2012年太阳能国家标准专家解析.ppt

太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 太阳热水系统性能评定规范 太阳能国家标准解析 专家 钱博士158681208370571 86161721邮箱 pusangchina 单位 杭州普桑能源科技有限公司 讲课内容 1 太阳热水系统基础知识2 太阳热水系统的相关国家标准及其相互关系3 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点4 GB Txxxxx 太阳热水系统性能评定规范 宣贯要点 太阳热水系统基础知识 1 太阳热水系统的组成2 太阳热水系统的分类3 太阳热水系统的设计的主要方面4 太阳热水系统的设计的详细内容 太阳热水系统的组成 太阳集热器设备与管道支架贮水箱管路 泵 阀设备防腐与保温自动控制系统辅助能源设备 太阳热水系统的分类 太阳热水系统设计的主要方面 1 用户情况与要求2 系统运行方式确定3 太阳集热器选型4 太阳集热器面积确定5 贮水箱设计6 辅助热源选择与系统设计7 系统布局8 太阳集热器倾角与前后排间距确定9 泵 阀及管路选型与管路系统设计10 电气控制系统设计11 管路与设备的保温与防冻12 系统安全防护 防雷 防雨 防漏电 防腐蚀 抗风雪等 太阳热水系统的设计的详细内容 详见下面的浏览 太阳热水系统的相关国家标准 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 以下简称GB T18713 GB TXXXXX 民用建筑太阳热水系统应用技术规范 以下简称建设部标准 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 以下简称性能评定标准 上述三个标准之间的相互关系 GB T18713把太阳能系统作为一个产品 规定了工程设计 安装和工程验收应遵循的原则 建设部标准把太阳能系统作为一个工程 规定了太阳能工程及其相关工程的设计 如建筑预留 结构设计 给排水设计 电气设计 太阳能系统设计等 工程安装的过程控制 工程验收的原则与方法等 该标准直接引用了GB T18713和性能评定标准 性能评定标准建立了太阳能系统的性能指标体系 并规定了这些获得这些指标的试验和检验方法 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 主要宣贯方面 1 与建设部标准有重复的地方 且建设部标准是在GB T18713后制定的 因此比GB T18713完善 例如在工程安装 工程验收方面 建设部标准更全面细致 由于上午张淑君老师已讲了建设部标准 因此这里不再重复 2 这里只讲太阳能系统设计方面在实际中常用的或者建设部标准没有详细提到的几个重点方面 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 1 集热器倾角 对于平板和竖置真空管集热器全年使用时 取当地纬度偏夏季使用时 取当地纬度 10 偏冬季使用时 取当地纬度 10 对于东西横置真空管集热器安装倾角可适当减小 考题 11 对于全年使用的平板型或竖置全玻璃真空管太阳热水系统 如果放置条件许可 其安装倾角应等于 当地纬度b 当地纬度减10 c 当地纬度加10 d 不受倾角限制22 对于全年使用的全玻璃真空管太阳热水系统 真空管采用东西横置放置 其安装倾角应等于 a 当地纬度b 当地纬度减10 c 当地纬度加10 d 不受限制 可适当减小倾角 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 2 前后排间距 对于冬季不使用的太阳热水系统排间距不小于春分 秋分日当地前排的阴影长度对于冬季使用的太阳热水系统排间距不小于冬至日当地前排的阴影长度 考题 1 对于多排布局的太阳热水系统 保证后排太阳集热器全年不被前排遮光的条件是 a 排间距大于春秋分日前排太阳集热器阵列的阴影长度b 排间距大于夏至日前排太阳集热器阵列的阴影长度c 排间距大于冬至日前排太阳集热器阵列的阴影长度d 排间距大于立夏日前排太阳集热器阵列的阴影长度2 对于多排布局的太阳热水系统 保证后排太阳集热器春夏秋季不被前排遮光的条件是 a 排间距大于春秋分日前排太阳集热器阵列的阴影长度b 排间距大于夏至日前排太阳集热器阵列的阴影长度c 排间距大于冬至日前排太阳集热器阵列的阴影长度排间距大于立夏日前排太阳集热器阵列的阴影长度 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 3 系统管路 系统循环管路应有0 3 0 5 的坡度 以防止气堵 自然循环系统循环管路的坡向应利于排气 不能有反坡 回流防冻系统的管路的坡度应足以使水自动回流 不能积存 考题 1 在太阳热水系统中 循环管路应 a 至少留有5 的坡度b 至少留有0 3 0 5 的坡度c 水平安装d 任意安装 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 4 系统排气 系统管路易发生气塞的位置应设有排气阀需要排空和回流防冻的系统应设有吸气阀管路最低点及易积存水的位置应设有排空阀 考题 1 在太阳热水系统中 循环管路中易发生气塞的位置应 a 加截止阀b 加球阀c 加闸板阀d 加排气阀或其它排气装置 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 5 间接系统 在间接系统中 换热器不应明显降低集热器效率当集热器处于最大输出时 换热器导致的效率下降不应超过10 如果有多个换热器 每个换热器导致的集热器效率降低的总和不应超过10 考题 1 在间接太阳热水系统中 换热器导致的集热效率的下降不应超过 a 5 b 10 c 15 d 20 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 5 自然循环系统 自然循环系统水箱底部一般应比集热器顶部高0 3m 0 5m 实验证明 过高过低都不好 考题 1 采用自然循环的太阳热水系统 水箱底部一般应比太阳集热器顶部高 a 0 3m 0 5mb 1m 2mc 2m 3m d 水箱可任意放置 GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 6 管路管径确定 各种取热水管路均按1 0m s设计流速选取管径自然循环系统循环管路的流速应尽可能降低强迫循环系统循环管路的流速可查阅暖通设计手册 一般在0 5m s 1 5m s 考题 根据GB T18713的规定 太阳热水系统取热水管路管径的设计应按 a 流速1 0m sb 流速2 0m sc 流速3 0m sd 流速4 0m s GB T18713 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 宣贯要点 7 系统循环流量 在太阳热水系统中 在满足扬程和流量要求的条件下 应选择功率较小的泵系统流量一般为每平米集热器0 01 0 02L s 即36L h 72L s 考题 根据GB T18713 对于强迫循环系统 太阳集热器单位面积的循环流量一般应为 a 150L h 200L hb 100L h 150L hc 80L h 120L hd 36L h 72L h GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 标准定位 对于已经完工的工程如何验收评定 GB T18713的可操作性不强 需要弥补 建设部正在起草的太阳能工程标准也需要太阳能系统的性能测试与评定因此本标准起草时 定位于建立太阳能系统的性能指标体系及其测试方法 国标的来源与要求 项目提出单位 中国太阳能热利用专委会中国标准研究中心要求完成时间 2003年8月 2004年8月背景 1 国内太阳热水工程数量增多 需要一个国家标准来规范保障供需双方的利益 2 GB T18713 2002涉及工程工程检验和验收的内容不细 缺乏可操作性3 缺乏工程热性能指标和检测方法 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 标准起草过程 2003年8月成立起草组2003年11月在云南昆明专门讨论了本标准的内容形成标准讨论稿后 2004年3月召开编制组会议讨论修改2004年6月再次讨论修改2004年8月修改稿完成后 在北京进行了实地工程测试根据实地测试情况 2004年12月形成征求意见稿2005年元月发出征求意见稿2005年3月收回18位专家共100条反馈意见2005年4月召开专家研讨会 讨论一些热点问题2005年5月形成送审稿2005年6月9日通过标准评审组的评审 2005年6月底形成报批稿 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 太阳热水系统的性能指标体系 系统热性能指标系统安全性能指标系统运行状况系统检修条件系统外观质量系统关键部件 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统的热性能指标体系 日有用得热量 与家用标准GB T19141相同 系统升温性能 与家用标准GB T19141相似 贮水箱保温性能 与家用标准GB T19141有区别 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统的日有用得热量 先测试出一定太阳辐照量情况下的日有用得热量在折算出17MJ m2条件下的日有用得热量为了解决折算的非线性问题 对试验条件给予了一定限制a 试验期间的日太阳辐射量H 17MJ d b 环境空气的平均流动速率不大于4m s c 环境温度8 ta 39 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统的温升性能 GB T19141要求冷水温度为25 试验结束时水温 温升25 工程要求冷水水温8 tc 25 折算成17MJ m2辐照量时的温升大于等于25 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统的日有用得热量与系统的温升性能的关系 单位面积日有用得热量和升温性能两个指标是相互关联的 在其它条件都相同的条件下 系统单位采光面积的平均容水量过大 日有用得热量值就会较高 而贮水箱的温升就较低 反之 如果系统单位采光面积的平均容水量过小 日有用得热量值就会较低 而贮水箱的温升就较高 因此通过同时限定太阳热水系统单位面积日有用得热量和升温性能两个指标 可以避免质量较差的太阳热水系统通过加大贮水箱容积而达到单位面积日有用得热量单一指标达到要求的不正确倾向 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统的日有用得热量与系统的温升性能的测试 试验同步问题的处理家用单台采用遮盖太阳集热器 管 的方法工程集热器面积过大 遮盖的方法行不通 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 日有用得热量与温升性能测试的同步测试方法 7 8太阳辐射与集热试验数据同步测试方法7 8 1对于贮水箱内的水是自然循环加热的太阳热水系统 可利用系统的自然流动解决试验数据的同步测量问题 7 8 2对于贮水箱内的水是强制循环加热的太阳热水系统 可利用系统本身配置的循环泵解决试验数据的同步测量问题 7 8 3对于贮水箱内的水是直流式加热的太阳热水系统 可通过适当调整试验开始和结束时间和同步记录太阳辐照量 冷水温度和产热水量等数据 解决试验数据的同步测量问题 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 太阳集热器轮廓采光面积的测量 7 2太阳集热器轮廓采光面积的测量根据GB T19141的定义和计算方法 测量计算太阳集热器的轮廓采光面积 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 太阳辐照量的测量 7 3太阳辐照量测量7 3 1总日射表传感器应安装在太阳集热器高度的中间位置 并与太阳集热器采光平面平行 两平行面的平行度相差应小于1 7 3 2总日射表传感器的安装位置应避免太阳集热器的反射对其测量结果产生影响 7 3 3应防止总日射表的座体及其外露导线被太阳晒热 7 3 4在整个测试期间 总日射表不应遮挡太阳集热器采光 并不被其它物体遮挡 7 3 5对于太阳集热器处在不同采光平面上的太阳热水系统 应根据太阳集热器不同的采光平面分别设置总日射表 总日射表的放置位置和要求同上 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 有关环境参数的测量 1 7 4周围空气速率测量应分别测量太阳集热器和贮水箱周围的空气流速 风速仪应分别放在与太阳集热器和贮水箱中心点同一高度的遮荫处 分别距离太阳集热器和贮水箱1 5m 10m的范围内 7 5环境温度测量应分别测量太阳集热器和贮水箱周围的环境温度 温度测量仪表应分别放在与太阳集热器和贮水箱中心点相同高度的遮阳通风处 分别距离太阳集热器和贮水箱1 5m 10m的范围内 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱试验水量测量 7 6贮水箱试验水量测量7 6 1试验水量是指试验结束时贮水箱内的水在冷水进水状态下的水量 试验水量不包括管路和太阳集热器或换热器内的水 7 6 2对于贮水箱内的水是直流式加热的太阳热水系统 可将流量仪表安装在太阳热水系统的冷水进水管路上 通过测量计算试验结束和开始时流量的差值 就可得出贮水箱的试验水量 7 6 3对于贮水箱内的水是自然循环或强制循环加热的太阳热水系统 可在系统的冷水进水管路上安装一块流量仪表 测量进入系统的总水量 在贮水箱水循环加热系统的下循环管路与贮水箱连接口处安装另一块流量仪表 测量进入循环管路和太阳集热器或换热器的水量 两块流量仪表测量流量的差值的绝对值就是贮水箱的试验水量 注意在系统注水过程中应通过贮水箱的下循环管向系统循环管路 包括太阳集热器或换热器 注水 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱混水方式贮水箱式 7 7 1贮水箱混水方式7 7 1 1扰动混水法对于设有人孔的开式贮水箱 可在贮水箱内底部的中间位置放置一台潜水泵 通过潜水泵使水箱内的水产生剧烈扰动 以达到混水的目的 潜水泵每小时的流量应不小于贮水箱容水量的30 潜水泵的工作温度应高于系统贮水箱的最高工作温度 7 7 1 2循环混水法对于承压贮水箱和没有设置人孔的不承压贮水箱 可在贮水箱外部安装一台循环泵 通过循环泵将贮水箱底部的水泵入贮水箱顶部 贮水箱顶部的进水口位置和底部的出水口位置可根据贮水箱原有的接口位置选择确定 循环回路使用的材料应适用于系统被加热的工质 并能承受系统贮水箱的最高工作温度 管道应减到最短 管道外做保温处理 保温层外表面裹覆具有反光性能的材料 水泵的工作温度应高于系统贮水箱的最高工作温度 水泵每小时的流量应不小于贮水箱有效容水量的30 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱水温测量 7 7 2贮水箱水温测量根据贮水箱的接口位置 在贮水箱内水面的最上部和最下部位置的接口处分别设置一个测量贮水箱上下部水温的测温装置 7 7 3冷水温度测量在冷水进水处安装温度测量仪表 测量冷水的进水温度tC GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 系统热性能试验要求 8 1系统热性能试验8 1 1系统要求系统应按原设计要求安装调试合格 并至少正常运行3天 才能进行热性能试验 8 1 2试验用冷水要求试验用冷水应采用该系统投入正常使用时的实际用水 冷水水温8 tc 25 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 太阳辐照及气象条件要求 系统进行试验时 气象条件应符合以下要求 a 试验期间的日太阳辐射量H 17MJ d b 环境空气的平均流动速率不大于4m s c 环境温度8 ta 39 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 试验起止时间及其它要求 8 1 3 2其它要求该试验只测试系统的太阳能加热部分 对于纯太阳能系统 可按照规定的步骤进行试验 对于带辅助热源的系统 试验期间应关闭辅助热源 仅对太阳能加热部分进行试验 8 1 3 3试验起止时间对于太阳集热器采光面正南放置的太阳热水系统 试验起止时间为当地太阳正午时前4h左右到太阳正午时后4h左右 共计8h 0 5h 当太阳集热器采光面南偏东 南偏西 正东 正西放置时 试验起止时间应调整到太阳集热器能够最大限度地采集太阳光的时间区间 但试验时间最长不超过8h 最短不少于4h GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 试验方法 8 1 3 4贮水箱内的水是自然循环或强制循环的太阳热水系统的试验方法8 1 3 5贮水箱内的水是单一的直流式加热的太阳热水系统和刚开始加热时是直流式加热 待到贮水箱内的水位达到设定高度后又转入强制循环的太阳热水系统的试验方法 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱的保温性能 1 工程贮水箱保温性能指标应考虑的问题1 家用贮水箱具有通用性 而工程贮水箱具有唯一性 不需考虑通用性 工程贮水箱的保温主要考虑贮水箱所处地理位置和所处环境温度 2 对于太阳热水系统 大部分用于洗浴 无论环境温度高低 洗浴都至少需要40 的热水 但散热却跟环境温度有关 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 当地标准温差概念的引入 2 当地标准温差 当地室外平均温度与45 差值的绝对值 对于冬季使用且贮水箱放置在室外的太阳热水系统 当地标准温差取当地室外日平均温度小于等于8 期间内的平均温度与45 差值的绝对值 对于具有下列条件之一的太阳热水系统 当地标准温差取当地室外年平均温度与45 差值的绝对值 a 贮水箱放置在室内的 b 贮水箱放置在室外 但冬季不使用的 C 当地室外日平均温度小于等于8 期间内天数为0的地区 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱的保温性能 3 tsd在当地标准温差条件下 贮水箱内水的温降值 单位为摄氏度 贮水箱经10h满水散热试验 V 2m3的 tsd 8 2m3 V 4m3的 tsd 6 5 V 4m3的 tsd 5 GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱的保温性能试验 1 8 1 4 1试验气象条件要求系统进行试验期间 环境空气流动平均速率不大于4m s 8 1 4 2试验用水温水量要求在保温性能试验开始前 应将贮水箱充满不低于50 的热水 关闭贮水箱上所有的阀门 使贮水箱保温试验不受用热水 管路 太阳集热器或换热器等因素的影响 8 1 4 3其它要求该试验只测试贮水箱的保温性能 对于纯太阳能热水系统 可按照规定的步骤进行试验 对于带辅助热源的系统 试验期间应关闭辅助热源 8 1 4 4试验时间贮水箱保温性能试验一般应在晚上8 00至第二天早晨6 00 试验时间共计10h GB TXXXXX 太阳热水系统性能评定规范 主要宣贯方面 贮水箱的保温性能试验 2 8 1 4 5试验方法a 启动贮水箱的混水装置 直到贮水箱上下部水温差值在 1 以内 b 试验开始时 关闭贮水箱的混水装置 记录贮水箱上下部水温并计算其平均温度tr 并同时记录时间 贮水箱周围的环境温度和风速等 以后每隔1h记录一次上述数据 c 试验结束前15min 启动贮水箱的混水装置 使试验结束时贮水箱上下部水温差值在 1 以内 当试验时间达到10h时 试验结束 记录贮水箱上下部水温并计算其平均温度tf 计算试验期间11次环境温度的平均值 得出贮水箱附近的平均环境温度tas av 系统安全性能指标体系 1 抗风雪2 防雨3 防冻4 防雷击5 建筑防水6 防腐蚀7 承重安全8 接地保护9 漏电保护10 防渗漏11 超压保护12 过热保护13 系统水质 其他指标 3 系统运行状况 4 系统检修条件 5 系统外观质量 系统关键配件 6 系统关键配件a 支架b 太阳集热器c 贮水箱d 系统管路e 系统保温f 电气装置g 辅助热源 检验类型 9 1太阳热水系统性能检验分为验收检验型式检验 验收检验 9 2验收检验9 2 1所有太阳热水系统交接给用户前 应进行验收检验 9 2 2对于贮水箱内液体被加热后的温度不高于60 的太阳热水系统 验收检验应按本标准8 1 4 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6的规定进行检验 对于贮水箱内液体被加热后的温度高于60 的太阳热水系统 验收检验应按本标准8 2 8 3 8 4 8 5 8 6的规定进行检验 型式检验 9 3型式检验9 3 1有下列情况之一时 应进行型式检验 a 国家质量监督检验机构提出进行型式检验要求的 b 合同双方有争议 有一方要求对系统进行型式检验的 C 由于其它原因需要对太阳热水系统进行型式检验的9 3 2型式检验应按本标准8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6规定的方法和要求进行检验 判定规则 9 4判定规则9 4 1验收检验的结果应符合本标准表2的规定 按本标准8 1 8 2 8 3规定的方法检验的各项指标有一项指标不合格 则系统判定为不合格 其余各项指标有两项不合格 则系统判定为不合格 9 4 2型式检验的结果应符合本标准表2的规定 按本标准8 1 8 2 8 3规定的方法检验的各项指标有一项指标不合格 则系统判定为不合格 其余各项指标有两项不合格 则系统判定为不合格 专家介绍 杭州普桑能源科技有限公司坐落于浙江省海外高层次人才创业园 杭州未来科技城 由留学美国多年的中国学者和美国专家共同创立 是一家高新技术企业 拥有多项专利技术 创业团队成员经过在美国研究