DB37/T 2857-2016 中低温太阳能工业热力应用技术规范

ICS27.160

F12

DB37

山东省地方标准

DB37/T2857—2016

中低温太阳能工业热力应用技术规范

Technicalcodeforsolarindustryheatingsystematmiddle-lowtemperature

2016-10-08发布2016-11-08实施

山东省质量技术监督局发布

DB37/T2857—2016

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4系统分类..........................................................................2

5设计要求..........................................................................2

6系统施工安装......................................................................6

I

DB37/T2857—2016

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由山东省质量技术监督局提出并归口。

本标准起草单位：山东省产品质量检验研究院、山东省太阳能行业协会、山东力诺瑞特新能源有限

公司、潍坊强胜新能源有限公司。

本标准主要起草人：孙玉泉、李郁武、刘华凯、李衍山、任勇、马光柏、刘雪平、刘磊、王帅、张

庆奎、孙武辰、颜士峰、闫崇强、张海洋、李晓、李倩。

II

DB37/T2857—2016

中低温太阳能工业热力应用技术规范

1范围

本标准规定了中低温太阳能工业热力应用系统的术语和定义、系统分类、设计要求、技术要求、施

工安装要求、验收评估及试验方法等。

本标准适用于以液体作为传热介质的非跟踪式集热系统、供热温度150℃以下、储热容积600L以

上，为工业用热提供热能的太阳能热力系统。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T700碳素结构钢

GB/T714桥梁用结构钢

GB1576工业锅炉水质

GB/T4272设备及管道绝热技术通则

GB/T6424平板型太阳能集热器

GB/T5465.1电气设备用图形符号第1部分：概述与分类

GB/T8175设备及管道绝热设计导则

GB/T17049全玻璃真空太阳集热管

GB/T17581真空管型太阳能集热器

GB/T18713太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范

GB/T19141家用太阳能热水系统技术条件

GB/T20095太阳热水系统性能评定规范

GB/T30724工业应用的太阳能热水系统技术规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范

GB50185工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范

GB50207屋面工程质量验收规范

GB50268给水排水管道工程施工及验收规范

GB50303建筑电气工程施工质量验收规范

GB/T50801可再生能源建筑应用工程评价标准

CJ128热量表

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

1

DB37/T2857—2016

中低温太阳能工业热力应用系统

应用太阳能集热器大型阵列、循环系统、储热系统和控制系统等集成技术及设备为工业生产过程提

供150℃以下热能的系统。

4系统分类

4.1按系统传热工质的流动方式分类

类型1：自然循环系统

仅利用传热工质的密度变化来实现传热工质循环的中低温太阳能工业热力应用系统。

类型2：强制循环系统

利用泵或其他外部动力迫使传热工质进行循环的中低温太阳能工业热力应用系统。

类型3：直流式系统

传热工质一次流过太阳能集热器后进入蓄热装置或进入使用点的中低温太阳能工业热力应用系统。

4.2按储能装置内水被加热方式分类

类型1：直接系统

储能装置内的水直接流经太阳集热器的系统。

类型2：间接系统

储能装置内的水通过换热器被太阳集热器内的传热工质加热的系统。

4.3按系统传热工质与大气相通状况分类

类型1：敞开系统

传热工质与大气有大面积接触的系统，接触面主要在储能装置的敞开面。

类型2：开口系统

传热工质与大气的接触处仅限于补给箱、膨胀箱的自由表面或排气管开口的系统。

类型3：封闭系统

传热工质与大气完全隔绝的系统。

对于间接系统，流经太阳能集热器的传热工质与大气相通的状况、储能装置内水与大气相通的状况

有可能不同，应按传热工质与大气相通的状况、储能装置内水与大气相通的状况分别进行分类。

4.4按系统有无辅助热源分类

类型1:单独太阳能系统

没有任何辅助热源的中低温太阳能工业热力应用系统。

类型2：带辅助热源太阳能系统

太阳能和辅助热源联合使用，可不依赖太阳能而单独提供所需热能的中低温太阳能工业热力应用系

统。

5设计要求

5.1勘查用户基本情况

5.1.1环境条件

2

DB37/T2857—2016

设计系统时应对系统的安装地点纬度、月均日辐照量、日照时间、环境温度等气候状况了解清楚。

5.1.2用水情况

应了解用热对象的日均用水量、用水方式、用水温度、用水流量、用水位置等用能要求。

5.1.3场地情况

应了解场地的面积、形状及遮挡情况等，并注意系统安装所在建筑物的承载能力。

5.1.4水电情况

应了解安装地点的自来水压力、流量、水质等，特别注意其水处理的情况，注意了解水电供应情况。

5.1.5工业过程用能特殊要求

应了解工业过程用热特殊要求，如：供热压力、持续性、稳定性等特性。

5.2确定系统运行方式

中低温太阳能工业热力应用的运行方式应根据用户基本条件、用户使用需求、生产工艺要求、有无

辅助热源及安装场地、集热器与储能装置相对安装位置等因素综合加以确定。

5.3确定集热器类型

集热器类型应根据用户对用热温度的需求、系统全年运行时间、运行期内最低环境温度等因素确定。

5.4确定系统集热面积

系统集热面积的确定按附录A进行。

5.5储能装置

5.5.1储能装置的容量应与日均用热量相适应。

5.5.2系统储能装置一般为常压水箱和承压水箱，水箱应有足够的强度和刚度。

水箱的适当位置应设有排污口和必要的检修孔，常压水箱还应在适当位置设置通气孔、溢流口。承

压水箱应具有安全泄压阀，应能耐受系统运行压力及防腐蚀要求。

5.5.3储能装置应满足防腐要求，保证水质清洁。

5.5.4为了减少热量损失，储能装置应采取相应的保温措施。

5.6换热器

5.6.1换热器可根据换热负荷参照有关设计规范或厂商说明进行设计或选型。

5.6.2换热器与传热工质应有较好的相容性，不会对水产生二次污染。

5.6.3换热器应考虑防垢措施或采用适当的清垢方法。

5.6.4在间接中低温太阳能工业热力应用系统中，换热器不应该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该超过10%，如果系统中有多个换

热器，换热器导致的集热器效率降低的总和不应超过10%。

5.7系统布局

5.7.1储能装置和集热器定位

3

DB37/T2857—2016

5.7.1.1一般要求

储能装置和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上所处部位的承载要求，必要时

应请建筑结构专业人员复核建筑荷载；系统安装不应破坏建筑物的整体观瞻效果；应避免集热器的反射

光对附近建筑物引起的光污染；另外，在确保建筑物承重安全的前提下，储能装置和集热器的相对位置

应使循环管路尽可能短。

5.7.1.2储能装置定位

5.7.1.2.1在全年运行的系统中，有条件时应将储能装置放在室内，以利于储能装置保温。

5.7.1.2.2储能装置上面及周围应有能容纳至少1人的作业空间，一般要求与四周及顶面保持适当的

距离。

5.7.1.3集热器定位

5.7.1.3.1集热器定向

集热器摆放宜面向正南，在不能满足朝向正南的要求时，可适当设置南偏东或南偏西。

5.7.1.3.2集热器安装倾角

集热器安装倾角宜等于当地纬度；如系统侧重在夏季使用，其安装倾角宜等于当地纬度减10°；如

系统侧重在冬季使用，其安装倾角宜等于当地纬度加10°。

5.7.1.3.3集热器前后排间距

为了避免遮挡，集热器离遮光物的最小距离可按式（1）计算：

DLctgscos..................................(1)

式中：

D——集热器离遮光物或集热器前后排间的最小距离，m；

L——遮光物最高点与集热器最低点间的垂直距离，m；

αS——当地春秋分正午12时的太阳高度角（季节性使用），度；当地冬至日正午12时的太阳高度

角（全年性使用），度。

α——集热器方位角，度。

5.7.2集热器阵列

5.7.2.1集热器的互相连接可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器阵列。

5.7.2.2集热器阵列间的互相连接宜按同程原则进行设计。

5.8系统管路设计

5.8.1系统管路

5.8.1.1系统管路、阀件的材质及型号选用应与系统传热工质、运行温度、运行压力相匹配。

5.8.1.2循环管路应尽量短而少弯。

5.8.1.3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。

5.8.1.4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相适应。

4

DB37/T2857—2016

5.8.1.5集热器循环管路应有0.3%～0.5%的坡度，以避免气塞现象，可满足循环、排空或回流的系

统中，管路的坡度应使系统中的水自动回流，不应积存。

5.8.1.6在管路循环中，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。

5.8.1.7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。

5.8.1.8宜设置系统备用泵、旁通管路、手动阀等部件，以便于检修及泵出现问题时保证正常运行。

5.8.1.9宜在系统管路中设温度传感器、流量计、压力表（或压力传感器）及其数据采集和监测系统。

5.8.1.10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通畅的，不应设有单向阀和其他可关闭的阀门。

5.8.1.11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成的进出

口管道，应设辅助阀门。

5.8.1.12系统中的换热器一般应按逆流方式连接，储能装置内的单循环换热器位于高处进口与系统高

温管路相连，位于低处的出口与低温管路相连。

5.8.2系统保温

5.8.2.1集热器保温

为了减少热量损失，集热器吸热板背面应设有保温层，其保温设计应按GB/T8175的规定进行。

5.8.2.2储能装置保温

为了减少热量损失，储能装置应设有保温层，其保温设计应按GB/T8175的规定进行。

5.8.2.3管路保温

系统管道保温设计应按GB/T8175的规定进行，管路保温性能应符合现行国家标准《工业设备及管

道绝热工程质量检验评定标准》GB50185的要求。管路保温层外宜加设保护层。

5.9控制系统

5.9.1控制系统

应根据系统运行要求、控制原理及系统操控执行部件设计或选择控制系统，应能满足系统运行控制

要求及安全保护要求，具备一定的故障报警能力及一定的防冻、过热保护等措施。

5.9.2系统防冻措施

5.9.2.1如果集热器不满足抗冻要求，可将系统中的水或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。

5.9.2.2对于强制循环系统，可将储能装置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，进行定温强制循环防冻。

5.9.2.3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。

5.9.2.4中低温太阳能工业热力应用系统如果使用防冻传热工质进行防冻。传热工质的凝固点应低于

系统中使用期内最低环境温度。

5.9.3系统过热保护

5

DB37/T2857—2016

系统应设置得当的过热保护措施，确保系统在高辐照条件下可正常运行。出现过热现象时，敞开及

开口系统应能自动回到自动运行状态。闭式系统应设置过热保护装置。

6系统施工安装

6.1一般要求

6.1.1系统安装要求

在系统安装时，不应破坏建筑物的结构和削弱建筑物在寿命期内承受任何荷载的能力，不应破坏屋

面防水层和建筑物的附属设施。

6.1.2雷电

系统如不处于建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。

6.1.3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。

6.2系统基础

6.2.1集热器基础

集热器基础可建在屋顶防水层上，也可建在屋顶结构层上。建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，并做好防水，防水制作应符合GB50207规定的要求。基础顶面应设有地脚螺丝

或预埋件，便于同支架紧固或焊接在一起。建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。

6.2.2储能装置基础

储能装置基础宜设置在地面上，也可以设在建筑物的承重梁或承重墙上。储能装置水满时的荷载不

应超过建筑设计的承载能力。基础的位置和高度应留有维修保养的空间。

6.3系统支架

6.3.1系统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。支架的焊接点

应按设计要求进行。

6.3.2系统支架应采用螺栓或焊接固定在基础上，并应确保强度可靠、稳定性好。为了确保系统泄水

及防冻回流等需要，设计有坡度要求的支架应按设计要求安装。

6.3.3采用建在屋顶防水层上的基础时，系统支架可摆放在基础之上，然后把各排支架用角钢等材料

连接在一起并与建筑物相连，提高抗风能力。系统支架应进行防腐处理。

6.4集热器安装

6.4.1集热器定向及安装倾角应满足本标准5.7.1.3.1、5.7.1.3.2的要求。

6.4.2最前排集热器与遮光物的距离以及多排集热器排与排之间的距离应满足5.7.1.3.3的要求。

6.4.3集热器的相互连接应按集热器产品设计的连接方式连接。

6.4.4安装集热器时，应有不透明的物体遮盖集热部件，直至通水方可除去遮盖物。

6

DB37/T2857—2016

6.4.5将集热器按设计要求可靠的固定在支架上。

6.5储能装置安装

6.5.1当安装现场不具备搬运及吊装条件时，储能装置可现场操作。

6.5.2储能装置和支架间应有隔热垫，不宜直接刚性连接而增加热损。安放好的储能装置应固定在支

架上。

6.5.3储能装置应进行检漏并作防腐处理及保温。储能装置保温的制作应符合GB/T4272规定的要求。

6.6控制系统安装

6.6.1系统的电气控制箱安装应符合GB50171规定的要求。

6.6.2温度传感器的定位和安装应保证与被测温部位有良好的热接触，温度传感器四周应进行良好保

温：

——集热器温度传感器应安装在集热器内部，可插入液体集管中，或与吸热体表面紧密接触；

——管路温度传感器可安装在浸入传热工质的盲管中或紧贴在管路的外壁上。对于后一种情况，宜

使用导热胶；

——储能装置温度传感器可安装在盲管中或直接浸入储水（能）箱中，也可紧贴在储能装置外壁并

与储能装置壁有良好的接触。

6.6.3导线布置、安装应符合GB50258规定的要求。

6.7管路系统安装

6.7.1泵

6.7.1.1泵应按制造厂家的要求安装，并做好接地保护。

6.7.1.2较大的泵应用螺栓固定在支架或混凝土基础上，并做减震处理。

6.7.1.3泵在室外安装时应采用全封闭型或设有保护罩，在室内安装时应注意防潮。

6.7.1.4系统备用泵应安装得当。

6.7.2电磁阀、电动阀

电磁阀、电动阀应水平安装，在其进水口前应安装过滤器，电磁阀两端应安装旁路管道及手动阀，

当其发生故障时用手动阀工作。

6.7.3过滤器

过滤器两端应安装旁路管道及手动阀，当其发生故障时用手动阀工作。

6.7.4管路

6.7.4.1管路和零部件应选用与传热工质相容的材料，内壁不能发生腐蚀；应能承受系统最高工作温

度及工作压力。

6.7.4.2管路的坡向及坡度应按设计要求进行安装。

6.7.4.3在系统管路通过混凝土板和墙壁时，要根据房屋结构合理安排管路，正确选择穿墙位置，并

加装穿墙套管。

6.7.4.4压力表、流量计、热量计等应安装在便于观察的地方，手动阀门应安装在容易操作的地方。

6.7.4.5容易发生故障的设备及附件两端应采用法兰连接或活接头连接，以便于维修更换。

6.7.4.6在采用焊接方法连接铜集管时，应选用低温软钎焊工艺。

7

DB37/T2857—2016

6.7.4.7管道支架应有足够的强度和刚度，起到支撑管道重量、防止管道下垂弯曲的作用，使管道保

持系统需要的循环及排水坡度。

6.7.4.8管道系统中固定支点设置的最大安装距离应符合表1的要求。

表1横管路支点设置的最大安装距离

公称直径/mm152025324050

保温管路1.5222.533

最大距离/m

不保温管路2.533.544.55

6.7.4.9立管的支撑，在2.5m以内应有一个支点。

6.7.4.10管道直线距离较长时，应安装膨胀节，以补偿因温度变化产生的伸缩。

6.7.4.11管道在支架上的固定，应在保温前进行。

6.8系统水压试验

在试验前对系统进行吹扫、清洗。系统清洗干净后，再对整个系统进行水压试验，试验过程按照GB

50268的要求进行。

6.9管路保温

6.9.1管路保温应在系统检漏及试运行合格后进行。管路如需要在保温后固定，应使用硬质保温材料。

系统保温的制作应符合GB/T4272规定的要求。

6.9.2集热器之间的连接管应进行保温，保温层厚度不小于20mm，在寒冷地区运行的，其保温层应

适当加厚。对于真空管集热器，连接管的保温层厚度不应小于联箱的保温层厚度。上述所有保温层厚度

均不宜超过其临界厚度。

7系统技术要求

7.1总体技术要求

7.1.1热性能要求

7.1.1.1系统提供的技术参数

系统提供的热水温度、压力、流量、持续性、稳定性等技术参数应满足设计要求，满足工业生产过

程要求。

7.1.1.2系统集热性能

22

日太阳辐照量为17MJ/m时，对于直接系统，单位轮廓采光面积的日有用得热量q17≥7.2MJ/m，

2

对于间接系统，单位轮廓采光面积的日有用得热量q17≥6.5MJ/m；

7.1.1.3储能装置保温性能

在当地标准温差条件下，储能装置中水的温降值△tsd≤5℃。

7.1.2水质要求