太阳能聚光设施农业跨季节储热工程规范

1太阳能聚光设施农业跨季节储热工程技术规范本文件规定了太阳能聚光设施农业跨季度储热工程的术语、定义和技术规范。本文件适用于以空气为传热介质、土壤为储热介质的太阳能聚光设施农业跨季度储热工程的设计、安装、施工和验收。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T700GB/T714GB4455GB4706.12GB4706.18GB/T12936GB/T13869GB/T15659GB/T19000GB/T19791GB/T20473GB/T21031GB/T32981GB50007GB50009GB50016GB50057GB50140GB50205GB50212GB50300GB5226.1NB/T34044DB15∕T1935碳素结构钢桥梁用结构钢农业用聚乙烯吹塑棚膜家用和类似用途电器的安全储水式热水器的特殊要求家用和类似用途电器的安全电池充电器的特殊要求太阳能热利用术语用电安全导则水电新农村电气化验收规程质量管理体系基础和术语温室防虫网设计安装规范建筑保温砂浆节水灌溉设备现场验收规程墙体材料当量导热系数测定方法建筑地基基础设计规范建筑结构荷载规范建筑设计防火规范建筑物防雷设计规范建筑灭火器配置设计规范钢结构工程施工质量验收标准建筑防腐蚀工程施工及验收规范建筑工程施工质量验收统一标准机械电器安全机械电气设备第1部分：通用技术条件跨季节蓄热太阳能热利用工程规范高效生态日光温室大棚建造技术规程23术语和定义3.1接收体Receiver太阳能聚光器内吸收太阳辐射能并由传热工质传递热量的部件。3.2玻璃管Glasstube用于放置太阳聚光器接收体、传热工质循环的玻璃圆管。3.3循环装置Circulationdevice太阳能聚光集热系统中传热介质循环动力来源。3.4保温材料Thermalinsulationmaterial敷设于储热介质底部、四周，防止热量散失。3.5太阳聚光集热系统Solarconcentrated-heatingsystem由太阳聚光器及其组件和支架组成，用于热量收集。3.6太阳能聚光设施农业跨季度储热系统Solarconcentrationfacilityagricultureacrosstheseasonalheatstoragesystem由太阳能聚光集热系统、跨季度储热系统和设施农业组成。其中太阳能聚光集热系统由太阳聚光器、玻璃盖板、接收体、玻璃管、传热介质循环装置和太阳聚光器支架组成。跨季度储热系统由热量传输管路、储热介质和保温材料组成。3.7控制系统Controlsystem太阳能聚光设施农业跨季度储热系统中布置的控制设备、电气设备及传感器。3.8设施农业Facilityagriculture在环境可控条件下，采用工程技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式，一般为设施农业。3.9太阳聚光集热系统支架基础Supportbracketfoundationofsolarconcentrated-heatingsystem3为太阳聚光集热系统安装，固定聚光器支架而设计的的混凝土或其他材质基础。4太阳能聚光设施农业跨季度储热系统构成太阳能聚光设施农业跨季度储热系统由太阳能聚光集热系统、跨季度储热系统和设施农业组成。太阳能聚光集热系统由多组太阳能聚光器、支架、风机及控制系统组成，用于将其捕获的太阳能转化为热能。其中，太阳能聚光器由聚光反射面、玻璃盖板、玻璃管、接收体装配而成。跨季度储热系统由传热介质循环管路、储热介质和保温材料等组成。设施农业由侧墙、后墙、支撑骨架、棚膜、棉毡被等组成。5要求5.1一般性要求5.1.1在工程开始施工之前，建设单位应取得相关的施工许可文件。5.1.2设施农业应满足基础工程验收，包括土建工程，安全防范的规定。5.1.3验收过程中，须提供必要文件资料。5.1.4设施农业、太阳聚光器支架的结构强度应按照GB50009-2019执行。5.1.5设施农业使用棚膜应按照GB4455-2019执行。5.1.6温室防虫网设计安装应按照GB/T19791-2005执行。5.1.7建筑用砂浆应按照GB/T20473-2021执行。5.1.8根据项目实施地的气候特征、太阳能资源、安装条件、地质结构、土壤质地、投资规模等因素，确定跨季度储热系统可行性、经济性以及各类辅助条件等。5.1.9系统设计应根据不同地区和使用条件采取防冻、防结霜结露、防过热、防雹、抗风、抗振和保证电气安全等技术措施。5.1.10部件、材料的选用应参考当地环境特点，且需符合相关产品现行国家标准的规定及使用寿命。5.2安全要求5.2.1太阳能聚光设施农业跨季度储热系统用电安全应按照GB/T13869-2017执行。5.2.2太阳能聚光设施农业跨季度储热系统防雷接地应按照GB50057-2019执行。5.2.3控制系统使用的电器控制装置应有明确的图形、文字说明，如电源“开”和“关”、循环系统“启动”和“停止”。控制系统的按钮、指示灯、显示器等应按照GB5226.1-2019执行。6系统设计要求6.1一般要求6.1.1在设计时应根据设施农业建设地气象条件、水文地质、地理纬度、棚间距、种植面积、种植高度、设施农业建筑热负荷计算太阳能聚光集热面积。6.1.2设施农业围护结构测试方法应满足GB/T32981-2016墙体材料、GB4455-2019棚膜材料等当量导热系数测定方法。6.1.3在设计时应预留足够面积用于放置传热介质循环装置。6.1.4在设计时应预留棚前足够面积用于放置太阳能聚光集热系统。6.1.5太阳聚光器安装倾角应根据使用地地理纬度、全年辐照强度、运行周期、供能需求确定。6.1.6设施农业应根据当地气候条件选择适当厚度的保温覆盖物。46.1.7壤中。6.1.86.1.96.1.106.1.11在设计时应在设施农业种植层地下预留传热介质循环管路铺设通道，确保热量能储存至种植土在设计时应在设施农业南保温墙处预留热量传热介质循环管路进、出通道。在设计时应对设施农业南保温墙前地面取平、夯实。在设计时应对设施农业南保温墙设置防寒沟。在设计时应对设施农业东、西外墙设置防风墙。6.2太阳聚光器6.2.1系统采用复合抛物面聚光器时，其相关性能应符合表6.1.1。表6.1.1复合抛物面聚光器性能规格参数零件名称材料/牌号指标规格/参数备注复合抛物面聚光器玻璃钢几何聚光比/λ1.95<λ<3聚光集热效率/η40%<η冬季热变形温度200℃冲击强度100kJ/m2阻燃性能V0级弯曲强度170MPa反射镜面铝反射率>86%漫反射<16%厚度/h>0.3mm玻璃管硅硼玻璃透光率>85%颜色无接收体金属表面涂层可选择性吸收材料吸收率>85%6.2.2在设计时应在设施农业南保温墙处预留传热介质循环管路进、出通道。6.2.3在设计时应对设施农业南保温墙前地面取平、夯实。6.2.4在设计时应对设施农业南保温墙设置防寒沟。6.2.5在设计时应对设施农业东、西外墙设置防风墙。6.3跨季储热系统设计6.3.1跨季储热系统储热介质选用设施农业内种植土壤。6.3.2跨季储热系统传热介质循环管路数量、管径、材质、埋深应根据设施农业种植热负荷、地质构造、冻土层深度、土壤质地加以确定。6.3.3跨季储热系统传热介质循环管路连接方式以设施农业尺寸、设施农业建筑构造、风机功率确定。6.4跨季储热系统设计6.4.1安装在设施农业外的支架部分应能承受不低于10级风的负载，当建设地最大风力大于10级时，按建设地最大风力设计。6.4.2支架应根据设计要求选取材料，并符合GB/T700-2006和GB/T714-2015规定的要求，支架的焊接应符合GB50205-2020规定的要求，并应进行防腐处理。6.5电气安全56.5.1系统的电气设计应满足用电负荷和运行安全要求。6.5.2系统所用的电气设备，其电气安全应符合GB25966.1-2019、GB4706.18-2014和GB4706.12-2006规定的要求。6.5.3系统内置加热系统回路应设置剩余电流动作保护装置，保护动作电流值不得超过30mA。7施工要求7.1施工准备7.1.1太阳能聚光集热系统使用的管材及附件包括引风机、电磁阀、电线电缆、钢材、防腐材料、保温材料等均应符合相关的国家标准及设计要求，并提供相应的质量合格证明文件。7.1.2围护结构的材料应符合相关的国家标准。7.2一般要求7.2.1施工安装不得破坏设施农业的地基、防寒沟、保温层和附属设施，不应削弱设施农业在寿命期内承受载荷的能力。7.2.2安装应按相关规定的要求执行，并应设置可靠的防护措施，佩戴安全防护用品，设置醒目、清晰、易懂的安全标识。7.3太阳能聚光集热系统施工7.3.1确定太阳能聚光器的安装位置后，应按照要求开挖基坑，测量水泥基础平台位置，将地面先用小型压路机或者打夯机夯实。7.3.2基础平台用水泥混凝土浇筑或水泥基座，尺寸根据集热系统设计宽度。浇筑混凝土后振捣抹平并养护，混凝土模块根据集热器模块进行数量分割，每块混凝土模块根据技术设计方案留有传热介质循环管路预留口，预留口不打混凝土根据太阳聚光器支架确定地脚螺栓及预埋件位置，安装应牢固、准确。7.3.3在安装完毕后应对支架做防锈处理，定型支架在角钢安装集热器平面聚光器槽体法兰边开孔位置预先焊接两个螺栓，目的是为方便槽体的安装，螺栓与角钢平面垂直。与地面连接处开两个孔，地面水泥平台预埋螺栓与支架连接。7.3.4太阳聚光器安装朝向应根据设施农业结构特点，采用正南或正南偏西5°,时间安装条件不能保证时，应调整太阳聚光器数量，安装完成时玻璃盖板应密封良好。7.3.5太阳聚光器安装倾角应考虑到跨季节储热和遮光的影响，在与设施农业集成的最大允许条件下，太阳聚光器安装倾角应能满足其最大采光和最小遮挡设施内靠南作物采光的要求。7.3.6太阳聚光器高温出口端与地下预埋传热介质循环管路连接时应采用金属管连接，管路连接处需做密封，管路露出地面部分须用保温棉包好。低温端则直接用非金属材质传热介质循环管路与引风机连接，出风口再用橡胶密封环与集热器玻璃管连接，完成循环系统的安装。7.4设施农业施工7.4.1在设施农业施工时应预留控制枢纽电气设备、传感器安装空间及跨季度储热系统循环管路进出7.4.2在设施农业施工时，应尽量减少防寒沟、围护结构不必要的接缝与开口，对于必须的接缝、开口处应进行保温处理。7.5跨季度储热系统施工67.5.1跨季度储热系统按照图纸开挖沟槽、挖高填低、挂线找平、保温层铺设、反射膜铺设、管道铺设、沟槽回填等工艺开展7.5.2传热介质循环管路安装时应对底部进行平整处理，需做保温，竖直管道及弯头不受力，防渗水，外置部分需做防水、防尘、阻燃等措施。7.5.3传热介质循环管路保温层厚度不低于50mm，外壳需做防老化、防潮、防渗漏处理7.5.4土壤中传热介质循环管路水平倾斜布局，沿空气流动方向有3‰~5‰的坡度，底端需做排水口及排水井。7.5.5传热介质循环管路所有连接处保证密封良好，无漏气，打压检漏后清洁，无外漏。7.5.6系统管路走向合理，要求横平竖直，符合施工图纸设计要求，保证系统运行效果。7.5.7传热介质循环管路应在地表位置加设控制阀门。7.5.8根据传热介质循环管路的沿程阻力，选用适宜扬程、流量的引风机。7.5.9引风机等前后必须装活结或阀门，安装符合厂家等设计要求，与太阳辐照度计、测温探头一并做好防雨、防冻、防尘保护，保护措施美观、牢固、便于拆卸、安装、围护。7.6其他设备及保温7.6.1所用电缆线必须使用阻燃管，阻燃管必须固定牢固；所有接线处必须接线牢固，接线端子处所压的线长度合适，接完线后不允许有外漏的铜线；对于铜丝线，接线处必须拧成一股，不允许太散和外漏线头。7.6.2所有电源线必须使用铜线，接线装置和电源线的连接处用绝缘胶布缠绕密封良好。7.6.3所有用电设备必须可靠接地，电源线径符合设计要求。7.6.4控制柜放置在设施农业靠近电源的墙壁上，距离地面＞1000mm，保持干燥、防潮、防水、防雷击，放置控制柜与墙面之间需做胶板垫层。8工程验收8.1一般规定8.1.1太阳能聚光设施农业跨季度储热工程验收应包括的文件和资料：竣工图、设计变更文件、主要材料、设备和零件的检验报告和出厂合格证、调试记录、试运行记录。8.2太阳聚光集热系统验收8.2.1太阳能聚光集热系统地基应符合GB50007中的要求。8.2.2预埋件应符合设计要求。8.2.3太阳聚光器支架安装倾角误差不得超过±2°。8.2.4太阳聚光器玻璃盖板应符合密封、承压要求。8.2.5多个太阳聚光器之间连接处使用套管后不漏气。8.