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GB／T 40703-2021 太阳能中温工业热利用系统设计规范.pdf简介：

GB/T 40703-2021《太阳能中温工业热利用系统设计规范》是中国国家标准，该规范主要针对太阳能中温工业热利用系统的规划、设计、安装、运行和维护等方面提供了详细的指导和规范。中温工业热利用系统是指利用太阳能将光能转化为热能，为工业生产过程提供中等温度范围（通常指高于60℃，低于450℃）的热能供应。

该规范的主要内容包括：

1. 系统概述：明确了中温太阳能热利用系统的基本概念、分类、适用范围和基本要求。

2. 系统设计：规定了系统设计的基本原则，包括太阳能集热器的选择、储热系统的配置、热能转换与利用设备的设计、以及系统总体布局等。

3. 工艺设计：针对不同行业和应用场景，提供了工艺流程设计的建议，如化工、食品加工、纺织、制药等。

4. 安全与防护：强调了系统的安全性，包括热能安全、电气安全、防止火灾等。

5. 测试与评估：规定了系统的性能测试方法和评估指标，以确保系统的性能和效率。

6. 维护与管理：给出了系统的维护和管理要求，以延长系统寿命，保证系统的正常运行。

总的来说，GB/T 40703-2021是推动中国太阳能热利用技术在工业领域的标准化、规范化，促进绿色工业发展的重要技术文件。

GB／T 40703-2021 太阳能中温工业热利用系统设计规范.pdf部分内容预览：

GB/T12936，GB/T18713和ISO9488界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 太阳能中温工业热利用系统mediumtemperaturesolarheating systemforindustrialapplications 太阳能集热温度大于100℃、小于250℃，为工业生产过程提供热能的系统。 注：系统由太阳能集热系统、蓄热系统、供热系统、电气与控制系统组成

GB/T40703—2021

集热系统、供热系统、蓄热系统、电气与控制系统

图1太阳能中温工业热利用系统组成示意

GB∕T 51272-2018 煤炭工业智能化矿井设计标准系统设计前应结合拟建设区域的太阳能资源、地理条件、气象数据、常规能源资源及价格等因素 术可行性和经济适用性分析。 系统设计应综合考虑场地规划、环境生态、用户需求、负荷大小等因素。 系统形式、关键设备及控制方案的设计应与工业过程的需求和工艺特点相结合

粉尘污染和建筑物的遮挡 5.5系统应在满足工业过程用热需求的前提下实现最小的常规能源消耗 5.6系统设计寿命不应低于15年

GB/T40703202

6.1系统设计用气象参数应选用当地近10年的太阳总辐照量、太阳直射辐照量、环境温度、风速、风向 等气象数据为计算依据，如当地气象数据缺失，可取临近站点的气象数据， 6.2系统安全防护设计应根据统计年份不少于10年的气象参数及信息设计，气象参数及信息包括： a）年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温； b）年平均风速、极大风速及风向、主导风向； c）无日照小时数、雷电、冰霉等灾害性统计数据 6.3用于系统设计的工业过程典型工艺温度参数见附录A，

7.1工业过程的能量需求包括用热的形式，总用热量，以及用热的温度、压力、流量等。 7.2进行能量需求分析前应明确用热工艺过程的特点和工艺技术要求 7.3使用液体供热的工业热利用系统的日用热负荷按公式（1）计算：

式中： Q 日用热负荷，单位为兆焦（MJ）； mw.i 第i个用热时段的平均液体体积流量，单位为立方米每秒（m/s）； C 液体的比热容，单位为焦耳每千克摄氏度[J/（kg·℃）]； 液体的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； △T 热水与冷水的温差或供水与回水的温差，单位为摄氏度（℃）； 第i个用热时段的时间间隔，单位为秒（s）。 使用蒸汽供热的工业热利用系统的日用热负荷按公式（2）计算： Q= *··*·**· (2) 式中： Q 日用热负荷，单位为兆焦（MJ）； S 补水率，%； m.i 第i个用热时段的平均蒸汽质量流量，单位为千克每秒（kg/s）； m.i 第i个用热时段补充至系统的冷水质量流量，单位为千克每秒（kg/s）； h 蒸汽焰值，单位为焦耳每千克（J/kg）； hw 回水热水比烩值，单位为焦耳每千克（J/kg）； hin 补水冷水比烩值，单位为焦耳每千克（J/kg）； 第i个用热时段的时间间隔，单位为秒（s）。

GB/T40703—2021

3.1.2太阳能集热器应根据终端用热要 器选型推荐见附录B。 8.1.3跟踪型集热器支架的强度、刚度应满足聚光与跟踪精度要求。 8.1.4闭式循环太阳能集热系统应设置膨胀罐，膨胀罐应符合GB/T150.1和9.4的规定。 8.1.5采用导热油为传热工质的太阳能集热系统应设置油气分离器

8.2.1直接式系统集热器总面积按公式（3)计算：

直接式系统集热器总面积按公式（3）计算

式中： 直接式系统集热器总面积，单位为平方米（m）； Q 日用热负荷，单位为兆焦（MJ）； 当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m"），非跟踪式系 统取太阳总辐照量，跟踪式系统取直射辐照量； 一 太阳能保证率，%，根据太阳能系统所在地的太阳辐照量及用户要求等因素综合确定； /d 基于总面积的集热器年平均集热效率，%，具体取值可根据集热器产品基于总面积的瞬时 效率方程实际测试结果，参照GB50364规定的方法进行计算； L 管路及蓄热装置热损失率，%，根据经验值宜取10%20%。 .2间接式系统集热器总面积按公式（4）计算：

N一一间接系统集热器总面积，单位为平方米（m²）； AG一一直接式系统集热器总面积，单位为平方米（m）； 集热器总热损系数，单位为瓦每平方米每摄氏度［W/（m²·℃），具体数值应根据集热器 产品实际测试结果确定，当测试的集热器效率方程为二次方程时，U宜取对应热损系数α 的值； Uhx一 换热器传热系数，单位为瓦每平方米每摄氏度W/（m²·℃），可根据换热器类型查询产 品样本得出； Ahx 换热器换热面积，单位为平方米（m"），可根据换热器类型查询产品样本得出

8.3太阳能集热系统布置

8.3.1太阳能集热系统应布局合理，管线连接短捷、整齐。 8.3.2太阳能集热系统管路布置应满足集热器检修和维护的要求 8.3.3太阳能集热器可通过并联、串联和串并联的方式连接成集热器阵列，集热器阵列间的管路连接 宜按同程原则设计；当采用异程连接时，应在每个集热器阵列的支路上安装平衡阀调节流量。 8.3.4非跟踪式太阳能集热系统的集热器朝向宜为南向；全年使用的太阳能集热系统，集热器安装倾 角宜与当地纬度一致；侧重于夏季使用的太阳能集热系统，集热器安装倾角宜为当地纬度减10°；侧重 于冬季使用的太阳能集热系统，集热器安装倾角宜为当地纬度加10°。 3.3.5跟踪式太阳能集热系统全年使用或侧重于夏季使用时，集热器宜平行于经线方向安装；侧重于 冬季使用时，集热器宜平行于纬线方向安装。 3.3.6非跟踪式集热器阵列的集 系价金便用终全理用

季使用等条件，确定最不利的遮挡日期，按公式（5)计算：

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D=HXcota.Xcos)

式中： D 一一集热器与前方遮光物或集热器前后排之间的最小距离，单位为米（m）； 集热器最高点与集热器最低点的垂直距离，单位为米（m）； α 太阳高度角，单位为度（°），对于季节性使用的太阳能集热系统，宜取当地春秋分正午12时 的太阳高度角；对于全年性使用的太阳能集热系统，宜取当地冬至日正午12时的太阳高 度角； Y 集热器方位角，单位为度（°）。 8.3.7 非跟踪式集热器阵列应根据集热器性能和流动阻力确定每组集热器的数量。 8.3.8 跟踪式集热器的布置按下列要求进行： a） 菲涅耳和槽式集热器的安装位置应确保集热器反光面上的日照时数不少于4h； b 相邻集热器的间距应根据地理纬度、直射辐射量、几何聚光比、可利用的土地面积、集热器的开 口尺寸、追踪角度等因素确定； c）槽式集热器相邻两排的间距应按公式（5）计算。 8.3.9跟踪式集热器回路宜沿分区内的循环工质冷、热母管对称布置。

8.4.1膨胀罐应满足系统温度、压力和防腐的要求。

8.4.1膨胀罐应满足系统温度、压力和防腐的要求。

式中： V 膨胀罐的总容积，单位为立方米（m）； 加热前系统内传热工质的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； P2 加热后系统内传热工质的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； 力 膨胀罐处管内水压力，单位为兆帕（MPa），具体取值为管内工作压力加0.1MPa； 力 一一膨胀罐处管内最大允许压力或系统运行的最高压力，单位为兆帕（MPa）； V 系统内传热工质总容积，单位为立方米（m）。 8.4.3开式系统膨胀罐的容积不应小于系统传热工质在太阳能集热工作温度下因热受膨胀所增加容 积的1.3倍。 8.4.4采用导热油作为传热工质的系统，膨胀罐还应满足下列要求： a 正常运行时，膨胀罐的气相空间应与空气隔绝； 膨胀罐溢流管的管径应不小于膨胀管管径； 膨胀罐应设有液位显示装置、高/低液位报警系统： d 膨胀罐的设计压力应不低于系统内最高压力的1.2倍； e） 膨胀罐底部与系统所有设备或管道的最高点应高出至少0.5m； f 膨胀罐上应安装压力表和安全阀，系统中应至少有一个膨胀管与膨胀罐相连，膨胀管上不应装 阀门。

a 正常运行时，膨胀罐的气相空间应与空气隔绝； 膨胀罐溢流管的管径应不小于膨胀管管径； 胀罐应设有液位显示装置、高/低液位报警系统： d 膨胀罐的设计压力应不低于系统内最高压力的1.2倍； e) 膨胀罐底部与系统所有设备或管道的最高点应高出至少0.5m； 膨胀罐上应安装压力表和安全阀，系统中应至少有一个膨胀管与膨胀罐相连，膨胀管上不应 阀门

8.5.1缓冲罐应满足系统温度、压力和防腐的要求 8.5.2缓冲罐应设计在集热器阵列出口位置。

8.5.1缓冲罐应满足系统温度、压力和防腐的要求

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8.5.3缓冲罐的容量可根据集热循环泵额定流量按1min～3min缓冲时间的总循环量确定。

8.6.1采用导热油为传热工质的系统应设置储油罐客运专线预应力预制梁暂行技术条件 铁科技[2004]120号，储油罐应满足系统的温度、压力和防腐的要求。 8.6.2储油罐的容量不应少于整个系统导热油量的1.2倍。 8.6.3储油罐应安装在系统中最低的位置。 8.6.4储油罐的设计压力不应低于0.2MPa。 8.6.5储油罐宜设置人孔、导热油注人口、导热油排出口、排污口、放空口、安全阀口、温度计口、液 计口。

8.7.1油气分离器应满足系统的温度、压力和防腐的要求。 8.7.2油气分离器应设置在循环泵的吸人侧，采用切向侧进液、下部出液、上部排气的连接方式 8.7.3油气分离器上部连接的膨胀管转弯时，弯角应不小于120°。 8.7.4油气分离器的外形尺寸应符合SY/T0515的要求，简身长度和直径的最小比值为3.0

9.1.2蓄热介质和蓄热装置应具 9.1.3蓄热系统应采取绝热保温、防凝 方护和疏放设施

蓄热介质和蓄热装置应具有相 时，蓄热系统应有防漏防渗措施 蓄热系统应采取绝热保温、防凝 和疏放设施

GB∕T 6646.4-1986 温石棉比表面积测定方法9.2.1蓄热介质的选取应遵循女

2.1蓄热介质的选取应遵循如下原则： a) 比热容大； b) 具有较好的热稳定性和化学稳定性； c) 导热系数和/或对流换热系数大： d) 使用温度范围适当； e） 热膨胀系数小； f）黏度低。 2.2相变材料的相变温度应与系统工作温 2℃ 2.3相变材料反复相变循环标称次后应无