供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備講稿

第二章

供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備

散熱設(shè)備的作用：供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備是系統(tǒng)的主要組成部分；它向房間散熱以補(bǔ)充房間的熱損失；保持室內(nèi)要求的溫度。

散熱設(shè)備向房間傳熱的方式：

1．供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)，通過散熱設(shè)備的壁面，主要以對(duì)流傳熱方式(對(duì)流傳熱量大于輻射傳熱量)向房間傳熱。這種散熱設(shè)備通稱為散熱器。第二章

供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備2．供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽、熱水、熱空氣、燃?xì)饣螂姛?，通過散熱設(shè)備的壁面，主要以輻射方式向房間傳熱。以輻射傳熱為主的供暖系統(tǒng)，稱為輻射供暖系統(tǒng)。3．通過散熱設(shè)備向房間輸送比室內(nèi)溫度高的空氣，直接向房間供熱。利用熱空氣向房間供熱的系統(tǒng)，稱為熱風(fēng)供暖系統(tǒng)。

第一節(jié)散熱器散熱器的功能

是將供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)所攜帶的熱量，通過散熱器壁面?zhèn)鹘o房間。對(duì)散熱器的基本要求

1．熱工性能方面的要求

2．經(jīng)濟(jì)方面的要求

3．安裝使用和工藝方面的要求

4．衛(wèi)生和美觀方面的要求

5．使用壽命的要求

第一節(jié)散熱器散熱器的功能

是將供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)所攜帶的熱量，通過散熱器壁面?zhèn)鹘o房間。對(duì)散熱器的基本要求

1．熱工性能方面的要求散熱器的傳熱系數(shù)K值越高，說明其散熱性能越好。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)、提高散熱器周圍空氣流動(dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。

對(duì)散熱器的基本要求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。

對(duì)散熱器的基本要求

q值越大，說明散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)。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)上藝應(yīng)滿足大批量生產(chǎn)的要求。對(duì)散熱器的基本要求4．衛(wèi)生和美觀方面的要求

散熱器外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設(shè)不應(yīng)影響房間觀感。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。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的散熱器種類繁多，按其制造材質(zhì)，主要有鑄鐵、鋼制散熱器兩大類，按共構(gòu)造形式，主要分為柱型、翼型、管型、平板型等。

一、鑄鐵散熱器鑄鐵散熱器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，防腐性好，使用壽命長以及熱穩(wěn)定性好的；缺點(diǎn)：其金屬耗量大、金屬熱強(qiáng)度低于的鋼制熱器。我國目前應(yīng)用較多的鑄鐵散熱器有：(一)翼型散熱器(二)柱型散熱器

（一）、翼型散熱器

翼型散熱器分類：1.圓翼型圓冀型散熱器是一根內(nèi)徑75mm的管子，外面帶有許多圓形肋片的鑄件。管子兩端配設(shè)法蘭，可將數(shù)根組成平行疊的散熱器組。管子長度分750mm，1000mm；最高工作壓力：對(duì)熱媒為熱水，水溫低于150℃，Pb＝0．6MPa；對(duì)蒸汽為熱煤，Pb＝0．4MPa。圓翼型型號(hào)標(biāo)記為：TY0.75—6(4)和Tyl.0—6(4)。

（一）、翼型散熱器

2.長翼型長翼型散熱器的外表面具有許多豎向肋片，外殼內(nèi)部為一扁盒狀空間。長冀型散熱器的標(biāo)準(zhǔn)長度L分200mm，280mm兩種，寬度B＝115mm，同側(cè)進(jìn)出口中心距H1=500mm，高度H=595mm。長翼型型號(hào)標(biāo)記分別相應(yīng)為：TC0.28／5—4(俗稱大60)和TC0.20／5—4(俗稱小60)。（一）、翼型散熱器翼型散熱器的特點(diǎn)：制造工藝簡單，長翼型的造價(jià)也較低；但翼型散熱器的金屬熱強(qiáng)度和傳熱系數(shù)比較低，外形不美觀，灰塵不易清掃，特別是它的單體散熱量較大，設(shè)計(jì)選用時(shí)不易恰好組成所需的面積，因而日前不少設(shè)計(jì)單位，趨向不選用這種散熱器。

(二)柱型散熱器

柱型散熱器的組成：柱型散熱器是呈柱狀的單片散熱器。外表面光滑，每片并行幾個(gè)中空的立柱相互連通。根據(jù)散熱面積的需要?？砂迅鱾€(gè)單片組裝在一起形成一組散熱器。我國目的常用的柱型散熱器主要有：二柱型散熱器和四柱型散熱器；柱型散熱器有帶腳不帶腳的兩種片型，便于落地或掛墻安裝。

(二)柱型散熱器國內(nèi)散熱器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，柱型散熱器有五種規(guī)格：相應(yīng)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)記為TZ2—5—5(8)；TZ4—3—5(8)；

TZ4—5—5(8)；

TZ4—6—5(8)；

TZ4—9—5(8)。如標(biāo)記TZ4—6—5，TZ4表示灰鑄鐵四柱型，6表示同側(cè)進(jìn)出口中心距為600mm，5表示最高工作壓力0.5MPa。

(二)柱型散熱器柱型散熱器與翼型散熱器相比其金屬熱強(qiáng)度及傳熱系數(shù)高；外形美觀，易清除積灰；容易組成所需的面積；因而它得到較廣泛的應(yīng)用。

二、鋼制散熱器目前我國生產(chǎn)的鋼制散熱器主要有下面幾種型式：(一)閉式鋼串片對(duì)流散熱器

由鋼管、鋼片、聯(lián)箱及管接頭組成。閉式鋼串片式散熱器規(guī)格以高*寬表示，其長度可按設(shè)計(jì)要求制作。(二)板型散熱器

由面板、背板、進(jìn)出水口接頭、放水門固定套及上下支架組成。背板有帶對(duì)流片和不帶對(duì)流片兩種類型。

國內(nèi)散熱器標(biāo)準(zhǔn)給出的規(guī)格尺寸見表2-1。

二、鋼制散熱器(三)鋼制柱型散熱器

其構(gòu)造與鑄鐵柱型散熱器相似，每片也有幾個(gè)小空立柱。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)壓力滾捍復(fù)合成單片，單片之間經(jīng)氣體弧焊聯(lián)接成散熱器。二、鋼制散熱器(四)扁管型散熱器

組成：它是采用52x11x1．5㎜(寬x高x厚)的水通路扁管疊加焊接在一起，型散熱器外形尺是以52mm為基數(shù)，形成三種高度規(guī)格；4l6mm(8根),520mm（10根）和624mm（12根)。長度：由600mm開始，以200mm進(jìn)位至2000mm共八種規(guī)格。結(jié)構(gòu)形式：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。鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比，具有的特點(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—般僅為0.3W／kg·℃左右。2．耐壓強(qiáng)度高。鑄鐵散熱器的承壓能力一般Pb=0.4一0.5Mpa。鋼制板型及柱型散熱器的最高工作壓力可達(dá)0.8Mpa。因此，從承壓能力的角度來看，鋼制散熱器適用于高層建筑供暖和高溫水供暖系統(tǒng)。

鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比，具有的特點(diǎn)3．外形美觀整潔，占地小，便于布置。如板型和扁管型散熱器還可以在其外表面噴刷各種顏色的圖案，與建筑和室內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào)。制散熱其高度較低，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)定性差些。在供水溫度偏低而又采用間歇供暖時(shí)，散熱效果明顯降低。5．鋼制散熱器的主要缺點(diǎn)是容易被腐蝕，使用壽命比鑄鐵散熱器短。6.此外，在蒸汽供暖系統(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。二、鋼制散熱器由于鋼制散熱器存在上述缺點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍受到—定的限制。

因此，鑄鐵柱型散熱器仍是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的散熱器。（三）、光面管（排管）散熱器

它是—種最簡易的散熱器。它是用鋼管在現(xiàn)場或工廠焊接制成。它的主要缺點(diǎn)是耗鋼量大也不美觀一般只用于工業(yè)廠房。

（四）、其它類型散熱器鋁制散熱器

重量輕，外表美觀；鋁的輻射系數(shù)比鑄鐵和鋼的小，為補(bǔ)償其輻射放熱的減小，外型上應(yīng)采用措施以提高氣對(duì)流散熱量。陶瓷散熱器混凝土板內(nèi)嵌鋼管的散熱器型式

塑料散熱器

（五）其它類型散熱器三、散熱器的選用設(shè)計(jì)選擇散熱器時(shí)，應(yīng)符合下列原則性的規(guī)定：

1．散熱器的工作壓力，當(dāng)以熱水為熱媒時(shí)，不得超過制造廠規(guī)定的壓力值。對(duì)高層建筑使用熱水供暖時(shí)，首先要求保證承壓能力，這對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行，至關(guān)重要。2．在民用建筑中，宜采用外形美觀，易于清掃的散熱器。3．在放散粉塵或防塵要求較高的生產(chǎn)廠房，應(yīng)采用易于清掃的散熱器。4．在具有腐蝕性氣體的生產(chǎn)廠房或相對(duì)濕度較大的房間，宜采用鑄鐵散熱器。5．熱水系統(tǒng)采用鋼制散熱器時(shí)，應(yīng)采取必要的防腐措施(如表面噴涂，補(bǔ)給水除氧等措施)，蒸汽采暖系統(tǒng)不得采用鋼制柱型、板型和扁管等散熱器。第二節(jié)散熱器的計(jì)算散熱器計(jì)算是確定供暖房間所需散熱器的面積和片數(shù)。一、散熱面積的計(jì)算散熱器散熱面積F按下式計(jì)算：

F=Q/[K（tpj-tn）]*β1β2β3㎡式中Q—散熱器的散熱量，W；tpj—散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，℃；tn—供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；K—散熱器的傳熱系數(shù)，W/㎡℃；β1—散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；β2—散熱器連接形式修正系數(shù)；β3—散熱器安裝形式修正系數(shù)。二、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj

tpj

的定義

散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj隨供暖熱媒(蒸汽或熱水)參數(shù)和供暖系統(tǒng)形式而定。

tpj

的計(jì)算1．在熱水供暖系統(tǒng)中，tpj為散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值。

tpj=（tsg+tsh）/2式中tsg——散熱器進(jìn)水溫度，℃

tsh——散熱器出水溫度，℃

二、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj對(duì)單管熱水供暖系統(tǒng)，由于每組散熱器的進(jìn)、出口水溫沿流動(dòng)方向下降，所以每組散熱氣的進(jìn)、出口水溫必須逐一分別計(jì)算(見第下章)。對(duì)雙管熱水供暖系統(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。二、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj2．在蒸汽供暖系統(tǒng)中：當(dāng)蒸汽表壓力小于等于0．03Mpa時(shí)，tpj取等于100℃;當(dāng)蒸汽表壓力大于0．03MPa時(shí)，tpj取與散熱器進(jìn)口蒸汽壓力相應(yīng)的飽和溫度。三、散熱器傳熱系數(shù)K及其修正系數(shù)值散熱器傳熱系數(shù)度K值的物理概念當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj與室內(nèi)氣溫相差l℃時(shí)，每l㎡散熱器面積所放出的熱量W。它是散熱器散熱能力強(qiáng)弱的主要標(biāo)志。影響散熱器傳熱系數(shù)的因素很多，只有通過實(shí)驗(yàn)方法確定。

三、散熱器傳熱系數(shù)K及其修正系數(shù)值

式(2—1)中的β1、β2、β3都是考慮散熱器的實(shí)際使用條件與測定實(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)。1．散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)β1三、