散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行研究

1、散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行研究散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行研究 董重成董重成 哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學國內(nèi)采暖熱媒溫度國內(nèi)采暖熱媒溫度v城市熱力管網(wǎng)設計規(guī)范（GJJ 34-90）版本中規(guī)定設計供水溫度為9570。v教材、手冊幾乎所有的技術資料都按這個參數(shù)編寫?，F(xiàn)有民用建筑的采暖系統(tǒng)都是根據(jù)這個參數(shù)設計。v設計參數(shù)：9570， 8060。國外采暖熱媒溫度國外采暖熱媒溫度v德國現(xiàn)在為7055，室溫20,T=42.5；v芬蘭現(xiàn)在為7040，室溫20，T=35；v歐洲標準EN442EN442中規(guī)定標準工況為7565，室溫20，T=50；v波蘭東歐國家， 以前采用9570工況，室溫20， 現(xiàn)在已經(jīng)改為8060

2、，室溫20， T=50 v 在中歐, 已經(jīng)認為溫差50不夠低?，F(xiàn)有跡象表明: 為了節(jié)能，正朝著進一步降低系統(tǒng)溫度的方向發(fā)展。v 德國工程師協(xié)會 (VDI Guideline6030)Design-ing free heating surfaces (radiators)“自由散熱表面的設計(散熱器)”指出:“使溫差降至35K以下可以得到更好的溫度場，從而使用戶感覺舒適。”溫差35K，即為6050，室溫20的低溫熱水采暖工況。 該指南還對和采暖有關的建筑物節(jié)能提出了如下建議:進一步降低供暖系統(tǒng)的供回水溫度至5545，T=30。v 在歐洲，有一種叫做“低表面溫度(LST)”散熱器，規(guī)定它的表面溫度

3、不超過43。這種散熱器特別適合于醫(yī)院、養(yǎng)老院、幼兒園和小學等需要考慮散熱器安全性的場合使用。盡管從安全角度推出，同樣也有助于提高能源使用效率。采用低溫熱水采暖的原因v健康舒適健康舒適： 供水溫度高于70時，灰塵會在散熱器表面烤焦產(chǎn)生糊味，散發(fā)有害健康的塵粒或氣體。 由于散熱器與室溫的溫差減小，室內(nèi)溫度場更加均勻。 低溫采暖不會使室內(nèi)空氣的相對濕度劇烈減小而產(chǎn)生燥熱感，會使室內(nèi)物體和空氣電離程度降低，人體帶靜電減少，因而更舒適更健康。v節(jié)能節(jié)能低水溫有助于采用冷凝鍋爐、熱泵、太陽能等使用低溫熱源技術。供暖熱水溫度的降低可以減少外網(wǎng)管道的熱損失， 供回水平均溫度每降低1度，外網(wǎng)的熱損失減少1.3%

4、。有利于提高熱力站內(nèi)熱交換器的換熱效率。v低溫散熱器采暖系統(tǒng)適用于居住性節(jié)能建筑v對于那些需要高溫采暖或要求迅速升溫的建筑物不易采用低溫供暖系統(tǒng)。 供水溫度60 6045 散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行研究散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行可行性研究散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行可行性研究散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行工程應用分析散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行工程應用分析低溫工況采暖散熱器散熱量實驗研究低溫工況采暖散熱器散熱量實驗研究低溫散熱器采暖系統(tǒng)投資分析低溫散熱器采暖系統(tǒng)投資分析我國城市供熱熱源的種類與形式較多。低溫散熱器采暖系統(tǒng)可利用低溫熱能資源。低溫散熱器采暖系統(tǒng)采用低溫熱源需借助熱泵裝置。以熱電聯(lián)產(chǎn)或區(qū)域鍋爐房作為熱源實現(xiàn)低

5、溫供暖是可行的。低溫熱媒制備v城市熱力管網(wǎng)的供回水溫度一般為13080左右。v散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行的低溫熱媒溫度一般為60 以下。 高溫水高溫水 低溫水低溫水轉(zhuǎn)換設備轉(zhuǎn)換設備換熱站間接連接現(xiàn)場圖圖1：換熱站間接連接現(xiàn)場圖圖3： 清華大學提出 “分棟可調(diào)” 采暖建筑 采暖建筑 采暖建筑供水 95回水 50 采暖建筑 50 504040 75 75 55 55 70 70 60 60 65 65 50 50主循環(huán)泵 混水泵 注：混水泵出口要安裝逆止閥，防止突然停泵時發(fā)生倒流現(xiàn)象。 可實現(xiàn)小區(qū)干管小流量、大溫差，用戶末端大流量、小溫差運行。 通過改變混水比調(diào)節(jié)供水溫度，改變混水泵轉(zhuǎn)速或閥門開度調(diào)節(jié)

6、樓內(nèi)循環(huán)流量，實現(xiàn)單幢樓宇的獨立質(zhì)、量并調(diào)。 對于單棟建筑可調(diào)節(jié)成不同的供水溫度，滿足滿足需要低需要低溫采暖建筑物的低溫水溫要求。溫采暖建筑物的低溫水溫要求。 v 采用Fluent軟件對標準房間采用輻射型鋼制板式散熱器和銅管鋁翅片對流器進行模擬;v 選取的物理模型為哈爾濱市某節(jié)能住宅標準層標準房間，其具體布置如圖;v 房間的計算熱負荷為700W，室外溫度-26。散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行舒適性研究銅鋁對流器低溫采暖溫度分布 銅鋁對流器高溫采暖溫度分布 鋼制散熱器低溫采暖溫度分布 鋼制散熱器高溫采暖溫度分布 采暖房間中靠近散熱器處溫度變化大，室內(nèi)水 平方向溫度場變化趨勢是從外墻至內(nèi)墻溫度場分布逐漸穩(wěn)

7、定，室內(nèi)垂直方向溫度場分布較均勻當其低溫運行時，房間內(nèi)溫度梯度較小，溫度場更加均勻，也就使人感到更舒適 低溫采暖對管徑的影響低溫采暖對散熱器數(shù)量的影響散熱器數(shù)量增加對室內(nèi)空間的影響低溫散熱器采暖系統(tǒng)研究哈爾濱、沈陽、北京、西安建筑平面圖建筑平面圖建筑圍護結(jié)構(gòu)主要熱工參數(shù)建筑圍護結(jié)構(gòu)主要熱工參數(shù)城市屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)外墻傳熱系數(shù)外窗傳熱系數(shù)地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)非節(jié)能建筑節(jié)能建筑非節(jié)能建筑節(jié)能建筑木窗塑鋼窗哈爾濱0.770.51.280.522.672.50.3沈陽0.90.61.60.72.6730.3北京1.260.81.70.95.8240.3西安1.260.82.015.8240.3熱負荷計算結(jié)果熱負荷

8、計算結(jié)果城市非節(jié)能建筑節(jié)能建筑熱負荷(W)面積熱指標(W/m2)熱負荷(W)面積熱指標(W/m2)哈爾濱10257366.16209940.0沈陽9801663.16052039.0北京9687362.45973638.5西安8787756.65162033.3既有建筑采暖系統(tǒng)圖既有建筑采暖系統(tǒng)圖回水干管 供水干管 立管 第一環(huán)路 第二環(huán)路 節(jié)能改造前改造前采暖系統(tǒng)高溫高溫運行節(jié)能改造后改造后采暖系統(tǒng)低溫低溫運行既有建筑改造前系統(tǒng)高溫運行時系統(tǒng)供回水干管、立管略大；改造后低溫運行時散熱器數(shù)量是改造前高溫運行時的1.4倍左右。散熱面積增加對室內(nèi)空間的影響散熱器布置平面圖散熱器布置平面圖采暖系統(tǒng)高

9、溫高溫運行采暖系統(tǒng)低溫低溫運行既有建筑節(jié)能改造后系統(tǒng)供回水管不變，但低溫運行時管段損失增加；低溫運行散 熱器數(shù)量增加。新建節(jié)能建筑采暖系統(tǒng)圖新建節(jié)能建筑采暖系統(tǒng)圖采暖系統(tǒng)高溫高溫運行采暖系統(tǒng)低溫低溫運行新建節(jié)能建筑供回水干管相同低溫運行時立管略大；低溫運行時散熱器數(shù)量是高溫運行時的2倍左右。v節(jié)能建筑的散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行具有可行性。節(jié)能建筑的散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行具有可行性。散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行工程應用分析散熱器采暖系統(tǒng)低溫運行工程應用分析23哈爾濱典型住宅系統(tǒng)運行實測1換熱站二級網(wǎng)供回水參數(shù)2v測試曲線測試曲線哈工大園區(qū)雙城民安小區(qū)v部分換熱站二級網(wǎng)供回水參數(shù)部分換熱站二級網(wǎng)供回水參數(shù)牡丹江民航換熱站沈陽市部分熱力公司低溫工況采暖散熱器散熱量實驗研究鋁柱翼散熱器 鑄鐵柱翼散熱器 鋼制柱式散熱器 鋼制板式散熱器 根銅管順排式對流器 塑料散熱器 v實驗用散熱器鋁制柱翼塑料銅鋁對流器鋼制柱式鑄鐵柱翼鋼制板式v實驗結(jié)果實驗結(jié)果散熱器低溫運行時散熱量計算公式v結(jié)論結(jié)論v 采暖散熱器在低溫運行時的性能曲線近似看作其高采暖散熱器在低溫運行時的性能曲線近似看作其高溫運行時性能曲線的延長線。溫運行時性能曲線的延長線。低溫散熱器采暖系統(tǒng)投資分析高溫采暖低溫采暖高溫采暖低溫采暖既有建筑經(jīng)節(jié)能改造既有建筑經(jīng)節(jié)能改造新建節(jié)能建筑新建節(jié)能建