ISO 22975-1:2016

Solar energy — Collector components and materials — Part 1: Evacuated tubes — Durability and performance

ISO 22975-1:2016 specifies definitions and test methods for materials, durability and performance of evacuated tubes. ISO 22975-1:2016 is applicable to all types of evacuated tubes.

Énergie solaire — Composants et matériaux du collecteur — Partie 1: Tubes sous vide — Durabilité et performance

ISO 22975-1:2016 spécifie les définitions et les méthodes d'essai pour les matériaux, la durabilité et la performance des tubes sous vide. ISO 22975-1:2016 est applicable à tous les types de tubes sous vide.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 29-Sep-2016
• ICS: 27.160 - Solar energy engineering
• Technical Committee: ISO/TC 180 - Solar energy
• Drafting Committee: ISO/TC 180 - Solar energy
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 20-Dec-2021

Relations

• Consolidates: ISO 5983-2:2005 - Animal feeding stuffs — Determination of nitrogen content and calculation of crude protein content — Part 2: Block digestion/steam distillation method
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22975-1
First edition
2016-10-01
Solar energy — Collector components
and materials —
Part 1:
Evacuated tubes — Durability and
performance
Énergie solaire — Composants et matériaux du collecteur —
Partie 1: Tubes sous vide — Durabilité et performance
Reference number
ISO 22975-1:2016(E)
©
ISO 2016

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. [phone]
Fax [phone]
[e-mail]
www.iso.org
ii © ISO 2016 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Classification and test list . 2
5 Testing of material . 3
5.1 Inspection for stones and knots . 3
5.1.1 General. 3
5.1.2 Test conditions. 3
5.1.3 Apparatus . 3
5.1.4 Procedure . 3
5.1.5 Results . 4
5.2 Inspection for scratches . 4
5.2.1 General. 4
5.2.2 Test conditions. 4
5.2.3 Apparatus . 4
5.2.4 Procedure . 4
5.2.5 Results . 5
5.3 Testing of solar transmittance . 5
5.3.1 General. 5
5.3.2 Test conditions and apparatus . 5
5.3.3 Procedure . 5
5.3.4 Results . 5
5.4 Testing of solar absorptance . 5
5.4.1 General. 5
5.4.2 Test conditions and apparatus . 5
5.4.3 Procedure . 5
5.4.4 Results . 6
5.5 Testing of hemispherical emittance . 6
5.5.1 General. 6
5.5.2 Test conditions. 6
5.5.3 Apparatus and procedure . 6
5.5.4 Results . 7
6 Durability testing of evacuated tube . 7
6.1 Vacuum performance . 7
6.1.1 General. 7
6.1.2 Test conditions and apparatus . 7
6.1.3 Procedure . 8
6.1.4 Results . 8
6.2 Resistance to thermal shock . 8
6.2.1 General. 8
6.2.2 Test conditions and apparatus . 9
6.2.3 Procedure . 9
6.2.4 Results . 9
6.3 Resistance to impact . 9
6.3.1 General. 9
6.3.2 Principle . 9
6.3.3 Procedure . 9
6.3.4 Results . 9
6.4 Resistance to internal pressure .10
6.4.1 General.10
© ISO 2016 – All rights reserved iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

6.4.2 Test conditions and apparatus .10
6.4.3 Procedure .10
6.4.4 Results .10
7 Performance testing of evacuated tube .10
7.1 Tests for determination the exposure parameter .10
7.1.1 General.10
7.1.2 Test conditions.11
7.1.3 Apparatus .11
7.1.4 Procedure .12
7.1.5 Results .13
7.2 Tests for determination of sum of solar irradiation for temperature increase of
double-glass evacuated tube .13
7.2.1 General.13
7.2.2 Test conditions.13
7.2.3 Apparatus .13
7.2.4 Procedure and results .13
7.3 Tests to determine the average heat loss coefficient of a double-glass evacuated tube .13
7.3.1 General.13
7.3.2 Test conditions.14
7.3.3 Apparatus .14
7.3.4 Procedure .14
7.3.5 Results .15
Annex A (informative) Configuration schemes of evacuated tubes .16
Annex B (normative) Test report .18
Annex C (normative) Determination of the external surface area of absorber tube for
double-glass evacuated tubes .25
Bibliography .27
iv © ISO 2016 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

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 World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
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 1: Evacuated tubes — Durability and performance
— Part 2: Heat-pipes for solar thermal application — Durability and performance
— Part 3: Absorber surface durability
The following parts are under preparation:
— Part 5: Insulation material durability and performance
© ISO 2016 – All rights reserved v

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

Introduction
This part of ISO 22975 is applicable to all categories of evacuated tubes, including double-glass
evacuated tubes and glass-metal sealed evacuated tubes.
This part of ISO 22975 provides test methods for inspecting stones and knots in envelope glass tubes.
This part of ISO 22975 also provides test methods for determining durability of evacuated tubes,
including vacuum performance, thermal shock resistance, external impact resistance and internal
pressure resistance. For each durability test, this part of ISO 22975 specifies general, apparatus,
procedure and results of the test.
This part of ISO 22975 also provides test methods for measuring performance of evacuated tubes,
including exposure parameter, solar irradiation for temperature increase of double-glass evacuated
tube and average heat loss coefficient. For each performance test, principle, test conditions, apparatus,
procedure and results of the test are specified.
vi © ISO 2016 – All rights reserved

---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22975-1:2016(E)
Solar energy — Collector components and materials —
Part 1:
Evacuated tubes — Durability and performance
1 Scope
This part of ISO 22975 specifies definitions and test methods for materials, durability and performance
of evacuated tubes.
This part of ISO 22975 is applicable to all types of evacuated tubes.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 9488, Solar energy — Vocabulary
ISO 9845-1, Solar energy — Reference solar spectral irradiance at the ground at different receiving
conditions — Part 1: Direct normal and hemispherical solar irradiance for air mass 1,5
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9488 and the following apply.
3.1
double-glass evacuated tube
component of an evacuated tube solar collector, of which both the inner tube and the envelope tube are
made of glass
3.2
glass-metal sealed evacuated tube
component of an evacuated tube solar collector, in which the absorber is affixed to a metal fluid channel,
that is sealed into the envelope glass tube through a specific glass-metal sealing process
3.3
stone
opaque inclusions in the glass of the evacuated tube
3.4
knot
transparent inclusions in the glass of the evacuated tube
3.5
scratch
abraded area where the surface of the glass is torn or worn off
3.6
vacuum jacket
space between envelope glass tube and absorber in an evacuated tube, wherein air pressure is
sufficiently low that thermal conduction and convection of air can be ignored
© ISO 2016 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

3.7
stagnation
state where no working fluid passes through the evacuated tube and the temperature of the evacuated
tube is determined by the solar irradiance
3.8
exposure temperature
maximum temperature at an accessible part of an evacuated tube with specified irradiance under
stagnation (3.7) conditions
Note 1 to entry: For double glass evacuated tubes, the temperature with only air in the tube is measured. For
direct flow tubes, the measurement is done in the air-filled flow channel within the vacuum tube. For glass-metal
sealed tubes with heat pipe, the well-insulated condenser surface temperature is measured.
3.9
exposure parameter
ratio of the difference between exposure temperature (3.8) and ambient temperature to the solar
irradiance
3.10
sum of solar irradiation for temperature increase
sum of solar irradiation for a certain preset temperature rise range of the water in a double-glass
evacuated tube (3.1)
Note 1 to entry: This term applies only to double-glass evacuated tubes.
3.11
average heat loss coefficient
ratio of heat loss per m² defined external surface area of absorber tube, without irradiance, to
temperature difference between water content of vacuum tube and ambient air
Note 1 to entry: This term applies only to double-glass evacuated tubes (3.1).
4 Classification and test list
According to material category of absorber, evacuated tubes can be substantially classified into two types:
a) double-glass evacuated tube, see Figure A.1;
b) glass-metal sealed evacuated tube, see Figure A.2.
Tests for the two categories of evacuated tubes are summarized in Table 1.
Table 1 — Test list
Category of evacuated tube Test
Double-glass, Glass-metal sealed 5.1 Inspection for stones and knots
Double-glass, Glass-metal sealed 5.2 Inspection for scratches
Double-glass, Glass-metal sealed 5.3 Testing of solar transmittance
Double-glass 5.4 Testing of solar absorptance
Double-glass 5.5 Testing of hemispherical emittance
Double-glass 6.1 Vacuum performance
Double-glass 6.2 Resistance to thermal shock
Double-glass, Glass-metal sealed 6.3 Resistance to Impact
Double-glass, Glass-metal sealed direct flow 6.4 Resistance to internal pressure
2 © ISO 2016 – All rights reserved

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

Table 1 (continued)
Category of evacuated tube Test
Double-glass, Glass-metal sealed 5.1 Inspection for stones and knots
7.1 Tests for determination of exposure
Double-glass, Glass-metal sealed
parameter
7.2 Tests for determination of sum of solar
Double-glass irradiation for temperature increase of
double-glass evacuated tube
7.3 Tests for determination the average heat loss
Double-glass
coefficient of double-glass evacuated tube
5 Testing of material
5.1 Inspection for stones and knots
5.1.1 General
This test is intended to check the uniformity of the tube glass by visual inspection.
5.1.2 Test conditions
The test room/table for taking observations shall have a minimum illuminance of 1 500 lx.
5.1.3 Apparatus
The dimension measurement instrument shall have an accuracy of ±0,1 mm.
5.1.4 Procedure
a) Draw two lines with permanent marker or other non-invasive marking method with thickness no
more than 0,5 mm on the surface of tube along the axial direction, such that the surface is split into
two equal parts.
b) With one part upward, count and separately record for this part the numbers of the following:
— stones with size not over 1 mm;
— stones with size over 1 mm;
— knots with size not over 1,0 mm;
— knots with size between 1,5 mm and 2,0 mm;
— knots with size over 2,0 mm;
— cracks around the stones and knots.
c) Turn the other part of the tube upward and repeat Step b).
d) Sum the values from Steps b) and c) for each category of stone, knot or crack.
e) Draw another pair of lines parallel with the first pair of lines, ensuring that the distance between
lines is 1/4 of the perimeter. Erase the first pair of lines and count and record the stones, knots and
cracks again as in Steps b) to d).
f) For each category of stone, knot or crack, take the larger of the values recorded in Steps d) and e) as
the result.
© ISO 2016 – All rights reserved 3

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

5.1.5 Results
Report the following values:
a) the number of stones with size not over 1 mm, per unit area of the tube;
b) the number of stones with size over 1 mm on the whole tube;
c) the total number of stones on the whole tube;
d) the number of knots with size not over 1,0 mm, per unit area of the tube;
e) the number of knots with size between 1,5 mm and 2,0 mm on the whole tube;
f) the number of knots with size over 2,0 mm on the whole tube;
g) the number of cracks on the whole tube.
5.2 Inspection for scratches
5.2.1 General
This test will check and record the scratches on the tube by visual inspection.
NOTE The presence of scratches is one of the main reasons for tubes being broken.
5.2.2 Test conditions
The test room/table for taking observations shall have a minimum illuminance of 1 500 lx.
5.2.3 Apparatus
The dimension measurement instrument shall have an accuracy of ±0,1 mm.
5.2.4 Procedure
a) Draw two lines with permanent marker or other non-invasive marking method with the thickness
no more than 0,5 mm on the surface of tube along the axial direction, such that the surface is split
into two equal parts.
b) With one part upward, count and separately record for this part:
— the number of scratches not longer than 100 mm;
— the number of scratches longer than 100 mm;
— the total length of all scratches.
c) Turn the other part of the tube upward and repeat Step b).
d) Sum the respective values from Steps b) and c).
e) Draw another pair of lines parallel with the first pair of lines, ensuring that the distance between
lines is 1/4 of the perimeter. Erase the first pair of lines, count and record the scratches again as in
Steps b) to d).
f) Take the larger value of each of the quantities recorded in Steps d) and e) as the results.
4 © ISO 2016 – All rights reserved

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22975-1:2016(E)

5.2.5 Results
Report the following values:
a) the number of scratches not longer than 100 mm on the whole tube;
b) the number of scratches longer than 100 mm on the whole tube;
c) the total length of all scratches on the whole tube.
5.3 Testing of solar transmittance
5.3.1 General
This test will determine the solar transmittance (AM1.5) of the envelope glass tube.
5.3.2 Test conditions and apparatus
This test shall use a spectrophotometer with a wavelength accuracy of ±1 nm, resolution of 0,1 nm,
range of 0,3 μm to 2,5 μm and an integrating-sphere unit. The measuring spot of the spectrophotometer
and the opening of the integrating sphere shall be sized to ensure that the curvature of the tube has no
influence on the result.
5.3.3 Procedure
The solar transmittance of a sample piece of the envelope tube is tested twice. In the first test, place
the sample into the measuring spot with the light incident on the concave surface and measure the
transmittance of the sample with the spectrophotometer for solar spectral irradiance according to
ISO 9845-1. In the second test, place the sample into the measuring spot with the light incident on the
convex surface and measure the transmittance of the sample with the spectrophotometer for solar
spectral irradiance according to ISO 9845-1.
5.3.4 Results
The transmittance for solar spectral irradiance according to ISO 9845-1 shall be reported for both
measurements and the mean value of the two measurements.
5.4 Testing of solar absorptance
5.4.1 General
This test will determine the solar absorptance (AM1.5) of selective absorbing coating of a double-glass
evacuated tube. This test is applicable for double glass evacuated tubes only.
5.4.2 Test conditions and apparatus
This test shall use a spectrophotometer with a wavelength accuracy of ±1 nm, resolution of 0,1 nm,
range of 0,3 μm to 2,5 μm and an integrating-sphere unit. The measuring spot of the spectrophotometer
and the opening of the integrating sphere shall be sized to ensure that the curvature of the tube has no
influence on the result.
5.4.3 Procedure
Two samples of the solar selective surface shall be taken; one
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22975-1
Première édition
2016-10-01
Énergie solaire — Composants et
matériaux du collecteur —
Partie 1:
Tubes sous vide — Durabilité et
performance
Solar energy — Collector components and materials —
Part 1: Evacuated tubes — Durability and performance
Numéro de référence
ISO 22975-1:2016(F)
©
ISO 2016

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. [phone]
Fax [phone]
[e-mail]
www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Classification et liste d’essai . 2
5 Essai du matériau . 3
5.1 Inspection des pierres et des larmes . 3
5.1.1 Généralités . 3
5.1.2 Conditions d’essai . 3
5.1.3 Appareillage . 3
5.1.4 Mode opératoire . 3
5.1.5 Résultats . 4
5.2 Inspection des rayures . 4
5.2.1 Généralités . 4
5.2.2 Conditions d’essai . 4
5.2.3 Appareillage . 4
5.2.4 Mode opératoire . 4
5.2.5 Résultats . 5
5.3 Essai de la transmission solaire . 5
5.3.1 Généralités . 5
5.3.2 Conditions d’essai et appareillage . 5
5.3.3 Mode opératoire . 5
5.3.4 Résultats . 5
5.4 Essai de l’absorption solaire . 5
5.4.1 Généralités . 5
5.4.2 Conditions d’essai et appareillage . 5
5.4.3 Méthode . 6
5.4.4 Résultats . 6
5.5 Essai de l’émission hémisphérique . 6
5.5.1 Généralités . 6
5.5.2 Conditions d’essai . 6
5.5.3 Appareillage et mode opératoire . 6
5.5.4 Résultats . 7
6 Essai de durabilité du tube sous vide. 8
6.1 Performance du vide . 8
6.1.1 Généralités . 8
6.1.2 Conditions d’essai et appareillage . 8
6.1.3 Mode opératoire . 8
6.1.4 Résultats . 8
6.2 Résistance au choc thermique . 9
6.2.1 Généralités . 9
6.2.2 Conditions d’essai et appareillage . 9
6.2.3 Mode opératoire . 9
6.2.4 Résultats . 9
6.3 Résistance à l’impact . 9
6.3.1 Généralités . 9
6.3.2 Principe . 9
6.3.3 Mode opératoire . 9
6.3.4 Résultats .10
6.4 Résistance à la pression interne.10
6.4.1 Généralités .10
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

6.4.2 Conditions d’essai et appareillage .10
6.4.3 Mode opératoire .10
6.4.4 Résultats .11
7 Essai de performance du tube sous vide .11
7.1 Essais de détermination du paramètre d’exposition .11
7.1.1 Généralités .11
7.1.2 Conditions d’essai .11
7.1.3 Appareillage .11
7.1.4 Mode opératoire .13
7.1.5 Résultats .13
7.2 Essais de détermination de la somme du rayonnement solaire entraînant
l’augmentation de température du tube sous vide en verre double paroi .13
7.2.1 Généralités .13
7.2.2 Conditions d’essai .13
7.2.3 Appareillage .13
7.2.4 Mode opératoire et résultats .14
7.3 Essais pour déterminer le coefficient moyen de perte de chaleur d’un tube sous
vide en verre double paroi .14
7.3.1 Généralités .14
7.3.2 Conditions d’essai .15
7.3.3 Appareillage .15
7.3.4 Mode opératoire .15
7.3.5 Résultats .15
Annexe A (informative) Schémas de configuration des tubes sous vide .16
Annexe B (normative) Rapport d’essai .18
Annexe C (normative) Détermination de l’aire de surface externe du tube absorbeur pour
les tubes sous vide en verre double paroi .25
Bibliographie .27
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

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 (IEC) 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/IEC, 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/IEC, Partie 2 (voir 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 dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 180, Énergie solaire.
L’ISO 22975 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Energie solaire —
Composants et matériaux du collecteur:
— Partie 1: Tubes sous vide — Durabilité et performance
— Partie 2: Caloduc pour application thermique solaire — Durabilité et performance
— Partie 3: Durabilité de la surface de l’absorbeur
Les parties suivantes sont en préparation:
— Partie 5: Matériau d’isolation — Durabilité et performance
© ISO 2016 – Tous droits réservés v

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

Introduction
La présente partie de l’ISO 22975 est applicable à toutes les catégories de tubes sous vide, en incluant
les tubes sous vide en verre double paroi et les tubes sous vide à soudure verre/métal.
La présente partie de l’ISO 22975 fournit les méthodes d’essai pour l’inspection des pierres et des
larmes dans les tubes- enveloppe en verre.
La présente partie de l’ISO 22975 fournit également les méthodes d’essai pour déterminer la durabilité
des tubes sous vide, en incluant la performance du vide, la résistance au choc thermique, la résistance
à l’impact extérieur et la résistance à la pression interne. Pour chaque essai de durabilité, la présente
partie de l’ISO 22975 spécifie les généralités, l’appareillage, le mode opératoire et les résultats de l’essai.
La présente partie de l’ISO 22975 fournit également les méthodes d’essai pour mesurer les performances
des tubes sous vide, en incluant les paramètres d’exposition, le rayonnement solaire entraînant
l’augmentation de la température du tube sous vide en verre double paroi et le coefficient moyen de
perte de chaleur. Pour chaque essai de performance, le principe, les conditions d’essai, l’appareillage, le
mode opératoire et les résultats de l’essai sont spécifiés.
vi © ISO 2016 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 22975-1:2016(F)
Énergie solaire — Composants et matériaux du
collecteur —
Partie 1:
Tubes sous vide — Durabilité et performance
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 22975 spécifie les définitions et les méthodes d’essai pour les matériaux, la
durabilité et la performance des tubes sous vide.
La présente partie de l’ISO 22975 est applicable à tous les types de tubes sous vide.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 9488, Énergie solaire — Vocabulaire
ISO 9845-1, Énergie solaire — Rayonnement solaire spectral de référence au sol sous différentes conditions
de réception — Partie 1: Rayonnement solaire direct normal et hémisphérique pour une masse d’air de 1,5
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 9488 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
tube sous vide en verre double paroi
composant d’un capteur solaire à tubes sous vide dont le tube intérieur et le tube enveloppe sont en verre
3.2
tube sous vide à soudure verre/métal
composant d’un capteur solaire à tubes sous vide dont l’absorbeur est fixé sur un conduit de fluide en
métal, qui est soudé à l’enveloppe en verre par un procédé de scellage spécifique verre-métal
3.3
pierre
inclusions opaques dans le verre du tube sous vide
3.4
larme
inclusions transparentes dans le verre du tube sous vide
3.5
rayure
zone abrasée où la surface du verre est usée ou érodée
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

3.6
enveloppe à vide isolant
espace entre le tube-enveloppe en verre et l’absorbeur dans un tube sous vide, dans lequel la pression
de l’air est assez basse pour ne pas tenir compte de la conduction thermique et la convection de l’air
3.7
stagnation
état dans lequel aucun fluide ne traverse le tube sous vide, et la température du tube sous vide est
déterminée par le rayonnement solaire
3.8
température d’exposition
température maximale à une partie accessible du tube sous vide avec un rayonnement spécifié sous des
conditions de stagnation (3.7)
Note 1 à l’article: Pour les tubes sous vide en verre double paroi la température dans le tube contenant uniquement
de l’air est mesurée. Pour les tubes à flux direct, la mesure est effectuée dans le conduit rempli d’air dans le
tube à vide. Pour les tubes à soudure verre/métal à caloducs, la température de surface du condenseur isolé est
mesurée.
3.9
paramètre d’exposition
rapport de la différence entre la température d’exposition (3.8) et la température ambiante du
rayonnement solaire
3.10
somme du rayonnement solaire entraînant l’augmentation de température
somme du rayonnement solaire entraînant une augmentation de température de l’eau dans un tube
sous vide en verre double paroi (3.1), dans une plage préalablement fixée
Note 1 à l’article: Ce terme ne s’applique qu’aux tubes sous vide en verre double paroi.
3.11
coefficient moyen de perte de chaleur
2
rapport de perte de chaleur par m d’une aire de surface externe définie de l’absorbeur, sans
rayonnement, à la différence de température entre l’eau contenue dans le tube à vide et l’air ambiant
Note 1 à l’article: Ce terme ne s’applique qu’aux tubes sous vide en verre double paroi (3.1).
4 Classification et liste d’essai
Selon la catégorie de matériau de l’absorbeur, les tubes sous vide peuvent être classés en deux types:
a) tube sous vide en verre double paroi, voir Figure A.1;
b) tube sous vide à soudure verre/métal, voir Figure A.2.
Des essais pour les deux catégories de tube sous vide sont résumés au Tableau 1.
Tableau 1 — Liste d’essai
Catégorie de tube sous vide Essai
Verre double paroi, soudure verre/métal 5.1 Inspection des pierres et des larmes
Verre double paroi, soudure verre/métal 5.2 Inspection des rayures
Verre double paroi, soudure verre/métal 5.3 Essai de la transmission solaire
Verre double paroi 5.4 Essai de l’absorption solaire
Verre double paroi 5.5 Essai de l’émission hémisphérique
Verre double paroi 6.1 Performance du vide
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

Tableau 1 (suite)
Catégorie de tube sous vide Essai
Verre double paroi 6.2 Résistance au choc thermique
Verre double paroi, soudure verre/métal 6.3 Résistance à l’impact
Verre double paroi, soudure verre/métal à flux direct 6.4 Résistance à la pression interne
Verre double paroi, soudure verre/métal 7.1 Essais de détermination du paramètre
d’exposition
Verre double paroi 7.2 Essais de détermination de la somme du
rayonnement solaire pour l’augmentation
de température du tube sous vide en verre
double paroi
Verre double paroi 7.3 Essais de détermination du coefficient
moyen de perte de chaleur du tube sous
vide en verre double paroi
5 Essai du matériau
5.1 Inspection des pierres et des larmes
5.1.1 Généralités
Cet essai vise à vérifier l’uniformité du verre par inspection visuelle.
5.1.2 Conditions d’essai
La salle/table d’essai où effectuer les observations doit avoir une intensité lumineuse minimale de
1 500 lx.
5.1.3 Appareillage
L’instrument de mesure des dimensions doit avoir une précision de ±0,1 mm.
5.1.4 Mode opératoire
a) Tracer deux lignes avec un marqueur permanent ou une autre méthode de marquage non invasive
d’une épaisseur ne dépassant pas 0,5 mm sur la surface du tube dans une direction axiale, de sorte
que la surface soit séparée en deux parties égales.
b) Placer une partie vers le haut, puis compter et enregistrer séparément le nombre de:
— pierres d’une taille ne dépassant pas 1 mm;
— pierres d’une taille supérieure à 1 mm;
— larmes d’une taille ne dépassant pas 1,5 mm;
— larmes d’une taille comprise entre 1,5 mm et 2,0 mm;
— larmes d’une taille supérieure à 2,0 mm;
— fissures autour des pierres et des larmes.
c) Tourner l’autre partie du tube vers le haut et répéter l’étape b).
d) Additionner les valeurs des étapes b) et c) pour chaque catégorie de pierre, larme ou fissure.
© ISO 2016 – Tous droits réservés 3

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

e) Tracer deux autres lignes parallèles aux deux premières, de sorte que la distance entre chaque ligne
représente 1/4 du périmètre. Effacer les deux premières lignes et compter les pierres, larmes et
fissures comme dans les étapes b) à d).
f) Pour chaque catégorie de pierre, larme ou fissure, utiliser la valeur la plus grande enregistrée dans
les étapes d) et e) comme résultat.
5.1.5 Résultats
Enregistrer les valeurs suivantes:
a) le nombre de pierres d’une taille ne dépassant pas 1 mm, par unité d’aire du tube.
b) le nombre de pierres d’une taille supérieure à 1 mm sur la totalité du tube.
c) le nombre total de pierres sur le tube.
d) le nombre de larmes d’une taille ne dépassant pas 1,5 mm, par unité d’aire du tube.
e) le nombre de larmes d’une taille comprise entre 1,5 et 2,0 mm sur la totalité du tube.
f) le nombre de larmes d’une taille supérieure à 2,0 mm sur la totalité du tube.
g) le nombre de fissures sur la totalité du tube.
5.2 Inspection des rayures
5.2.1 Généralités
Cet essai vise à vérifier et enregistrer les rayures sur le tube par inspection visuelle.
NOTE La présence de rayures est la cause principale du bris des tubes.
5.2.2 Conditions d’essai
La salle/table d’essai où effectuer les observations doit avoir une intensité lumineuse minimale de
1 500 lx.
5.2.3 Appareillage
L’instrument de mesure des dimensions doit avoir une précision de ±0,1 mm.
5.2.4 Mode opératoire
a) Tracer deux lignes avec un marqueur permanent ou une autre méthode de marquage non invasive
d’une épaisseur ne dépassant pas 0,5 mm sur la surface du tube dans une direction axiale, de sorte
que la surface soit séparée en deux parties égales.
b) Placer une partie vers le haut, puis compter et enregistrer séparément:
— le nombre de rayures ne dépassant pas 100 mm;
— le nombre de rayures supérieur à 100 mm;
— la longueur totale de toutes les rayures.
c) Tourner l’autre partie du tube vers le haut et répéter l’étape b).
d) Additionner les valeurs des étapes b) et c).
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22975-1:2016(F)

e) Tracer deux autres lignes parallèles aux deux premières, de sorte que la distance entre chaque
ligne représente 1/4 du périmètre. Effacer les deux premières lignes et compter et enregistrer les
rayures comme dans les étapes b) à d).
f) Utiliser la plus grande valeur de chaque quantité enregistrée dans les étapes d) et e) comme
résultat.
5.2.5 Résultats
Enregistrer les valeurs suivantes:
a) le nombre de rayures ne dépassant pas 100 mm sur la totalité du tube.
b) le nombre de rayures supérieures à 100 mm sur la totalité du tube.
c) la longueur totale de toutes les rayures sur la totalité du tube.
5.3 Essai de la transmission solaire
5.3.1 Généralités
Cet essai sert à évaluer la transmission solaire (AM1.5) d’un tube-enveloppe en verre.
5.3.2 Conditions d’essai et appareillage
Un spectrophotomètre avec une précision de longueur d’onde de ±1 nm, une résolution de 0,1 nm, une
plage de 0,3 μm à 2,5 μm et une sphère intégrante doit être utilisé pour cet essai. Le point de mesurage
du spectrophotomètre et l’ouverture de la sphère intégrante doit être d’une taille permettant que la
courbure du tube n’ait pas d’influence sur le résultat.
5.3.3 Mode opéra
...