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太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范 GBT18713-2002PDF文本

1CS27.160F12中华人民共和国国家标准GB/T18713-2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范Solar water heating systems-Design,installation andengineering acceptance2002-04-26发布2002-11-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布筑Z.Z0
GB/T18713-2002目次前言…1范围…2引用标准…3定义……24系统分类与特征……25系统设计……5,调查用户基本情况……25.2确定系统运行方式…5.3确定集热器类型……35.4确定系统集热面积…0t00t480g00494004seg35.5储水箱…35,6辅助能源…5.7换热器…5.8系统布局0年8888084年年8年年868088e8年e年45,9系统管路设计……565.10系统保温，空巴…1……mT…5.11系统的防冻G对系统的要求……………………………66。总体要求…………6,2零部件技术要求…………………67系统施工安装技术要求……77,一般要求……77,2系统%础……7,3支架…7.4集热器安装444444044404087.5储水箱安装7,6电控系统安装………7.7轴助电热器安装……87.8管路系统安装……87.9系统的水压试验………97.10管路保温…04044445404005504400t”98试运行、验收…08,试运行前………………4044444040445404”98,2试运行…8,3验收444444…40………109移交用户的文件…附录A(标准的附录)系统樂热面积的确定……11附录B(标准的附录)检验…罚素村网ZC.ET
GB/T18713-2002前言本标准是全面指导太阳热水系统设计，安装及工程验收的必要技术文件。本标准的制订参考了1SO/TR12596:1995《太阳热利用一游冰池加热系统一尺寸、设计和安装指南》和EN12977-1:1997《太阳热水系统和部件一普通筑系统一第一部分：总体要求》以及EN12977-2:1997《太阳热水系统和部件一普通筑系统一第二部分：测试方法》的相关内容。本标准由科技部高新技术发展与产业化司、国家经济贸易委员会资源节约与综合利用司提出。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源和可再生能源分委会归。本标准由中科院电工研究所、北京市太阳能研究所、中国标准研究中心和北京天普太阳能公司等单位负贵起草。本标准属首次发表。本标准主要起草人：付向东、方智平、何梓年、赵跃进、杨金良。、罚素村网Z.ZC.ET
中华人民共和国国家标准太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB/T18713-2002Solar water heating systems-Design,installation andengineering acceptance1范围本标准规定了太阳热水系统设计，安装要求及工程验收的技术规范。本标准适用于提供生活用及类似用途热水的储水箱容积大于0.6m3的具有液体传热工质的自然循环、直流式和强迫循环太阳热水系统（包括带辅助能源的太阳热水系统），这些系统是根据当地条件单独设计和安装的。2引用标准下列标准所包括的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准那会被修使用本标灌的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB)205一1983钢结构工程施工及验收规范GB/T700-1988碳素结构钢GB/T714一2000桥梁用结构钢GB406.1一1998家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求(c9vIEC335-1:1991)GB4706.12一1995家用和类似用途电器的安全贮水式电热水器的特殊要求(idt IEC335.221:1989)GB/T4271一2000平板型太阳集热器热性能试验方法GB/T4272一1992设备及管道保温技术通则GB/T6424一1997平板型太阳集热器技术条件GB/T8175一1987设备及管道保温设计导则GB8877一1988家用电器安装、使用、检修安全要求GB/T12936-1991太阳能热利用术语GB14536.1一1998家用和类似用途电自动控制器第1部分：通用要求GB/T15513一1995太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法GB/T17581一1998真空管太阳集热器GB50057-一1994筑物防雷设计规范GB50171一1992电气装置安装工程盘，柜及二次回路结线施工及验收规范GB50207一1994屋面工程技术规范GB50258一1996电气装置安装工程1kV及以下配线工程施工及验收规范JB4088一1999日用管状电热元件中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2002-04-26批准2002-11-01实施罚素村网JZC.ET
GB/T18713-20023定义本标准除采用GB/T12936中的相关定义外，还采用下列定义，3.1顶水法(hot water tapped off by aid of city water refill)利用水的压力将冷水从储水箱成集热器底部注人系统并将储水箱中的热水从储水箱的上部顶出的取热水方法。3.2落水法(ho1 water tapped off by aid of gravity)利用重力使储水箱中的热水自储水箱底部自动流出的取热水方法。3.3膨胀箱(expansion vessel)间接系统中的传热介质遇热膨胀，膨胀箱是安装于系统循环管路上为这种体积变化提供空间的容器。4系统分类与特征4.1太阳热水系统按运行方式可分为三种：自然循环系统、直流式系统和强迫循环系统。4.1.1自然循环系统自然循环系统是利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳热水系统。在自然循环系统中，为了保证必要的热虹吸压头，储水箱应高于集热器上部。这种系统结构简单，不需要附加动力。4.1.2直流式系统直流式系统是传热工质一次流过集热器加热后，便进入储水箱或用热水处的非循环太阳热水系统。储水箱的作用仅为储存集热器所排放的热水。直流式系统一般可采用非电控温控阅控制方式及温控器控制方式。可系?刈Z.ZU.NE4.1.3强迫循环系统强迫循环系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器（或换热器）进行循环的太阳热水系统。强迫循环系统通常采用温差控制、光电控制及定时器控制等方式。4.2太阳热水系统按有无换热器可分为：直接系统和间接系统，直接系统在集热器中直接加热供水：间接系统是利用换热器间接加热供水。4.3所有的太阳热水系统均可与辅助能源联合使用，成为带辅助能源的太阳热水系统。5系统设计5.1调查用户基本情况5.1.1环境条件一安装地点纬度一一月均日辐照量一目照时间一环境温度5.1.2用水情况日均用水量一一用水方式用水温度用水位置用水流量5.1.3场地情况2罚素村网JZC.ET
GB/T18713-2002场地面积场地形状筑物承戟能力—一遮挡情况5.1.4水电情况一水压一电压—水、电供应情况5.2确定系统运行方式太阳热水系统的运行方式应根据用户基本条件、用户的使用需求及集热器与储水箱的相对安装位置等因素综合加以确定，可按表1推荐的方式选取。表1太阳热水系统运行方式的选用运行方式运行条件自然循环直流式强迫循环水压不稳可用不宜用”可用供电不足可用不宜用”不宜用”即时用热水不宜用可用不宜用集热器与储水集热器位置高不宜用可用可用箱相对位置储水箱位置高可用可用可用可两茶材可角U可用.N可用使用环境温度低于0C采取防冻措施可用1)在温控器控制菜的方式下可用。2)在温控阀控制的方式下可用。3)在光电池控制直流泵的方式下可用5.3确定集热器类型集热器类型应根据太阳热水系统在一年中的运行时间、运行期内最低环境温度等因素确定，可按表2推荐的类型选用。表2集热器类型的选用集热器类型运行条件平板型全玻璃真空管型热管式宜空管型运行期内最低高于0C可用可用可用环境温度低于0C不可用”可用可用1)采取防冻措施后可用，2)如不采用防冻措蓖，应注意最低环境温度值及阴天持续时间5.4确定系统集热面积系统集热面积的确定见附录A。5.5储水箱5.5.1储水箱的容量应与日均用水量相适应。5.5.2大面积太阳热水系统的储水箱一般为常压水箱，水箱应有足够的强度和刚度。5.5.3在储水箱的适当位置应设有通气、滋流、排污和必要的入孔（一般大于3t的水箱）。3莲素村网Z.ZC.ET
GB/T18713-20025.5.4储水箱应满足防腐要求，保持水质清洁。5.5.5为了减少热量损失，储水箱应设有保温层，其保温设计见5.10。5.6辅助能源5.6.1如果单靠太阳热水系统不能满足水温及水量的要求，可采用电、燃气、油、煤等辅助能源加以补充。如果条件许可，宜采用电作为辅助能源。5.6.2辅助能源可直接加热储水箱中的水，也可通过换热器间接加热储水箱中的水。5.7换热器5.7.1换热器的设计或选取可参照有关设计规范或厂商说明。5.7.2太阳热水系统可采用位于储水箱内的单循环换热器，大型太阳热水系统宜选用双循环外部换热器。在采用双循环外部换热器时，应使换热器两边的热容流量（比热乘以质量流量）相等。5.7.3换热器应与传热工质有较好的相容性，不会对水产生二次污染。5.7.4如果系统用在水硬度高的地区并且水温高于60C,换热器应有防垢措施或采取适当的清垢方法。5.7.5在间接太阳热水系统中，换热器不应明显降低集热器效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，换热器导致的集热器效率降低不应超过10%：如果系统中有几个换热器，每个换热器导致的集热器效率降低的总和不应超过10%。5.7.6在双回路太阳热水系统中，当使用无害传热工质时，换热器可采用单壁的：对于有害传热工质，应采用双壁的换热器。5.8系统布局81,体水第囊餐是筑储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请筑结构专业人员复核筑荷载：安装热水系统不应破坏筑物的整体观瞻效果：应避免集热器的反射光对附近筑物引起的光污染：另外，为了减少热损及循环阻力，在确保筑物承重安全的前提下，储水箱和集热器的相对位置应使循环管路尽可能短。5.8.1.2储水箱定位5.8.1,2.1在自然循环系统中，为了促进热虹吸循环和防止夜间倒流散热，水箱底部一般应比集热器顶部高0.3m0.5m。5.8.1.2.2在全年运行的非自然循环系统中，有条件时应将储水箱放在室内，以利于储水箱保温。5.8.1.2.3储水箱上面及周围应有能容纳至少1人的作业空间，要求与四周保持不小于1.5m的距离，与顶面保持不小于0.5m的距离。5.8.1.3集热器定位5.8.1.3.1集热器定向集热器摆放面向正南或正南偏西5°。5.8.1.3.2集热器安装倾角集热器安装倾角等于当地纬度：如系统侧重在夏季使用，其安装角应等于当地纬度诚10°，如系统侧重在冬季使用，其安装角应等于当地纬度加10°。安装倾角误差为士3°。注：全玻璃真空管东西向放置的集热器安装倾角可适当魂小。5.8.1.3.3集热器排间距为避免遮挡，集热器离遮光物的最小距离可按式(1)计算：DII y etga,400404444405…(）其中：D一集热器离遮光物或集热器前后排间的最小距离：H一遮光物最高点与集热器最低点间的垂直距离：蜀Z.Z沁
GB/T18713-2002a,一当地春秋分正午12时的太阳高度角（季节性使用），当地冬至日正午12时的太阳高度角（全年性使用）。5.8.2集热器阵列5.8.2.1集热器的相互连接5.8.2.1.1集热器可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器组。5.8.2.1.2集热器组中集热器的连接尽可能采用并联。平板型集热器每排并联数目不宜超过16个。5.8.2.1.3串联的集热器数目应尽可能少。全玻璃真空管东西向放置的集热器，在同一斜面上多层布置时，串联的集热器不宜超过3个（每个集热器联箱长度不大于2m)。5.8.2.1.4对于自然循环系统，每个系统全部集热器的数目不宜超过24个。大面积自然循环系统，可以分成若干个子系统，每个子系统中集热器数目不宜超过24个。5.8.2.2集热器组的相互连接5.8.2.2.1集热器组应按同程原则布置成并联，即应使每个集热器的传热介质流入路径与回流路径的长度相同，以使流量平均分配。当集热器组按异程连接时，将造成离传热工质流人近的集热器流量较大，而离流入远的集热器流量较少，使系统性能下降。自然循环系统有自调节功能，可采用异程连接。5.8.2.2.2受场地条件限制，不能通过简单管系布置实现流量平衡时，可借助5.9.1.10中的辅助阀门以获得均匀的流量分布。5.9系统管路设计5.9.1循环管路5.9.1.1循环管路的设计应与5.11相结合。5.9.1.2循环管路应尽量短而少弯。5.9.1.3为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管，二5.9.1.4管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。5.9.1.5集热器循环管路应有0.3%~0.5%的坡度，以避免气塞现象，也可满足循环、排空或回流的要求。在自然循环系统中，应使循环管路朝储水箱方向有向上玻度，不允许有反坡。在有水回流的防冻系统中，管路的坡度应使系统中的水自动回流，不应积存。5.9.1.6在循环管路中，易发生气塞的位置应设有排气阀：当用防冻液作为传热工质时.宜使用手动排气阀。需要排空和防冻回流的系统应设有吸气阀。在系统各回路及系统要防冻排空部分的管路的最低点及易积存的位置应设有排空阀，以保证系统排空。5.9.1.7在强迫循环系统的循环管路上，必要时应设有防止传热工质夜间倒流散热的单向阀。5.9.1.8为了便于观察系统的运行情况和检修，宜在系统的管路中设流量计和压力表。自然循环系统中一般不设流量计和压力表。5.9.1.9间接系统的循环管路上应设膨胀箱，闭式间接系统的循环管路上同时还应设有压力安全阀和压力表，从集热器到压力安全阀和膨胀箱之间的管路应是畅通的，不应设有单向阀和其他可关闭的阀门。5.9.1.10当集热器阵列为多排或多层集热器组并联时，为了维修方便，每排或每层集热器组的进出管道，应设辅助阀门。5.9.1.11系统中的换热器一般应按逆流方式连接，储水箱内的单循环换热器位于高处的进与系统高温管路相连，位于低处的出与低温管路相连。5.9.2取热水管路太阳热水系统的取热水方法有顶水法、落水法或其他方法，5.9.2.1顶水法5.9.2.1.1在自然循环和强迫循环系统中宜采用顶水法获取热水。通常使用浮球阀自动控制提供热水。浮球阀可直接安装在储水箱中，也可安装在小补水箱中。筑素荷网Z.ZS心.ET
GB/T18713-20025.9.2.1.2采用顶水法时，在使用热水期间，水压应保证符合设计要求，否则此法不宜采用。5.9.2.1.3设在储水箱中的浮球阀应采用金属或耐温高于100℃的其他材质浮球，浮球阀的通径应能满足取水流量的要求。5.9.2.2落水法5.9.2.2.1太阳热水系统可采用落水法取热水，直流式系统应采用此方法。5.9.2.2.2当储水箱距喷头的高差过小时，可安装加压泵。5.9.2.3各种取热水管路系统均应按1.0m/s的设计流速选取管径.5.10系统保温系统的保温设计应按GB/T8175的规定进行.5.11系统的防冻措施5.11.1太阳热水系统如设计为直接系统，可采用下列措施进行防冻：5.11.1.1如集热器不满足抗冻要求，可将系统中的水城系统室外部分的水排放，可采用手动阀，也可选用具有防冻功能的温控系统控制电磁阀打开，或选用非电控温控阀。5.11.1.2在与5.11.1.1相同条件下，对于强迫循环系统，可将储水箱放在低于集热器的位置，在循环泵运行停止后，使集热器和循环管路中的水回流：也可采用具有防冻定温循环功能的温控系统，进行定温强迫循环防冻。5.11.1.3在集热器满足抗冻要求的条件下，可在保温层与管路之间加入发热元件，如自控温电热带等：可通过管路设计，只使循环管路中的水回流：也可采用其他安全可靠的方法。5.11.2太阳热水系统可设计为间接系统，在系统中使用防冻传热工质进行防冻.传热工质的凝固点应低于系统使用期内最低环境温度，其沸点应高于集热器的最高闷晒温度。6对系统的要與J.NE6.1总体要求6.1.1水质要求系统提供的热水应无铁锈、异味或其他有碍卫生的物质。6.1.2系统的过热保护6.1.2.1防垢可在设计系统时合理配置储水箱和集热器面积的比例，使系统在一天运行中最高温度不超过60C:对于直流式系统，设定获得的水温不宜超过60C:也可在系统中加装有效的防垢设备。6,1.2.2材料的过热保护在设计系统时，应确保系统的最高运行温度不超过所用部件的最高许用温度。在间接系统中，为了防止在集热器最高闷晒温度下防冻液沸腾，应选用沸点符合5.11,2要求的防冻液。6.1.3系统的承压对于封闭系统，系统至少应能承受1.5倍的系统最大工作压力：对于开系统，系统中的任何部件及连接处应能承受该部件及连接处的最大工作压力。6.1.4电器安全如果系统含有电器设备，其电器安全应符合GB4706.1和GB4706.12规定的要求。6.2零部件技术要求6.2.1集热器6,2.1.1平板型太阳集热器在施工安装前应对集热器按GB/T6424一1997中7,3.1的内容进行产品质量检验，其检晚结果应符合GB/T642中相关条款规定的要求。6.2.1.2真空管型太阳集热器的技术要求应符合GB/T17581一1998第5章规定的要求，在施工安装前对集热器进行检脸，检验方法应符合GB/T17581一1998中7.1.1规定的要求，6莲罚素村网Z.Z0
GB/T18713-20026.2.2连接软管连接软管应符合GB/T15513中相关条款规定的要求。6.2.3控制系统6.2.3.1温控器温控器应能实现自动控制，应符合(GB14536.1规定的要求。直流热水系统的温控器应有水满自锁功能。6.2.3.2温度传感器集热器用传感器应能承受集热器的最高空晒温度，精度为土2C,储水箱用传感器应能承受100C,精度为土2C.6.2.4泵在太阳热水系统中，在满足扬程和流量要求（系统流量一般为每平方米集热器0.01~0.02I,/s)的条件下，应选择功率较小的泵。在强迫循环系统中，水温≥50C时宜选用耐热泵。另外，泵与传热工质应有很好的相容性：必要时，宜选用低燥音泵。6.2.5电磁阀电磁阀的工作条件应适合现场水压。6.2.6温控阀温控阀的温度控制澳差应不大于士2.5C,同时要满足现场水压条件，还要求该阀防腐性能良好，寿命长。6.2.7辅助电加热器太阳热水系统中使用的辅助电加热器应符合B4088规定的要求，工作寿命不小于3000，使用电压为220(1士1频或8蓝10v7系统施工安装技术要求7.1一般要求在安装热水系统时，不应破坏筑物的结构，和削弱筑物在寿命期内承受任何荷截的能力，不应破坏屋面防水层和筑物的附属设施。系统安装后应能抵抗下列自然灾害。7.1.1雷电系统如不处于筑物上避雷系统的保护中，应按照GB50057规定的要求增设避雷措施。7.1.2风载系统安装在室外的部分应能经受不低于10级风的负载：如果当地历史最大风力高于10级，则按当地历史最大风力设计。7.2系统基础7.2.1集热器基础集热器基础可在屋顶防水层上，也可在屋顶结构层上。在屋顶结构层上的基础，其预埋件应与结构层中的钢筋相连，并作好防水，防水的制作应符合GB50207规定的要求。基础顶面应设有地脚螺丝或预埋铁，便于同支架紧固或焊接在一起，在屋顶防水层上的基础，可不设地脚螺丝或预埋铁，基础的高度应考虑日后的屋面维修。7.2.2储水箱基础储水箱基础应设在筑物的承重梁或承重墙上。储水箱水满时的荷载不应超过筑设计的承载能力。基础的位登和高度应留有雏修保养的空间。7.3支架支架应根据设计要求选取材料，并符合GB/T700和GB/T714规定的要求，材料在使用前应进行矫正。支架的焊接应按设计要求进行，并符合GB)205规定的要求。支架应进行防腐处理。蜀Z.Z心
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