ҚҰРЫЛЫСТЫҚ НОРМАЛАР ЖӘНЕ ЕРЕЖЕЛЕР

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ПРАВИЛА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
SOLAR HOT WATER SYSTEM DESIGN AND OPERATION CODE
Дата введения – 2012.ХХ.ХХ
1 Область применения
1.1 Настоящий Государственный норматив распространяется на проектирование и эксплуатацию установок солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией для хозяйственно-бытовых нужд жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений предприятий, конструируемых с использованием жидкостных солнечных коллекторов:

- проточных плоских;

- прямоточных вакуумированных трубчатых.

1.2 Настоящий государственный норматив не распространяется на проектирование и эксплуатацию комплектных установок солнечного горячего водоснабжения. Проектирование комплектных установок солнечного горячего водоснабжения следует осуществлять в соответствии со стандартами и правилами, обеспечивающими долговечность, надежность и безопасность не ниже, чем в [1]. Эксплуатация комплектных установок солнечного горячего водоснабжения должна осуществляться в соответствии с рекомендациями производителя установки.

1.3 Настоящий Государственный норматив устанавливает для установок горячего солнечного водоснабжения:

- основные требования к конструкциям, оборудованию и материалам;

- требования к конструированию;

- методики расчета;

- требования к документации, передаваемой с проектом;

- требования к монтажу;

- требования к безопасной эксплуатации и техническому уходу.

2 Нормативные ссылки
Для применения настоящего Государственного норматива необходимы следующие ссылочные нормативные документы:

МСН 2.04-03-2005 Защита от шума.

СНиП РК 1.03-05-2001 Охрана труда и техника безопасности в строительстве.

СНиП РК 4.01-41-2006* Внутренний водопровод и канализация зданий.

СН РК 2.04-29-2005 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

СТ РК 1145-2002 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения.

ГОСТ 5632-72* «Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки».

«Правила устройства электроустановок Республики Казахстан», утвержденные Приказом Председателя Комитета по государственному энергетическому надзору Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 17 июля 2008 года №11-П.

РД 34 РК.20/03.501/202-04 «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей Республики Казахстан», утвержденные Приказом Министра энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 26 августа 2004 года №190.

«Санитарно-эпидемиологические требования к объектам коммунального назначения», утвержденные Приказом Министра здравоохранения Республики Казахстан от 28 июля 2010 года №555.

ПРИМЕЧАНИЕ При пользовании настоящим Государственным нормативом целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов по ежегодно издаваемым информационным перечням и указателям на текущий год и соответствующим ежемесячно издаваемым информационным бюллетеням и указателям, опубликованным в текущем году.

Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим Государственным нормативом следует руководствоваться замененным (измененным) документом.

Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения
В настоящем Государственном нормативе применяются термины по СТ РК 1145, а также следующие термины и сокращения с соответствующими определениями:

3.1 Комплектная УСГВС: Серийное изделие, продаваемое под одной торговой маркой в виде полных и готовых к установке комплектов и имеющее фиксированную конфигурацию.

ПРИМЕЧАНИЕ К комплектным УСГВС относятся солнечные коллекторы-аккумуляторы, термосифонные УСГВС и УСГВС с принудительной циркуляцией, отвечающие определению комплектной УСГВС.

3.2 Равновесная температура: Максимальная температура поглощающей панели солнечного коллектора при отсутствии полезного отвода теплоты.

3.3 Теплоприемный контур: Контур УСГВС, в котором происходит нагрев теплоносителя непосредственно солнечной энергией.

3.4 УСГВС без сливного резервуара: УСГВС, в которой теплоноситель из теплоприемного контура сливается в канализационную систему для защиты от замерзания в ручном режиме или в автоматическом режиме при выключении насоса.

3.5 УСГВС со сливным резервуаром: УСГВС, в которой теплоноситель из теплоприемного контура автоматически сливается в специальный сливной бак, бак-аккумулятор или расширительный бак для защиты от замерзания при выключении насоса.

3.6 УСГВС с автоматической рециркуляцией: УСГВС, в которой защита теплоносителя в теплоприемном контуре от замерзания обеспечивается за счет циркуляции теплоносителя, запускаемой автоматически при понижении температуры наружного воздуха ниже заданной предельной температуры.

3.7 Установка солнечного горячего водоснабжения, УСГВС: Система, использующая солнечную энергию для нагрева воды и обеспечивающая частичное или полное покрытие нагрузки горячего водоснабжения потребителя.


4 Обозначения
В настоящем Государственном нормативе применяются следующие обозначения:

А	– площадь поглощающей панели солнечного коллектора, м2;
b	– угол наклона солнечного коллектора к горизонту, град;
Ск	– величина капитальных затрат на установку УСГВС, тенге;
Ск,Д	– величина капитальных затрат на дублера, тенге;
Сп	– стоимость энергии, потребляемой УСГВС (на работу дублера и циркуляционных насосов), тенге/год;
Сэ	– величина эксплуатационных расходов УСГВС, тенге/год;
с	– стоимость энергии, вырабатываемой УСГВС, тенге/кВт·ч;
сзам	– стоимость замещаемой энергии, тенге/кВт·ч;
D	– расстояние по горизонтали в меридиональном направлении между соседними параллельными рядами солнечных коллекторов, мм;
Eg	– среднедневная интенсивность падающего солнечного излучения в плоскости поглощающей панели солнечного коллектора, Вт/м2;
fa	– коэффициент аннуитета;
G	– суточный расход горячей воды в системе горячего водоснабжения, кг;
gi	– удельная часовая производительность УСГВС, отнесенная к 1 м2 площади поглощающей панели солнечного коллектора, в i-ый час работы УСГВС, кг/м2;
ID	– интенсивность рассеянного солнечного излучения, падающего на горизонтальную поверхность, Вт/м2;
IS	– интенсивность прямого солнечного излучения, падающего на горизонтальную поверхность, Вт/м2;
k1	– коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора первого порядка, Вт/(м2·К);
k2	– коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора второго порядка, Вт/(м2·К2);
L	– габаритное измерение солнечного коллектора в меридиональном направлении при установке, мм;
Р	– годовая ставка процента на капитал, %;
PD	– коэффициент положения солнечного коллектора для рассеянного солнечного излучения;
PS	– коэффициент положения солнечного коллектора для прямого солнечного излучения;
Q	– теплопроизводительность УСГВС, кВт·ч/год;
Qa	– интенсивность безнагрузочных тепловых потерь бака-аккумулятора, Вт/К;
qi	– интенсивность падающего солнечного излучения в плоскости коллектора i-го часа, Вт/м2;
Т	– расчетный срок службы УСГВС, лет;
Тэк	– срок экономической окупаемости УСГВС, лет;
t1	– температура теплоносителя на входе солнечного коллектора, ºС;
t2	– температура теплоносителя на выходе солнечного коллектора, ºС;
tе	– средняя дневная температура наружного воздуха, ºС;
tеi	– температура наружного воздуха i-го часа, ºС;
tmax i	– равновесная температура i-го часа, ºС;
tw1	– температура холодной воды, ºС;
tw2	– требуемая температура горячей воды, ºС;
Vном	– номинальный объем бака-аккумулятора, л;
	– угол наклона солнечного коллектора при установке, град.;
	– угловая высота Солнца, град.;
	– разность между средней температурой теплоносителя в солнечном коллекторе и средней дневной температурой наружного воздуха, К;
	– азимутальный угол Солнца по отношению к солнечному коллектору при установке, град.;
η	– кпд солнечного коллектора;
η0	– оптический кпд солнечного коллектора;

5 Общие положения
5.1 При проектировании УСГВС следует выполнять требования, предусмотренные СНиП РК 4.01-41.

5.2 Проектирование электрических устройств УСГВС следует выполнять в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок Республики Казахстан».

5.3 Молниезащиту сооружений УСГВС следует предусматривать в соответствии с СН РК 2.04-29. Заземление электрических цепей на трубопроводное оборудование УСГВС не допускается.

5.4 Экономическую целесообразность применения УСГВС следует определять в соответствии с Приложением А.

6 Требования к конструкциям, оборудованию и материалам
6.1 Материалы, используемые для строительства УСГВС, должны обладать стойкостью к внутренней коррозии, соответствующей используемому теплоносителю.

Требования, обеспечивающие безотказную работу УСГВС с точки зрения предотвращения и минимизации внутренней коррозии, приведены в [2].

6.2 При выборе типа солнечного коллектора следует учитывать:

- ожидаемую разность между средней температурой теплоносителя в коллекторе и среднесуточной температурой наружного воздуха, влияющую на кпд солнечного коллектора;

- планируемую долю замещения нагрузки за счет солнечной энергии;

- место и условия монтажа солнечных коллекторов.

6.3 Солнечные коллекторы должны изготавливаться по стандартам, обеспечивающим долговечность, надежность, безопасность и теплопроизводительность не меньшие, чем в [3].

Предпочтительно использовать солнечные коллекторы с корпусом из алюминия и полиуретановой теплоизоляцией.

При использовании плоских солнечных коллекторов с прозрачной изоляцией, материал прозрачной изоляции должен:

- для стеклянной изоляции: быть градостойким, иметь содержание железа близкое к нулевому (не более 0,03%) и обеспечивать прохождение не менее 95% солнечного излучения через изоляцию;

- для пластиковой изоляции: быть стойким к ультрафиолетовому излучению, как правило, поликарбонатным.

6.4 В качестве теплоносителя в теплоприемном контуре допускается использовать деаэрированную воду или нетоксичные и негорючие жидкости, замерзающие при температуре не выше минус 30ºС.

Теплоноситель не должен ускорять коррозию оборудования УСГВС. Следует использовать инертные теплоносители, ингибиторы коррозии, растворимые аноды при необходимости.

6.5 При использовании в теплоприемном контуре теплоносителя, отличного от воды, следует применять двухконтурные УСГВС.

В теплоноситель следует вводить окрашенное вещество с характерным вкусом для определения протечек теплоносителя в водопроводный контур.

6.6 При использовании циркуляционных насосов, следует применять малошумные насосы, выбираемые в соответствии с теплоносителем в контуре, или принимать меры к снижению шума и вибрации до норм, допускаемых МСН 2.04-03.

6.7 Баки-аккумуляторы следует выбирать, как правило, вертикального цилиндрического типа с отношением высоты к диаметру настолько большим, насколько это возможно. Если пространственные ограничения не позволяют использовать один вертикальный цилиндрический бак требуемого объема, следует использовать несколько вертикальных баков, соединенных последовательно, или один большой горизонтальный цилиндрический бак-аккумулятор.

6.8 Баки-аккумуляторы, заполняемые необработанной водой или содержащие паровоздушное пространство над уровнем воды, должны иметь антикоррозионную облицовку или покрытие. Как правило, антикоррозионную защиту обеспечивают за счет устройства эпоксидных или цементных покрытий, наносимых в заводских условиях или в специализированной мастерской; нанесение покрытий в полевых условиях не рекомендуется. Баки-аккумуляторы, заполняемые водой, обработанной ингибиторами коррозии, не требуют защитных покрытий.

6.9 Интенсивность безнагрузочных тепловых потерь баков-аккумуляторов в УСГВС с габаритной площадью коллекторов не более 30 м² и объемом бака-аккумулятора не более 3 м³ не должна превышать величину, определяемую следующей формулой:
, (6.1)
где номинальный объем бака-аккумулятора (V_ном) определяют по паспортным данным производителя.

Теплоизоляция корпуса и опорных конструкций бака-аккумулятора в более крупных УСГВС должна обеспечивать сопротивление теплопередаче от 2,1 (м²·К)/Вт до 2,8 (м²·К)/Вт.

6.10 Следует, как правило, использовать скоростные теплообменники.

6.11 Если УСГВС предназначена для использования с водой повышенной жесткости и при температуре свыше 60ºС, теплообменники, находящиеся в контакте с водой, должны проектироваться таким образом, чтобы предотвращать образование накипи, или же должно быть предусмотрено средство для чистки теплообменников от накипи.

6.12 Теплообменники, устанавливаемые между теплоприемным контуром и системой горячего водоснабжения, не должны уменьшать эффективность коллектора в результате роста его эксплуатационной температуры более чем на 10% при максимальном солнечном теплопоступлении на коллектор. Если установлено более одного теплообменника, указанное предельное уменьшение эффективности коллектора представляет собой сумму уменьшений эффективности коллектора, вызванных отдельными теплообменниками.

6.13 Если в УСГВС с габаритной площадью коллекторов не более 30 м² и объемом бака-аккумулятора не более 3 м³ установлен только один теплообменник, интенсивность теплопередачи теплообменника на единицу габаритной площади коллектора должна быть не менее 40 В/(К·м²) при нормальных условиях эксплуатации.

6.14 Теплоизоляция многопластинчатых теплообменников, как правило, не требуется за исключением торцевых поверхностей. Кожухотрубные теплообменники должны иметь теплоизоляцию поверхности кожуха. Теплоизоляция кожуха должна обеспечивать сопротивление теплопередаче от 2,1 (м²·К)/Вт до 2,8 (м²·К)/Вт.

6.15 Баки-аккумуляторы и теплообменники, используемые для передачи теплоты из одного контура УСГВС другой, должны выдерживать давление, превышающее максимальное рабочее давление системы не менее чем в 1,5 раза.

6.16 Трубы и фитинги УСГВС должны быть рассчитаны на максимальное давление и максимальную эксплуатационную температуру (включая температуру стагнации) системы УСГВС без утечек и прогибов. Следует использовать, как правило, металлические трубы и фитинги.

6.17 Расширительные баки должны использоваться в УСГВС замкнутого типа для поглощения расширения теплоносителя и выравнивания давления в системе.

Расширительные баки должны быть рассчитаны на ожидаемые диапазоны эксплуатационных температур и температур стагнации и давлений и на тип используемого теплоносителя.

Следует использовать расширительные баки мембранного типа.

6.18 Негерметизированные сливные резервуары УСГВС со сливным резервуаром допускается изготавливать из стекловолокна, рассчитанного на температуру воды до 100ºС. Герметизированные сливные резервуары следует изготавливать из нержавеющей стали или эмалированной углеродистой стали, углеродистой стали с эпоксидной или цементной антикоррозийной облицовкой.

Сливные резервуары должны быть вертикальными, цилиндрическими, с отношением высоты к диаметру настолько большим, насколько это будет практичным. При отсутствии достаточного пространства для размещения вертикального резервуара, допускается устанавливать горизонтальный резервуар.

7 Конструирование УСГВС
7.1 Общие положения
7.1.1 УСГВС с дублером следует использовать при необходимости поддержания температуры воды в системе горячего водоснабжения на постоянном уровне на протяжении всего периода работы УСГВС.

Одноконтурные УСГВС, как правило, применяют для сезонной работы в летний период. Двухконтурные УСГВС, как правило, применяют для круглогодичной работы.

Основные принципиальные схемы УСГВС приведены в Приложении Б.

7.1.2 Солнечные коллекторы УСГВС допускается размещать на крышах зданий и на поверхности земли в соответствии с требованиями настоящего пункта.

Размещение солнечных коллекторов на крыше здания допускается при следующих условиях:

- кровля имеет достаточную площадь для установки коллекторной системы;

- конфигурация кровли (ориентация, вентиляционные проемы и т.п.) позволяют размещать на ней коллекторную систему;

- несущая способность конструкции здания и кровли достаточна (или может быть усилена) для дополнительной нагрузки, вызванной с установкой коллекторной системы;

- имеется возможность долговременной эксплуатации кровли для целей размещения коллекторной системы.

Размещение коллекторной системы на поверхности земли допускается при следующих условиях:

- площадь кровли не достаточна для размещения коллекторной системы;

- конфигурация кровли затрудняет установку коллекторов;

- конструкция здания не достаточно прочна, чтобы выдерживать нагрузки коллекторной системы и не может быть усилена экономически приемлемым способом;

- коллекторная система будет затруднять или исключать доступ к другому оборудованию, размещенному на крыше;

- размещение коллекторной системы на кровле не отвечает эстетическим требованиям;

- незатененная наземная площадь имеется вблизи здания.

7.1.3 Солнечные коллекторы, размещаемые на скатных и плоских крышах зданий, должны устанавливаться, как правило, на опорах. Встраивать солнечные коллекторы в кровлю скатной крыши допускается при возведении новых зданий, при уклоне кровли не менее 25º и в соответствии со специальным проектом, согласованным с основным проектировщиком кровли здания.

7.1.4 Движение теплоносителя в солнечных коллекторах следует предусматривать снизу вверх.

7.1.5 При проектировании УСГВС следует предусматривать возможность очистки прозрачной изоляции солнечных коллекторов в соответствии с рекомендациями производителя.
7.2 Размещение основного оборудования
7.2.1 Пространственное размещение солнечных коллекторов следует определять с учетом типа застройки, ландшафтных и климатических условий, возможностей строительной площадки.

7.2.2 Солнечные коллекторы следует ориентировать на юг. Допускаются отклонения на восток и запад до 30º.

В случае невозможности ориентации солнечных коллекторов на юг, рекомендуется обращать их к западу.

7.2.3 Угол наклона солнечных коллекторов к горизонту следует принимать, как правило, равным широте местности.

ПРИМЕЧАНИЕ Положительная разница между широтой местности и углом наклона солнечных коллекторов позволяет добиться лучших эксплуатационных показателей УСГВС в зимний период, а отрицательная разница – в летний период. Разница между широтой местности и углом наклона солнечных коллекторов не должна превышать 15º.
Вакуумированные трубчатые коллекторы, как правило, следует устанавливать параллельно плоскости кровли, поворачивая поглощающие панели отдельных трубок под нужным углом к горизонтали.

7.2.4 Схема размещения солнечных коллекторов должна соответствовать имеющемуся для этого пространству. Размещать солнечные коллекторы следует с максимально эффективным использованием пространства и с минимальной протяженностью соединительных трубопроводов.

7.2.5 Рекомендуется объединять солнечные коллекторы в блоки, в которых количество солнечных коллекторов, как правило, не должно превышать 8. Схемы блокирования солнечных коллекторов приведены на Рисунках 7.1 и 7.2. При количестве солнечных коллекторов в блоке свыше 8, размер и конфигурацию подающей и обратной магистрали следует подбирать особенно тщательно для предотвращения неравномерного распределения теплоносителя между солнечными коллекторами и вызываемого этим снижения эффективности солнечных коллекторов с недостаточным расходом теплоносителя.

7.2.6 Отдельные солнечные коллекторы и блоки солнечных коллекторов рекомендуется размещать параллельными рядами с сохранением определенной симметричности расположения для упрощения расчета трубопроводов и уравнивания расхода теплоносителя.

Расстояние по горизонтали в меридиональном направлении между параллельными рядами солнечных коллекторов (или блоков солнечных коллекторов), вытянутыми в широтном направлении, должно быть достаточным, чтобы избегать затенения поглощающих панелей одного ряда солнечных коллекторов конструкциями предыдущего ряда. Минимальное расстояние между рядами солнечных коллекторов следует определять по формуле:

. (7.1)


1 – изолирующий клапан, 2 – изолирующий клапан-регулятор расхода, 3 – спускной клапан

следующая страница>