季节蓄热太阳能热利用工程技术规范

季节蓄热太阳能热利用工程技术规范BYWPSCONTENTS目录01

范围与适用对象02

工程设计一般规定03

太阳能集热系统设计04

蓄热系统设计CONTENTS目录05

控制电气系统设计06

工程施工要求07

工程验收标准范围与适用对象01设计要求涵盖集热、传输、蓄热、控制等系统设计，需考虑气候特征、太阳能资源、蓄热材料等因素，进行动态模拟计算，确保系统安全可靠与经济适用。施工要求施工前编制施工组织方案并确认现场条件，施工过程中对人员、设备、材料等进行安全防护，各系统施工需符合相关国家标准。验收要求工程交付前进行整体运转调试与验收，隐蔽工程需经监理验收签证，验收前提交设计、施工等相关文件，未验收前由施工单位负责管理维护。规范的核心内容界定适用蓄热材料与系统类型

主要蓄热材料以水和土壤为核心蓄热材料，水的密度为1000kg/m³、比热容4.2kJ/(kg·℃)，土壤常用粘性沙土（密度1700kg/m³、比热容0.80kJ/(kg·℃)）等类型。

系统类型包括以水为蓄热材料的蓄热水罐、蓄热水池系统，以及以土壤为蓄热材料的土壤埋管蓄热系统，满足不同场景下的季节性蓄热需求。

其他材料参照执行除水和土壤外，其他蓄热材料的季节性太阳能集热蓄热系统，可参照本规范的设计、施工及验收要求执行。工程设计一般规定02设计前期基础资料收集气候与太阳能资源资料需收集项目所在地气候特征、太阳能资源数据，作为蓄热可行性分析及系统设计的基础依据。蓄热材料参数资料明确可用蓄热材料类型及特征参数，如水和土壤的密度、比热容等，为蓄热系统设计提供关键数据。安装与使用条件资料收集安装条件、蓄热用途、使用寿命等资料，以确定设计蓄热量、蓄热最高温度和最低温度等关键参数。系统核心构成部分设计涵盖集热、传输、蓄热、控制等部分，必要时各部分需配备数据采集和能源计量装置。寿命与安全可靠性原则充分考虑各部分寿命设计及使用寿命期内系统安全可靠性，保障系统长期稳定运行。经济适用与运维原则设计需兼顾经济、适用、施工操作、运维方便，同时具备故障报警、应急控制及电气安全保护措施。系统构成与设计原则部件材料选用标准

国家标准符合要求部件、材料选用应严格符合相关产品现行国家标准的规定，确保质量合规。

使用寿命匹配要求所选部件和材料需满足系统使用寿命要求，避免因材料老化等问题影响系统整体运行周期。

材料相容性要求集热器与集热工质接触的零部件材料、传输管道与传输工质等应具有相容性，传输工质寿命需在5年以上且对管道无腐蚀。太阳能集热系统设计03集热设计基本要求

动态模拟计算与气象数据集热设计应进行动态模拟计算，采用的气象数据宜为典型气象年数据，以确保设计的准确性和适用性。

自动控制系统设置集热系统应设置自动控制系统，该系统能保证随太阳辐照强度变化而变流量运行，实现高效集热。

安全防护控制功能集热系统安全防护控制功能应包括防冻保护和防过热保护，保障系统在不同环境下的安全运行。

其他设计要求参照标准集热系统的其他相关设计要求参照GB50495进行，确保设计符合行业规范。集热场设计要点集热场地勘察

设计前应勘察集热场地的环境、地形、遮挡等情况，为后续设计提供基础数据。集热器朝向和倾角设计

集热器朝向和倾角以最大化供热季系统总集热量为目标进行设计，考虑集热阵列间距、集热器抗风性能，可适当降低倾角角度。集热器面积确定

太阳能集热器面积应以最大化太阳能保证率为目标进行设计，宜采用逐时动态模拟计算确定；采用简化计算方法，应符合GB50495的相关规定。材料相容性要求

集热器与集热工质相接触的所有零部件材料，应与集热工质具有相容性，避免材料腐蚀等问题。集热传输系统设计规范01管网设计流量集热系统管网设计流量应满足最大集热量传热需求，可参考GB50495相关规定。02水力计算要求通过水力计算确定系统管路的管径、长度、布置方式及水力平衡装置等，满足管网水力平衡要求，管路比摩阻不宜超过300Pa/m。03管道设计及保温传输管道设计应符合GB50015的要求，保温设计应符合GB/T8175的规定；传输管道和传输工质应具有相容性，管道材料耐温指标应高于传输工质温度范围。04传输工质要求传输工质寿命应在5年以上，且对管道无腐蚀，确保系统长期稳定运行。05土壤蓄热地埋管换热传输系统设计依据利用土壤蓄热的地埋管换热传输系统设计应符合GB50366的规定，保证地埋管换热系统的设计合理。蓄热系统设计04蓄热系统规模确定依据根据用户需求、投资、热负荷、太阳能集热系统形式及性能、太阳能保证率等进行技术经济分析，综合确定蓄热系统规模。蓄热方式选取综合因素蓄热方式宜采用蓄热水罐、蓄热水池、土壤埋管蓄热，选取时需考虑投资规模、系统规模、场地空间、当地水文土壤条件及使用要求，进行经济与效益综合分析。蓄热系统设计总体要求蓄热材料与装置设计要点材料与装置相容性要求蓄热材料和蓄热装置必须具有相容性，确保系统长期稳定运行，避免材料间发生化学反应影响蓄热效果。流体蓄热材料防漏防渗措施流体蓄热材料应有防漏防渗措施，尽量减小暴露面积，防止蓄热损失、蒸发损失及污染变质。季节蓄热水体水质要求季节蓄热水罐或蓄热水池设计时应明确水质要求，宜采用RO过滤的纯水，pH值介于7~9之间。蓄热材料体积估算方法体积估算公式蓄热材料体积总和V（m³）计算公式：V=Q/(φ·C·ρ·(th-tl))，其中Q为设计蓄热量（kJ），φ为蓄热提取因子，C为比热容（kJ/(kg·℃)），ρ为密度（kg/m³），th、tl分别为最高和最低蓄热温度（℃）。参数含义及取值参考φ为设计蓄热量与输入蓄热材料热量的比值，无量纲；C、ρ值可参考表1常用蓄热材料参数；th和tl根据系统设计要求确定。蓄热提取因子选取范围初步估算时，蓄热材料为水时φ取0.6-0.9，为土壤时φ取0.5-0.8，具体需结合项目通过模拟计算或工程经验确定。常用蓄热材料参数表粘性沙土密度ρ=1700kg/m³，比热容C=0.80kJ/(kg·℃)。卵石密度ρ=2230kg/m³，比热容C=0.71kJ/(kg·℃)。石灰岩密度ρ=2400kg/m³，比热容C=0.89kJ/(kg·℃)。水密度ρ=1000kg/m³，比热容C=4.2kJ/(kg·℃)。蓄热水罐设计规范

类型选择蓄热容积大于100m³的蓄热水罐宜采用固定顶立式圆筒形钢制焊接储罐，按GB50341要求设计。

最高蓄热温度要求最高蓄热温度应比其工作压力对应的工质沸点温度低不小于5℃。

温度分层技术措施宜在进出水口配置布水器实现温度自然分层，水罐设计液位不宜小于10m。

传感器配置及保温纵向均匀布置温度传感器，间隔不大于1m，示值误差不大于0.5℃；配置液位传感器，罐顶设呼吸阀或安全阀，外保温符合GB/T8175规定。地质水文勘探要求选用蓄热水池时，需对场区进行地质和水文勘探，地下水位应低于水池底部一定高度，基坑开挖过程中无渗水现象。形状设计原则可根据场地条件设计不同形状，纵向截面宜为倒梯形，采用“半挖半填”原则，利用符合要求的基坑土方回填坝体，减少外运成本，坝体结构参照SL274。防渗系统设计底部、侧壁、水池盖应做防渗设计，整体无漏点，参照GB/T51403相关要求。温度分层措施及附属设施设底部低温、中部中温、顶部高温进出水口并配置布水装置；纵向布置温度传感器（间隔≤1m，误差≤0.5℃）和液位传感器；水池盖具备保温、柔性浮动功能，设监控孔、检修人孔等附件，且不与消防水池合用。蓄热水池设计要点不同海拔高度水沸点表

01海拔1000m气压89.8kPa，水的沸点96.7℃。

02海拔2000m气压79.5kPa，水的沸点93.5℃。

03海拔3000m气压70.1kPa，水的沸点90.4℃。

04海拔4000m气压61.7kPa，水的沸点87.0℃。

05海拔5000m气压54.0kPa，水的沸点83.2℃。土壤埋管蓄热系统设计要求

地质勘探和热响应试验设计前应按GB50366中的岩土热响应试验方法做地质勘探和热响应试验，确定可行性和蓄热能力。

埋管换热系统设计参数确定根据太阳辐照量、热负荷、系统太阳能保证率等参数，通过模拟计算确定埋管数量、尺寸、深度和总蓄热容积。

保温层设置埋管顶部应设置保温层，厚度通过系统换热量和保温材料热性能等因素计算确定。

与地源热泵系统配合布置方式与地埋管地源热泵系统配合使用时，应根据当地气候特点采用相应埋管布置方式；有夏季空调需求的地区，根据土壤温度场平衡计算结果设置地埋管。控制电气系统设计05控制系统功能与模式

运行模式设计优先采用全自动模式，手动模式作为备用，确保系统在无人值守时可稳定运行，人工干预时具备灵活操作能力。

核心功能配置具备本地操作、故障诊断、声光报警、紧急停机、安全联锁及数据存储功能，可实时监控系统运行状态并记录关键参数。

掉电保护要求控制系统需具备掉电保护和上电自恢复功能，关键参数断电不丢失，恢复供电后自动进入安全运行状态，保障系统连续稳定。电源进线方式供电电源电缆宜采用埋地或架空进线，两种方式均需满足现场安装条件及安全防护要求。供电回路配置机组和辅助热源分别采用单独回路供电，避免相互干扰，确保各设备独立稳定运行。配电导体选择配电导体应采用铜芯电缆或电线，其导体载流量不应小于预期负荷的最大计算电流和按保护条件所确定的电流。配电箱设置要求配电箱设在室外时应选择室外型箱体，具备防水、防尘性能，适应户外环境条件。供配电系统设计规范线路敷设及箱盘配线要求

布线导管选用布线用导管宜采用金属导管，保证线路机械强度和电磁屏蔽效果，满足系统安全运行需求。

线路敷设方式通讯及信号传输线路应与交流电源线路分开敷设，避免电磁干扰，确保信号传输稳定可靠。

配线箱端子排安装配线箱内端子排应安装牢固，端子有序号，强电、弱电端子隔离布置，端子规格与导线截面积适配，便于维护与故障排查。电气系统安全保护措施

配电线路保护装置配电线路应装设短路保护、过负荷保护、接地故障保护、过电压及欠电压保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。

接地保护要求系统内所有电气设备金属外壳、金属管线、电缆桥架等外露可导电部分均应进行接地保护，保障人员与设备安全。

等电位联结要求集热场区域、蓄热装置区域的电气设备应进行可靠的等电位联结，消除电位差，防止触电事故发生。工程施工要求06施工前准备与组织施工组织方案编制与审批施工前应编制包含主体施工、设备安装、装修装饰等工种协调配合及安全措施的施工组织方案，并通过批准。设计文件与现场条件确认需确认设计文件齐备，现场水、电、路、基础预留内容、设施条件及场地等均符合施工要求。进场资源合格证明核查施工中进场的人员、设备、材料、部品、环境安全设施等，均应具有相应合格证明资料，且符合施工要求的质量、数量、性能指标。01集热系统施工依据标准太阳能集热系统工程施工应符合GB50495的规定。02支撑支架施工要求采用钢桩夯实入土方式时，需进行拉拔力测试、场地平整清理及精准定位放线，打桩后复核关键尺寸；采用预应力混凝土管桩时，施工应符合国家建筑标准设计图集10G409《预应力混凝土管桩》的规定。03集热器安装与传输系统施工规定集热器安装过程中应保持完好，避免扭曲、变形、破损或应力集中；集热传输系统施工应符合GB50235和GB50495的规定。太阳能集热系统施工规范蓄热系统施工要点

地上保温容器蓄热系统施工地上保温容器蓄热系统施工应符合GB50495中的相关规定，蓄热水罐施工还应符合GB50128中的相关规定。

蓄热水池施工要求基坑开挖、边坡防护应符合GB51004的规定；防渗系统施工应符合GB/T51403的规定；内部布水设备施工需事先考虑吊装机械站位、型号、作业范围及起重能力等因素。

土壤埋管蓄热系统施工无边界地下土壤埋管季节蓄热系统施工应符合GB50366的规定。控制电气系统施工要求电缆线路与电气设施安装依据系统的电缆线路施工和电气设施的安装应符合GB50168和GB50254的相关规定。传感器接线与防护处理传感器接线应牢固可靠、接触良好，控制线需做防水处理，安装时与被测部位良好接触并进行标识；室外安装的传感器及电动执行机构，接线盒防护等级不应低于IP65。信号传输线缆处理要求信号传输线缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层应在控制柜侧单端可靠接地。工程验收标准07整体运转调试与验收要求季节蓄热太阳能热利用工程系统交付使用前，必须进行整体运转、调试与验收，确保系统性能符合设计要求。隐蔽工程验收规定隐蔽工程应在隐蔽前经监理人员验收、认可签证，未经验收合格不得进入下一道工序。验收文件资料要求工程验收前应提交批复的设计和设计变更资料、施工合同、施工期间检查验收记录、竣工图等文件，确保资料完整可追溯。工程移交前管理责任工程未验收移交前，由施工单位负责管理和维护，保障系统安全与完好。验收一般规定与资料要求各系统验收依据

太阳能集热系统验收依据太阳能集热系统验收按GB50235《工业金属管道工程施工质量验收规范》和GB50495《太阳能供热采暖