GBT 17049-2024 全玻璃真空太阳集热管标准立项发展报告

全玻璃真空太阳集热管标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:All-glassVacuumSolarCollectorTube摘要关键词：全玻璃真空太阳集热管；太阳能热利用；国家标准；技术修订；性能要求；耐久性Keywords:All-glassvacuumsolarcollectortube;Solarthermalutilization;Nationalstandard;Technicalrevision;Performancerequirements;Durability一、引言1.1立项背景与意义太阳能作为最丰富、最清洁的可再生能源之一，在全球能源结构转型中占据重要地位。我国太阳能资源十分丰富，三分之二以上国土面积年日照时数超过2200小时，具备大规模开发利用太阳能的优越自然条件。全玻璃真空太阳集热管作为太阳能热水器、太阳能采暖系统及太阳能工业热利用装置的核心集热元件，自20世纪90年代在我国实现产业化以来，已形成完整的产业链条和成熟的市场体系。截至2023年底，我国太阳能热水器保有量超过5亿平方米，居世界首位，年产量占全球总产量的70%以上。全玻璃真空太阳集热管年产量超过1亿支，行业产值规模庞大。然而，随着市场规模的持续扩大，产品同质化竞争加剧、部分低质产品流入市场等问题日益突出，亟需通过标准的修订升级来引导行业健康发展。GB/T17049《全玻璃真空太阳集热管》自1997年首次发布以来，在规范产品生产、保障质量安全、促进技术进步等方面发挥了重要作用。然而，二十余年间，集热管产品的制备工艺、膜层技术、玻璃材料、封接工艺等均取得了显著进步，原标准的部分技术指标已难以适应产业发展的实际需要。与此同时，国际标准化组织（ISO）关于太阳集热器的标准体系也在不断更新，我国标准的部分技术指标与国际先进水平存在差距，亟需修订提升。1.2标准修订的政策背景“十四五”期间，国家陆续出台了一系列支持太阳能热利用产业发展的政策文件。2022年，国家发展改革委、国家能源局联合发布的《“十四五”可再生能源发展规划》明确提出，要推动太阳能热利用与建筑一体化发展，扩大太阳能采暖、制冷和工业热利用规模。国务院《2030年前碳达峰行动方案》亦将太阳能热利用列为重点推广的清洁能源技术路径之一。二、标准发展历程2.1首版标准的发布与历史贡献GB/T17049-1997《全玻璃真空太阳集热管》是我国太阳能热利用领域最早的国家标准之一，于1997年首次发布实施。该标准的制定工作起始于20世纪90年代初，由原中国太阳能热水器质量监督检验中心组织起草，清华大学、北京市太阳能研究所等单位参与了主要技术指标的论证工作。首版标准主要参照了当时国际先进水平的技术要求，结合我国产业发展初期的实际情况，对全玻璃真空太阳集热管的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则等做出了系统规定。该标准的发布实施，为我国全玻璃真空太阳集热管的规模化生产和质量控制奠定了重要技术基础。在标准实施后的二十余年里，我国全玻璃真空太阳集热管产业实现了从引进消化到自主创新的跨越式发展，产品性能大幅提升，产业规模持续扩大，国际市场竞争力显著增强。GB/T17049-1997为提高我国太阳能热利用产品的整体质量水平、保护消费者权益、促进产业健康有序发展做出了重要历史贡献。2.2修订的必要性与紧迫性随着产业技术的快速发展，GB/T17049-1997所规定的内容已难以满足当前产业发展的实际需求，主要体现在以下几个方面：（1）技术指标滞后。原标准中规定的空晒性能参数、闷晒太阳辐照量、平均热损系数等核心指标，主要基于20世纪90年代的技术水平制定。近年来，随着选择性吸收涂层技术的不断进步，尤其是磁控溅射渐变铝-氮/铝（Al-N/Al）选择性吸收涂层的广泛应用，集热管的光学性能和热性能已大幅提升，原标准中的技术指标偏低，不利于优势企业通过标准化手段体现产品技术优势，一定程度上削弱了标准对技术进步的引导作用。（2）检测方法有待完善。原标准中的部分试验方法在操作性和重复性方面有待改进。例如，涂层附着力测试中使用的传统胶带撕拉法存在人为因素影响较大的问题；空晒性能测试中对环境条件的控制不够严格，不同实验室之间的检测结果偏差较大。（3）缺少新的技术类型。近年来，市场上出现了多种新型集热管产品，如热管式真空集热管、U型管式真空集热管等，这些产品在原标准中没有相应的技术要求。同时，随着太阳能中温热利用技术的发展，工作温度超过100℃的中温集热管产品不断涌现，原标准中主要以低温热利用为目标的指标体系需要拓展。（4）与国际标准协调性不足。国际标准化组织ISO/TC180（太阳能）已对相关标准进行了多次更新，国际能源署（IEA）太阳能供热制冷项目（SHC）也发布了多项关于太阳集热器测试方法的技术报告。我国标准的部分技术内容与ISO9806等国际标准存在不一致之处，不利于我国产品的国际贸易和技术交流。基于上述原因，全国太阳能标准化技术委员会于2021年正式向国家标准化管理委员会提出修订GB/T17049的立项申请，并获得批准。三、标准主要修订内容3.1标准整体框架的优化GB/T17049-2024在整体框架上延续了原标准的基本结构，同时根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，对章节编排进行了优化调整。标准正文包括范围、规范性引用文件、术语和定义、分类与标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等章节。在术语和定义方面，新版标准对若干重要术语进行了修订完善，增加了“选择性吸收涂层”“发射比”“吸收比”“空晒性能参数”等关键术语的精确定义，删除了不再使用的旧术语，使标准术语体系更加科学规范，与ISO9488《太阳能—词汇》保持协调一致。3.2技术要求的主要变化（1）光学性能要求提升。新版标准对太阳吸收比和半球发射比两项关键光学性能指标进行了调整。在太阳吸收比方面，将原标准规定的吸收比不低于0.86（AM1.5条件）提升至不低于0.92（AM1.5条件），鼓励企业采用更高性能的选择性吸收涂层。在半球发射比方面，对于工作温度不高于100℃的集热管，要求半球发射比不高于0.080（80℃±5℃条件下测试），较原标准有较为明显的提升。（2）热性能指标完善。新版标准对空晒性能参数和闷晒太阳辐照量两项热性能指标进行了重新定义和修正。空晒性能参数反映了集热管在空晒状态下的热损失特性，新版标准根据当前技术水平，将该参数的限值进行了相应调整，采用更加严格的要求以促进产品热性能提升。闷晒太阳辐照量指标的试验条件更加明确，提高了试验的可重复性和可对比性。（3）耐热冲击性能要求细化。全玻璃真空集热管在实际使用中经常面临温度骤变的情况，如空晒后突遇冷水浇淋、早晨低温时通入热水等。新版标准在原有耐热冲击性能的基础上，将试验分为“空晒状态的耐热冲击”和“通水状态的耐热冲击”两种情形，并分别规定了具体的试验方法和判定准则，提高了标准对实际使用工况的覆盖能力和指导意义。（4）耐久性要求强化。新版标准将原有的“耐撞击性能”和“耐压性能”要求进行调整完善，增加了对内玻璃管耐水压性能的明确要求，确保集热管在长期运行和恶劣工况下的可靠性。同时，标准还对集热管的气体释放性能提出了要求，以控制真空夹层内残余气体的影响，保障产品使用寿命。（5）安全要求补充完善。新版标准增加了对集热管外观质量更加严格的判定要求，对玻璃管表面缺陷（如气泡、结石、条纹等）的分类和允许范围进行了细化规定。同时，对端部封接区域的尺寸公差和密封质量提出了更明确的要求，从源头上降低产品在运输、安装和使用过程中出现破损的风险。3.3试验方法的更新与技术要求相对应，新版标准对试验方法进行了系统更新：在吸收比和发射比测试方面，新版标准明确了采用分光光度计法测定太阳吸收比的具体操作步骤，采用红外辐射计法测定半球发射比的操作流程，并对测试条件、仪器精度、样品制备等进行了详细规定，提高了检测结果的准确性和可重复性。在空晒性能测试方面，新版标准优化了试验环境条件控制要求，对太阳辐照度、环境温度、风速等参数的限制更加严格，减少了环境因素对测试结果的影响。在耐久性试验方面，新版标准对耐热冲击试验的试验装置、试验步骤和评定方法进行了补充完善，增加了对试验结果判定的明确要求，确保不同检测机构之间结果的协调一致性。四、主要起草单位简介4.1中国建筑科学研究院有限公司中国建筑科学研究院有限公司（以下简称“中国建研院”）是GB/T17049-2024的主要起草单位之一，也是该标准修订工作的技术牵头单位。中国建研院成立于1953年，原为建设部建筑科学研究机构，2000年转制为科技型企业，2017年完成公司制改制，现为国务院国资委直属中央企业。作为全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构，中国建研院在建筑热工、可再生能源建筑应用、太阳能热利用等领域拥有深厚的科研积淀和丰富的工程实践经验。在太阳能热利用领域，中国建研院自20世纪80年代起即开展太阳能热水系统的研究和应用推广工作，是我国该领域的开创性研究机构之一。中国建研院主编了多项太阳能热利用领域的国家标准和行业标准，包括GB50364《民用建筑太阳能热水系统应用技术标准》、GB/T18713《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》等，为我国太阳能热利用标准化体系建设做出了突出贡献。中国建研院建有国家级太阳能热水系统质量检验检测中心，拥有完善的太阳集热器热性能测试平台和室外自然曝晒试验场，具备开展全玻璃真空太阳集热管全项目检验检测的技术能力和资质条件。在此次标准修订过程中，中国建研院组织开展了大量的试验验证工作，对不同企业、不同类型、不同性能水平的集热管产品进行了系统的对比测试和分析研究，为标准技术指标的合理确定提供了充分的试验数据支撑。此外，中国建研院积极参与国际标准化工作，代表中国参加ISO/TC180（太阳能）国际标准化技术委员会的各项工作，在国际标准制修订中积极发声，推动我国太阳能热利用产品的测试方法和评价体系与国际接轨，提升我国在该领域的国际影响力和话语权。4.2其他主要起草单位除中国建研院外，本标准修订工作还汇聚了行业内多家优势单位和专家力量，包括北京市太阳能研究所集团有限公司、皇明太阳能股份有限公司、四季沐歌科技集团有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京清华阳光能源开发有限责任公司、国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）、云南省产品质量监督检验研究院等。各起草单位分别从产品设计制造、检测认证、工程应用等不同维度对标准修订工作提出了专业意见和建议，保证了标准的技术内容既具有前瞻性和引领性，又兼顾了行业发展的实际情况和可操作性。五、标准实施的意义与展望5.1对产业发展的促进作用GB/T17049-2024的实施将对我国全玻璃真空太阳集热管产业产生深远影响。首先，新版标准提升了对产品光学性能和热性能的技术要求，有利于引导企业加大技术研发投入，推动选择性吸收涂层、真空获得与维持、玻璃材料等关键技术的持续进步，促进产品质量整体提升。其次，标准对耐久性和安全要求的强化，将有效淘汰部分技术能力薄弱、产品质量不达标的企业和产能，推动产业结构优化升级，促进行业集中度提高。第三，新版标准在技术指标和试验方法上进一步向ISO国际标准靠拢，有助于消除我国产品在国际贸易中的技术壁垒，提升“中国制造”全玻璃真空太阳集热管的国际竞争力和市场认可度。5.2对实现“双碳”目标的支撑作用太阳能热利用是实现建筑领域碳减排的重要技术路径之一。全玻璃真空太阳集热管作为太阳能热利用系统的核心部件，其性能水平和质量可靠性直接关系到太阳能热利用系统对化石能源的替代效果。新版标准的实施，将有力推动高性能太阳能集热产品的推广应用，加快太阳能热水、太阳能采暖在城乡建筑中的规模化应用进程，为我国实现碳达峰、碳中和目标提供有力的技术支撑和标准保障。5.3后续工作展望标准发布实施后，标准的宣贯培训、实施监督和效果评估将成为后续工作的重点。全国太阳能标准化技术委员会将会同标准起草单位，组织开展面向生产企业、检测机构、设计单位和工程应用单位的多层次标准宣贯培训活动，确保相关各方准确理解和掌握新标准的技术要求。同时，应密切关注标准实施过程中反映出的问题和建议，适时开展标准实施效果评估，为标准的进一步修订完善积累经验。此外，还应当继续深化国际标准化交流与合作，积极参与ISO/TC180相关国际标准的制修订工作，推动我国自主创新成果向国际标准转化，提升我国在全球太阳能热利用标准化领域的影响力和引领力。六、结论GB/T17049-2024《全玻璃真空太阳集热管》的修订发布，是在我国深入推进能源革命、加快实现“双碳”目标的大背景下完成的又一项重要的标准化工作成果。新版标准在继承和发扬1997年版标准成功经验的基础上，紧密结合产业技术发展现状和趋势，对核心技术指标进行了系统修订和全面提升，在光学性能、热性能、耐久性和安全性等方面均提出了更高的要求，反映了当前我国全玻璃真空太阳集热管行业的技术水平和质量需求。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T17049-2024全玻璃真空太阳集热管[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T17049-1997全玻璃真空太阳集热管[S].北京:中国标准出版社,