке и напряжения в самой пластине абсорбера. Не допускается никаких деформаций или трещин в тестируемом продукте.

В связи с тем, что на плоских коллекторах со структурой арфы и вакуумных трубчатых коллекторах с трубкой имеется множество сварных швов труб, прикрепленных друг к другу, этот тип испытаний направлен на создание напряжений сварного шва и демонстрацию того, подходят ли используемый метод сварки и используемый клей для термического удара. , Но чтобы увидеть, так ли это, одного теста недостаточно - нужно провести по крайней мере дюжину или около того тестов (если не несколько дюжин!). Однако для плоских коллекторов с меандрирующим устройством и вакуумных коллекторов для тепловой трубы такое испытание является необоснованным, поскольку поглотители в меандровой системе представляют собой одну трубу без каких-либо сварных швов. Можно еще задаться вопросом: не отлетит ли под воздействием такого удара амортизирующая пластина, закрепленная на самой трубке в плоских коллекторах. Теперь трубки, которые получают тепло от поглотителя, прикрепляются к нему ультразвуком или лазерной сваркой. Торговые автоматы делают это, и трудно ожидать, что что-то случится с одной попыткой. Здесь, как и в предыдущем случае, внутренний удар может повлиять на внутренние элементы коллектора, и утверждение о напряжениях корпуса является ложным. Этот тест похож на повторение теста на термостойкость с элементами теплового удара. Вы можете свободно объединить эти два теста в один.

Попытка дождя
Другим испытанием, которое должен пройти испытанный коллектор, является испытание на утечку в дожде. Это относится только к коллекторам со щитами (см. Пункт 5.7 стандарта). Проникновение воды в солярий не допускается. Тест состоит в моделировании дождя в течение 4 часов во всех направлениях к корпусу коллектора. Этот тест имеет смысл в случае плоских коллекторов, где рама коллектора и задняя часть сложены как отдельные элементы. Однако, если основание коллектора представляет собой «ванну», вода может попасть в коллектор только путем герметизации стекла с ванной или боковыми уплотнениями коллекторных труб, но в соответствии со стандартом должны быть вентиляционные отверстия, чтобы дождевая вода не входила - см. Стандарт, касающийся требования. Производители коллектора знают эти требования и размещают вентиляционные отверстия для предотвращения проникновения воды. Я не знаю случаев, когда в выпускаемых в настоящее время коллекторах прокладка под стеклянной панелью «открывается» (в общем, стекло постоянно приклеено к раме коллектора, и прокладки настолько плотные, что вода не проникает внутрь). Однако в вакуумных коллекторах такой тест проверяет, пропитается ли шерсть в главной шине. То же самое относится и к герметизации труб, выведенных из коллектора. И здесь, как и на плоской пластине, использование различных типов уплотнений надёжно защищает коллектор от проникновения воды внутрь. Однако иногда может случиться так, что после нескольких месяцев работы коллектор станет запотевшим. Затем его обменивают, потому что на такие дефекты производитель дает долгосрочную гарантию, а четырехчасовое интенсивное затопление коллектора водой, однако, слишком короткое.

Давление, удар, замерзание ...
* Устойчивость к механическим воздействиям (см. Пункт 5.9 стандарта) заключается в моделировании возможных существующих давлений на коллекторе и его корпусе. Нагрузка составляет порядка 100 кг / м2 (давление 1000 Па). Никакие деформации или повреждения не допускаются. В вакуумных коллекторах это испытание может проводиться только для корпуса шины коллектора, поверхность которого мала, и поэтому силы, приложенные в этом размере пропорционально поверхности корпуса, приводят к тому, что на него помещается вес 1 кг.
* В испытании на удар (см. Пункт 5.1 стандарта) проверяется стойкость стеклопакета к удару. Испытание состоит в том, чтобы оставить стальной шарик весом 150 г с высоты 2 метра на коллектор. Повреждения не допускаются (на стекло также бьют ледяные шарики определенного веса и удельной энергии - возникает вопрос, насколько это отражает реальные условия эксплуатации).

Этот тест для вакуумных коллекторов проводится только с использованием ледяных шариков. Поскольку производитель вакуумных трубок определяет размер этих пуль, гарантируя долговечность, испытание является лишь дублированием того, что производитель давно проверил.
* Испытание на замерзание проводится только в случаях, указанных в пункте 5.8 стандарта.
* Температура застоя (см. Приложение C к стандарту). В плоской пластине температура застоя измеряется в середине ширины поглотителя и 2/3 высоты. С другой стороны, секрет в том, где измерить температуру застоя в двухсторонней вакуумной трубке, сверху или снизу. Может ли он выбрать среднее из нескольких измерений по его длине? Есть также отдельные вакуумные трубки с абсорбирующим листом внутри. Там невозможно измерить температуру застоя.
* Окончательная проверка (см. PN-EN 12975-2: 2007, 5.11). Коллектор, пройдя через 10 исследовательских станций, вновь проверяется, не ушли ли нам какие-либо дефекты. Затем выдается отчет о коллективных испытаниях, и коллекционер может получить товарный знак Solar Keymark.

Это конец ...
На этом этапе следует рассмотреть, какие из этих испытаний подтвердят недостатки в производстве коллектора и, в частности, вакуумного коллектора, для которого применяемые методы испытаний являются необоснованными и не дают ничего нового. Те же испытания проводятся каждым производителем самостоятельно, понимая, что им была предоставлена ​​долгосрочная гарантия. Обращаем ваше внимание на то, что это неразрушающие испытания, поэтому неизвестно, как далеко вы можете пройти до приложенных сил, использования высоких и низких температур, времени полива. Смею сказать, что эти тесты настроены так, что каждый коллекционер пройдет их. Обратите внимание на то, из каких материалов собраны коллекторы: алюминий, медь, нержавеющая сталь, стекло, шерсть, уплотнения. Каждый из этих материалов производится в соответствии со стандартами. Производство коллектора сводится практически к его сборке, как кирпичи Lego. Единственным чувствительным элементом плоских (арфовых) и вакуумных коллекторов являются сварные швы внутри коллектора, но в этом случае производитель сам проверяет герметичность соединений в процессе производства, поскольку освобождение негерметичного коллектора может дорого обойтись ему (так что это в его интересах) , Даже Польский Центр Аккредитации, который выдает Сертификаты соответствия стандарту для солнечных коллекторов, заказывает и проверяет станцию ​​производителя на герметичность. Поскольку коллектор представляет собой устройство, которое подвергается воздействию постоянно меняющихся погодных условий, этот тип исследований не может заставить нас осознать в такой короткий период исследований, будет ли коллектор «жить» в течение многих лет эксплуатации, и это важно, поскольку предположения говорят о 20- 30 лет жизни коллекционера. Наконец, можно спросить, не знают ли владельцы знака «Солнечный знак» обо всех этих недостатках исследования (в частности, вакуумные коллекторы), тем более что получение знака связано с затратами на уровне ок. евро, который стоит сборщику конечного пользователя. Ну, они знают об этом факте, выражая это на своем сайте, зная об огромных недостатках в методах исследования.

Я думаю, что пришло время подумать о том, следует ли вводить другие испытания, в том числе разрушительные, которые отражали бы надежные механические и тепловые испытания солнечных коллекторов - другие для плоских коллекторов и другие для вакуумных коллекторов. Нам также нужно установить чуть более высокую планку для некачественных коллекционеров.

Витольд Яблонский

Похожие