第二章室內(nèi)供暖系統(tǒng)的末端裝置

第二章室內(nèi)供暖系統(tǒng)的末端裝置第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月散熱設(shè)備向房間傳熱的方式主要有：（1）以對(duì)流換熱方式為主向房間散熱。散熱設(shè)備常見(jiàn)類型有散熱器、暖風(fēng)機(jī)。（2）以輻射方式為主向房間散熱。該散熱設(shè)備通常稱為采暖輻射板。第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月散熱器是采暖系統(tǒng)重要的、基本的組成部件。熱媒通過(guò)散熱器向室內(nèi)供熱達(dá)到采暖的目的。散熱器的正確選用涉及到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運(yùn)行效果。對(duì)散熱器的基本要求，主要有以下幾點(diǎn)：（1）熱工性能方面的要求散熱器的傳熱系數(shù)值越高，散熱性能越好。提高散熱器的散熱量，增大散熱器傳熱系數(shù)的方法，可以采用增加外壁散熱面積(在外壁上加肋片)，提高散熱器周?chē)諝饬鲃?dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。1.1對(duì)散熱器的要求第一節(jié)散熱器第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）經(jīng)濟(jì)方面的要求散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少，成本越低，其經(jīng)濟(jì)性越好。散熱器的金屬熱強(qiáng)度是衡量散熱器經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)標(biāo)志。金屬熱強(qiáng)度是指散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)空氣溫度差為l℃時(shí)，每公斤質(zhì)量散熱器單位時(shí)間所散出的熱量。即

W/（kg·℃）式中

——散熱器的金屬熱強(qiáng)度，W/（kg·℃）；——散熱器的傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；——散熱器每1平方米散熱面積的質(zhì)量，kg/m2。第一節(jié)散熱器第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

值越大，說(shuō)明放出同樣的熱量所耗的金屬量越小。這個(gè)指標(biāo)可作為衡量同一材質(zhì)散熱器經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)各種不同材質(zhì)的散熱器，其經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)宜以散熱器單位散熱量的成本(元／W)來(lái)衡量。（3）安裝使用和工藝方面的要求散熱器應(yīng)具有一定機(jī)械強(qiáng)度和承壓能力；散熱器的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于組合成所需要的散熱面積，結(jié)構(gòu)尺寸要小，少占房間面積和空間；散熱器的生產(chǎn)工藝應(yīng)滿足批量生產(chǎn)的要求。第一節(jié)散熱器第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）衛(wèi)生和美觀方面的要求散熱器外表光滑，不易積灰和易于清掃，外形美觀，易與室內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào)。（5）使用壽命的要求散熱器應(yīng)不易于被腐蝕和破損，使用年限長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的散熱器種類繁多，按其使用材質(zhì)不同，主要有鑄鐵、鋼制、銅鋁復(fù)合等三大類。按其構(gòu)造不同，主要分為柱型、翼型、管型、平板型等。第一節(jié)散熱器第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1鑄鐵散熱器鑄鐵散熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、水容量大。但它的金屬耗量大、笨重、金屬熱強(qiáng)度比鋼制散熱器低。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的鑄鐵散熱器有柱型和翼型兩大類。鑄鐵柱型散熱器是呈柱狀的單片散熱器，用對(duì)絲將單片組對(duì)成所需散熱面積。常用的鑄鐵柱型散熱器有四柱和二柱等。四柱散熱器有帶足片與不帶足片兩種片形，分別用于落地和掛墻安裝。柱型散熱器外形美觀，傳熱系數(shù)較大，單片散熱量小，容易組對(duì)成所需散熱面積，積灰較易清除。1.2散熱器的種類第一節(jié)散熱器第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月翼型散熱器分為長(zhǎng)翼型和圓翼型。翼型散熱器鑄造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，但易積灰，單片散熱面積較大，不易組對(duì)成所需散熱面積，承壓能力低。圓翼型多用于不產(chǎn)塵車(chē)間。有時(shí)也用在要求散熱器高度小的地方。常用鑄鐵散熱器（a）四柱散熱器；（b）M132型散熱器；（c）長(zhǎng)翼型散熱器；（d）圓翼型散熱器第一節(jié)散熱器第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2.2鋼制散熱器（1）閉式鋼串片式它由鋼管、鋼片、聯(lián)箱及管接頭組成。鋼管上的串片采用薄鋼片，串片兩端折邊90°形成封閉形。形成許多封閉垂直空氣通道，增強(qiáng)了對(duì)流放熱閉式鋼串片對(duì)流散熱器（a）240×100型；（b）300×80型第一節(jié)散熱器第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）鋼制板型散熱器它由面板、背板、進(jìn)出水口接頭、放水門(mén)、固定套及上下支架組成。面板、背板多用1.2～1.5mm厚的冷軋鋼板沖壓成型，在面板直接壓出呈圓弧形或梯形的散熱器水道。水平聯(lián)箱壓制在背板上，經(jīng)復(fù)合滾焊形成整體。為增大散熱面積，在背板后面可焊上0.5mm厚的冷軋鋼板對(duì)流片。鋼制板型散熱器第一節(jié)散熱器第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）鋼制柱型散熱器其結(jié)構(gòu)型式與鑄鐵柱型散熱器相似。這種散熱器是采用1.25～1.5mm厚冷軋鋼板沖壓延伸形成片狀半柱型。將兩片片狀半柱型經(jīng)壓力滾焊復(fù)合成單片，單片之間經(jīng)焊接聯(lián)接成散熱器。鋼制柱型散熱器第一節(jié)散熱器第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）鋼制扁管型散熱器這種散熱器由數(shù)根52×11×1.5mm(寬×高×厚)的水通路扁管疊加焊接在一起，兩端加上斷面35×40mm的聯(lián)箱制成。扁管散熱器的板型有單板、雙板，單板帶對(duì)流片和雙板帶對(duì)流片四種結(jié)構(gòu)形式。單雙板扁管散熱器兩面均為光板，板面溫度較高，有較多的輻射熱。帶對(duì)流片的單、雙板扁管散熱器，每片散熱量比同規(guī)格的不帶對(duì)流片的大，熱量主要是以對(duì)流方式傳遞。高度規(guī)格有：416mm(8根)、520mm(10根)和624mm(12根)。長(zhǎng)度有600~2000mm以200mm進(jìn)位的八種規(guī)格。第一節(jié)散熱器第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋼制扁管型散熱器第一節(jié)散熱器第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）鋼制光面管（排管）散熱器是在現(xiàn)場(chǎng)或工廠焊接制成。它的主要缺點(diǎn)是耗鋼量大、占地面積大、造價(jià)高，也不美觀，一般只用于工業(yè)廠房。

鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比，具有如下一些特點(diǎn)：1）金屬耗量少。鋼制散熱器大多數(shù)是由薄鋼板壓制焊接而成。金屬熱強(qiáng)度可達(dá)0.8～1.0W/（kg·℃），而鑄鐵散熱器的金屬熱強(qiáng)度一般僅為0.3W/（kg·℃）左右。2）耐壓強(qiáng)度高。鑄鐵散熱器承受的工作壓力一般0.4～0.5MPa。鋼制板型及柱型散熱器的最高工作壓力可達(dá)0.8MPa；鋼串片的承受的工作壓力更高，可達(dá)1.0MPa。第一節(jié)散熱器第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3）外形美觀整潔，占地小，便于布置。鋼制散熱器高度較低，扁管和板型散熱器厚度薄，占地小，便于布置。4）除鋼制柱型散熱器外，鋼制散熱器的水容量較少，熱穩(wěn)定性較差。5）鋼制散熱器的最主要缺點(diǎn)是容易被腐蝕，使用壽命比鑄鐵散熱器短。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：熱水采暖系統(tǒng)中水的含氧量和氯根含量多時(shí)，鋼制散熱器很易產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕。此外，在蒸汽采暖系統(tǒng)中不應(yīng)采用鋼制散熱器。對(duì)具有腐蝕性氣體的生產(chǎn)廠房或相對(duì)濕度較大的房間，不宜設(shè)置鋼制散熱器。第一節(jié)散熱器第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3鋁制散熱器鋁制散熱器的特點(diǎn)：（1）高效的散熱性能。鋁具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能，由擠壓成型的柱冀式造型使得同體積散熱面積大大增加，散熱量大大提高，因此鋁制散熱器在滿足同等散熱量的情況下體積比傳統(tǒng)散熱器要小得多。柱冀式鋁制散熱器第一節(jié)散熱器第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）重量輕。鋁制散熱器由于具有很高的散熱效率，并且它的比重也僅為鋼的1/3，所以在同等散熱量情況下，鋁制散熱器的重量比鋼制散熱器的重量要輕很多。（3）價(jià)格偏高。鋁是價(jià)格較高的有色金屬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼、鐵等黑色金屬。（4）不宜在強(qiáng)堿條件下長(zhǎng)期使用。鋁是兩性金屬，對(duì)酸、堿都很活躍。在強(qiáng)堿條件下防腐涂料會(huì)加速老化，一旦涂層被破壞，鋁會(huì)很快腐蝕，造成穿孔，因此鋁制散熱器對(duì)采暖系統(tǒng)用水要求較高。第一節(jié)散熱器第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2.4銅鋁復(fù)合散熱器采用最新的液壓脹管技術(shù)將里面的銅管與外部的鋁合金緊密連接起來(lái)，將銅的防腐性能和鋁的高效傳熱結(jié)合起來(lái)，這種組合使得這種散熱器性能更加優(yōu)越。1.3.1散熱器的選用選用散熱器類型時(shí)，應(yīng)考慮其在熱工、經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)生工藝和美觀等方面的基本要求，應(yīng)符合下列原則性的規(guī)定：（1）散熱器應(yīng)滿足采暖系統(tǒng)工作壓力要求，且應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.3散熱器的選擇第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）所選散熱器的傳熱系數(shù)應(yīng)較大，其熱工性能應(yīng)滿足采暖系統(tǒng)的要求。采暖系統(tǒng)下部各層散熱器承受壓力較大，所能承受的最大工作壓力應(yīng)大于采暖系統(tǒng)底層散熱器的實(shí)際最大工作壓力。（3）散熱器的外形尺寸應(yīng)適合建筑尺寸和環(huán)境要求，易于清掃。民用建筑宜采用外形美觀、易于清掃的散熱器，考慮與室內(nèi)裝修協(xié)調(diào)。在放散粉塵或?qū)Ψ缐m要求較高的工業(yè)建筑中，應(yīng)采用易于清除灰塵的散熱器。（4）在具有腐蝕性氣體的工業(yè)建筑或相對(duì)濕度較大的房間應(yīng)采用耐腐蝕的散熱器。第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）鋁制散熱器內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行防腐處理，且采暖水的PH值不應(yīng)大于10。水質(zhì)較硬地區(qū)不宜使用鋁制散熱器；采用鋁制散熱器、銅鋁復(fù)合散熱器時(shí)，應(yīng)采取措施防止散熱器接口電化學(xué)腐蝕。（6）安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內(nèi)含有粘砂的鑄鐵等散熱器。（7）環(huán)境濕度高的房間（如浴室、游泳館）和開(kāi)式采暖系統(tǒng)中不應(yīng)選用鋼制散熱器(包括鋼制柱式、板式、扁管散熱器)。第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1散熱面積的計(jì)算采暖房間的散熱器向房間供應(yīng)熱量以補(bǔ)償房間的熱損失。散熱器的散熱量應(yīng)等于采暖房間的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。散熱器散熱面積按下式計(jì)算：（m2）式中——散熱器的散熱量，W；

——散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，℃；——采暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；——-散熱器的傳熱系數(shù)，W／(m2·℃)；第二節(jié)散熱器的計(jì)算第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；——散熱器連接形式修正系數(shù)；——散熱器安裝形式修正系數(shù)。第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

散熱器內(nèi)熱媒平均溫度隨采暖熱媒(蒸汽或熱水)參數(shù)和采暖系統(tǒng)形式而定。（1）在熱水采暖系統(tǒng)中，為散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值。2.1.1散熱器內(nèi)熱媒平均溫度

式中

——散熱器進(jìn)水溫度，℃；

——散熱器出水溫度，℃。第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)雙管熱水采暖系統(tǒng)，散熱器的進(jìn)、出口溫度分別按系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供、回水溫度計(jì)算。對(duì)單管熱水采暖系統(tǒng)，由于每組散熱器的進(jìn)、出口水溫沿流動(dòng)方向下降，所以每組散熱器的進(jìn)、出口水溫必須逐一分別計(jì)算，進(jìn)而求出散熱器內(nèi)熱媒平均溫度。單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器出口水溫計(jì)算示意圖第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流出第三層散熱器的水溫，可按下式計(jì)算：流出第二層散熱器的水溫，可按下式計(jì)算：

寫(xiě)成通式，即為第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中

——流出第組散熱器的水溫，℃；——沿水流方向，在第組（包括第組）散熱器前的全部散熱器的散熱量，W；——立管上所有散熱器熱負(fù)荷之和，W。 計(jì)算出各管段水溫后，就可以計(jì)算散熱器的熱媒平均溫度。（2）在蒸汽采暖系統(tǒng)中，當(dāng)蒸汽表壓力小于或等于0.03MPa時(shí)，取等于l00℃；當(dāng)蒸汽表壓力大于0.03MPa時(shí),取與散熱器進(jìn)口蒸汽壓力相應(yīng)的飽和溫度。第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2散熱器傳熱系數(shù)K及其修正系數(shù)散熱器傳熱系數(shù)K值是表示當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)空氣溫度相差l℃時(shí)，每平方米散熱器面積所放出的熱量，單位為W／(m2·℃)。它是散熱器散熱能力強(qiáng)弱的主要標(biāo)志。選用散熱器時(shí)希望散熱器傳熱系數(shù)越大越好。影響散熱器傳熱系數(shù)的因素很多，只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定。第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月散熱器K值實(shí)驗(yàn)，應(yīng)在一個(gè)長(zhǎng)×寬×高為（4±0.2m）×（4±0.2m）×（4±0.2m）的封閉小室內(nèi)，保持室溫恒定下進(jìn)行。散熱器安裝方式：無(wú)遮擋、敞開(kāi)設(shè)置。散熱器供回水方式：上進(jìn)下出、同側(cè)。

第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3.修正系數(shù)值

β1、β2、β3都是考慮散熱器的實(shí)際使用條件與測(cè)定實(shí)驗(yàn)條件不同,而對(duì)K或Q值，亦即對(duì)散熱器面積F引入的修正系數(shù)。①β1—散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)柱形散熱器是以10片作為實(shí)驗(yàn)組和標(biāo)準(zhǔn)。在傳熱過(guò)程中，柱形散熱器中間各相鄰片之間相互吸收輻射熱，減少了向房間的輻射熱量，只有兩端散熱器的外側(cè)表面才能把絕大部分輻射熱量傳給室內(nèi)。隨著柱形散熱器片數(shù)的增加，其外側(cè)表面占總散熱面積的比例減少，散熱器單位散熱面積的平均散熱量也就減少，因而實(shí)際傳熱系數(shù)K減少，在熱負(fù)荷一定的情況下所需散熱面積增大。第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②β2—散熱器連接形式修正系數(shù)散熱器傳熱系數(shù)是在散熱器支管與散熱器同側(cè)連接，上進(jìn)下出的實(shí)驗(yàn)狀況下得出的。當(dāng)散熱器支管與散熱器的連接方式不同時(shí)，由于散熱器外表面溫度場(chǎng)變化的影響，使散熱器的傳熱系數(shù)發(fā)生變化，對(duì)K值進(jìn)行修正。第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③β3—散熱器安裝形式修正系數(shù)實(shí)驗(yàn)條件為散熱器敞露明裝，當(dāng)散熱器安裝有遮擋時(shí)，就會(huì)影響散熱器的散熱效果，從理論上降低了散熱器的傳熱系數(shù)。因此，當(dāng)安裝方式與實(shí)驗(yàn)條件不符合時(shí)，對(duì)K值進(jìn)行修正。第31頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2散熱器片數(shù)或長(zhǎng)度的確定確定所需散熱器面積后(由于每組片數(shù)或總長(zhǎng)度未定，先按=1計(jì)算)，可按下式計(jì)算所需散熱器的總片數(shù)或總長(zhǎng)度。

(片或m2)

式中

——每片或每1m長(zhǎng)的散熱器散熱面積，m2／片或m2／m。然后根據(jù)每組片數(shù)或長(zhǎng)度乘以修正系數(shù)，最后確定散熱器面積。按經(jīng)驗(yàn)一般來(lái)說(shuō)，柱型散熱器面積可比計(jì)算值小0.1m2(片數(shù)只能取整數(shù))，翼型和其它散熱器的散熱面積可比計(jì)算值小5％。第32頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）散熱器宜安裝在外墻的窗臺(tái)下，這樣，沿散熱器上升的對(duì)流熱氣流能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，有利人體舒適；當(dāng)安裝或布置管道有困難時(shí)，也可靠?jī)?nèi)墻安裝。2.4散熱器的布置散熱器布置（2）為防止凍裂散熱器，兩道外門(mén)之間的門(mén)斗內(nèi)，不應(yīng)設(shè)置散熱器。樓梯間的散熱器，宜分配在底層或按一定比例分配在下部各層。第33頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）散熱器宜明裝。內(nèi)部裝修要求較高的民用建筑可采用暗裝，暗裝時(shí)裝飾罩應(yīng)有合理的氣流通道，足夠的通道面積，并方便維修。幼兒園的散熱器必須暗裝或加防護(hù)罩，以防燙傷兒童。（4）