ISO 22975-3:2014
(Main)Solar energy — Collector components and materials — Part 3: Absorber surface durability
Solar energy — Collector components and materials — Part 3: Absorber surface durability
ISO 22975-3:2014 is applicable to the determination of the long term behaviour and service life of selective solar absorbers for use in vented flat plate solar collectors working under conditions corresponding to that in a typical solar domestic hot water system or combisystem. ISO 22975-3:2014 specifies a failure criterion of a solar absorber based on changes in optical performance of the absorber. The optical properties of interest are solar absorptance and thermal emittance. ISO 22975-3:2014 specifies durability testing procedures focused on resistance to high temperatures and condensation of water on the absorber surface as well as high humidity in the presence of sulfur dioxide.
Énergie solaire — Composants et matériaux du collecteur — Partie 3: Durabilité de la surface de l'absorbeur
L'ISO 22975-3:2014 est applicable à la détermination du comportement à long terme et de la durée de vie en service des absorbeurs solaires sélectifs destinés à être utilisés dans des capteurs solaires plan aéré fonctionnant dans des conditions correspondant à celles de systèmes solaires de types de production d'eau chaude sanitaire ou de système combiné. L'ISO 22975-3:2014 spécifie un critère de défaillance d'un absorbeur solaire basé sur des modifications des performances optiques de l'absorbeur. Les propriétés optiques concernées sont l'absorptance solaire et l'émissivité thermique. L'ISO 22975-3:2014 spécifie des modes opératoires d'essai de durabilité focalisés sur la résistance aux températures élevées et de la condensation d'eau sur la surface d'absorbeur autant que la résistance à une forte humidité en présence de dioxyde de soufre.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22975-3
First edition
2014-07-01
Solar energy — Collector components
and materials —
Part 3:
Absorber surface durability
Energie solaire — Composants et matériaux du collecteur —
Partie 3: Durabilité de la surface de l’absorbeur
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Requirements and classification . 2
5 Test methods for assessing material properties as measure of absorber performance .3
5.1 Sampling and preparation of test specimens . 3
5.2 Sample conditioning. 4
5.3 Solar absorptance . 4
5.4 Thermal emittance . 4
5.5 Adhesion . 4
6 Tests for assessing the thermal stability of absorber surfaces . 4
6.1 Principle . 4
6.2 Apparatus . 5
6.3 Procedure for execution of high temperature tests. 6
6.4 Qualification procedure . 7
7 Tests for determining the resistance to condensed water of absorber surfaces .7
7.1 Principle . 7
7.2 Apparatus . 8
7.3 Procedure for execution of constant condensation tests . 9
7.4 Qualification procedure .10
8 Test for determining absorber surface corrosion resistance to high humidity air
containing sulfur dioxide.10
8.1 Principle .10
8.2 Apparatus .11
8.3 Reference test specimen .12
8.4 Procedure for execution of corrosion test in high humidity air containing sulfur dioxide 12
8.5 Determination of shortest acceptable failure times in test by use of reference
test specimens .13
8.6 Qualification procedure .13
9 Test report .14
Annex A (normative) Procedure for determination of solar absorption and thermal emittance of
absorber surfaces .15
Annex B (normative) Temperature and failure time characteristics in assessment of thermal
stability of absorber surface .19
Annex C (normative) Temperature/condensation and failure time characteristics together
with qualification scheme in assessment of resistance to condensed water of
absorber surface .25
Annex D (informative) Suitable designs for test apparatus to be used in the qualification testing of
solar absorber surfaces .28
Bibliography .30
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 180, Solar energy.
ISO 22975 consists of the following parts, under the general title Solar energy — Collector components
and materials:
— Part 3: Absorber surface durability
The following parts are under preparation:
— Part 1: Evacuated tubes – Durability and performance
— Part 2: Heat-pipe for solar thermal application — Durability and performance
iv © ISO 2014 – All rights reserved
Introduction
To effectively select, use and maintain a material in a given application, its degradation under service
conditions must be predicted prior to use. Preferably, the durability of the material should be expressed
quantitatively in terms of an expected service life. Durability in this case is the ability of a material
to withstand deterioration caused by external factors in the environment, which may influence the
performance of the material under service conditions. Service life is defined as the period of time after
installation during which specific material properties important for the performance of the material
meet or exceed minimum acceptable values.
The service life of a material is, thus, not solely dependent on its physical and chemical properties, but
also on its performance requirement in the application considered, and on the external environmental
factors, which influence performance under service conditions. In design work, the important question
is if a specific material can be expected to have a service life longer than a certain value, the so-called
design service life; the latter dictated by life cost considerations taking into account the total system.
Service life assessment may be based on feed-back data from practice or on results from so-called
qualification or acceptance durability tests.
The present recommended qualification procedure for solar absorber surface durability is based on the
conduct of a series of short-term durability tests. During a test the optical performance of the absorber
surface tested is determined by measuring its solar absorptance and thermal emittance. From the loss
in optical performance of the absorber surface, its failure time in the test performed is assessed and
compared with the shortest acceptable failure time set by the design service life of the absorber. Design
service life, performance requirement defining failure time in terms of loss in optical performance,
classification of type and levels of environmental stress are set under the assumption, that the absorber
surface tested will be installed in a vented flat plate solar collector for use in domestic hot water systems
and combisystems or under similar operating conditions.
The recommended qualification procedure may favourably be used in the development and validation
of new kinds of absorber surfaces. From the results of tests, it can be concluded whether it is likely that
an absorber surface tested may meet the requirement for an acceptable service life also in practice.
The recommended durability testing procedure has proved to give results in fairly good agreement,
both qualitatively and quantitatively, with what has actually been observed on absorber surfaces tested
for longer time periods in solar collectors working under conditions corresponding to that in a typical
domestic solar hot water system or combisystem. Nevertheless, if the tested absorber could not be
qualified by present procedure, a more comprehensive investigation on durability is recommended and
can still lead to a qualification.
The present procedure consists of three parts to test the absorber with respect to its stability against
high temperature, against high humidity and condensation and against corrosion caused by atmospheric
sulfur dioxide. The three parts are independent and can be assessed individually.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22975-3:2014(E)
Solar energy — Collector components and materials —
Part 3:
Absorber surface durability
1 Scope
This part of ISO 22975 is applicable to the determination of the long term behaviour and service life
of selective solar absorbers for use in vented flat plate solar collectors working under conditions
corresponding to that in a typical solar domestic hot water system or combisystem.
This part of ISO 22975 specifies a failure criterion of a solar absorber based on changes
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22975-3
Première édition
2014-07-01
Énergie solaire — Composants et
matériaux du collecteur —
Partie 3:
Durabilité de la surface de l’absorbeur
Solar energy — Collector components and materials —
Part 3: Absorber surface durability
Numéro de référence
©
ISO 2014
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Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences et classification . 2
5 Méthodes d’essai d’évaluation des propriétés de matériau en tant que mesure des
performances d’absorbeur . 4
5.1 Prélèvement et préparation des éprouvettes d’essai . 4
5.2 Conditionnement d’échantillon . 4
5.3 Absorptance solaire . 4
5.4 Émissivité thermique . 4
5.5 Adhérence . 4
6 Essais d’évaluation de la stabilité thermique des surfaces d’absorbeur .4
6.1 Principe . 4
6.2 Appareillage. 6
6.3 Mode opératoire pour l’exécution d’essais à températures élevées . 7
6.4 Mode opératoire de qualification . 7
7 Essais de détermination de la résistance vis-à-vis de l’eau condensée sur les
surfaces d’absorbeur . 8
7.1 Principe . 8
7.2 Appareillage. 9
7.3 Mode opératoire pour l’exécution des essais à condensation constante . .10
7.4 Mode opératoire de qualification .10
8 Essai de détermination de la résistance à la corrosion d’une surface d’absorbeur vis-à-vis
de l’air présentant une forte humidité et contenant du dioxyde de soufre .11
8.1 Principe .11
8.2 Appareillage.12
8.3 Éprouvette d’essai témoin .13
8.4 Mode opératoire pour l’exécution d’essais de corrosion dans de l’air à forte humidité
contenant du dioxyde de soufre .13
8.5 Détermination des plus courtes durées avant défaillance acceptables à l’aide
d’éprouvettes d’essai témoins.14
8.6 Mode opératoire de qualification .14
9 Rapport .15
Annexe A (normative) Mode opératoire pour la détermination de l’absorption solaire et de
l’émissivité thermique des surfaces d’absorbeur .16
Annexe B (normative) Caractéristiques de température et de durée avant défaillance obtenues
lors de l’évaluation de la stabilité thermique d’une surface d’absorbeur.20
Annexe C (normative) Caractéristiques de température/de condensation et de durée avant
défaillance ainsi que principe de qualification lors de l’évaluation de la résistance vis-à-
vis de l’eau condensée sur la surface d’absorbeur .26
Annexe D (informative) Conceptions appropriées pour l’appareillage à utiliser pour l’essai de
qualification des surfaces d’absorbeur solaire .29
Bibliographie .32
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/patents.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, aussi bien que pour des informations au-sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Foreword – Supplementary
information.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 180, Énergie solaire.
L’ISO 22975 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Énergie solaire — Composants
et matériaux d’un capteur d’énergie solaire:
— Partie 3: Durabilité de la surface d’absorbeur
Les parties suivantes sont en cours de préparation:
— Partie 1: Tubes sous vide ― Durabilité et performance
— Partie 2: Caloduc pour application thermique solaire — Durabilité et performance
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
Introduction
De manière à sélectionner, utiliser et entretenir efficacement un matériau dans une application donnée,
sa dégradation dans des conditions de service doit être prédite avant l’utilisation. De préférence, il
convient que la durabilité du matériau soit exprimée quantitativement en termes de durée de vie
en service attendue. La durabilité dans ce cas correspond à l’aptitude d’un matériau à résister à une
détérioration provoquée par les facteurs externes environnementaux, qui sont susceptibles d’influencer
les performances du matériau dans des conditions de service. La durée de vie en service est définie
comme étant la période de temps après l’installation au cours de laquelle des propriétés de matériau
spécifiques importantes pour les performances du matériau respectent ou vont au-delà des valeurs
minimales acceptables.
La durée de vie en service d’un matériau dépend par conséquent non seulement de ses propriétés
physiques et chimiques, mais également de son exigence de performance dans l’application considérée
ainsi que des facteurs externes environnementaux, qui sont susceptibles d’influencer les performances
dans les conditions de service. Au cours du travail de conception, l’aspect le plus important est de vérifier
si un matériau particulier est susceptible de dépasser une certaine valeur de durée de vie en service,
aussi appelée durée de vie en service de conception; cette dernière est fixée par des considérations de
coût au cours de la durée de vie en prenant en compte le système total. L’évaluation de la durée de vie
en service peut être basée sur des données de retour d’informations issues de la pratique ou sur des
résultats provenant de ce que l’on appelle les essais de qualification ou d’acceptation de la durabilité.
Le présent mode opératoire de qualification recommandé applicable à la durabilité de la surface des
absorbeurs solaires est fondé sur la réalisation d’une série d’essais de durabilité de courte durée. Au
cours d’un essai, les performances optiques de la surface d’absorbeur soumise à essai sont déterminées
en mesurant son absorptance solaire et son émissivité thermique. A partir de la perte de performances
optiques de la surface d’absorbeur, sa durée avant défaillance lors de l’essai effectué est évaluée et
comparée à la plus courte durée avant défaillance acceptable établie par la durée de vie en service
de conception de l’absorbeur. La durée de vie en service de conception, l’exigence de performances
définissant la durée avant défaillance en termes de perte de performances optiques, la classification
de type et les niveaux de contrainte environnementale sont établis avec l’hypothèse que la surface
d’absorbeur soumise à essai sera installée sur un capteur solaire plan aéré destiné à être utilisé dans des
systèmes de production d’eau chaude sanitaire et systèmes combinés ou dans des conditions similaires
de fonctionnement.
Le mode opératoire de qualification recommandé peut être utilisé de façon avantageuse lors du
développement et de la validation de nouveaux types de surface d’absorbeur. A partir des résultats
des essais, il est possible de conclure sur le degré de probabilité selon lequel une surface d’absorbeur
soumise à essai peut satisfaire à l’exigence pour une durée de vie en service acceptable également en
pratique. Il a été démontré que le mode opératoire d’essai de durabilité recommandé donne des résultats
qui sont en assez bonne concordance, aussi b
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.