供熱工程第二章供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備

第二章

供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備

本章的主要內(nèi)容：散熱器的功能、基本要求和分類(lèi)；散熱器的選用；各種散熱器的特點(diǎn)；散熱器的計(jì)算。本章的難點(diǎn)和重點(diǎn)：散熱器的實(shí)際設(shè)計(jì)選用第二章

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(guò)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(chēng)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(guò)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(chēng)為輻射供暖系統(tǒng)。3．通過(guò)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(chēng)為熱風(fēng)供暖系統(tǒng)。第一節(jié)散熱器散熱器的功能將供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)所攜帶的熱量，通過(guò)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(guān)方面的要求

5．使用壽命的要求

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(shuō)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?chē)諝饬鲃?dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。

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。q值越大，說(shuō)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)。

對(duì)散熱器的基本要求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)尺寸小，少占房間面積和空間，散熱器的生產(chǎn)工藝應(yīng)滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求。4．衛(wèi)生和美觀(guān)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(guān)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(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的散熱器種類(lèi)繁多，按其制造材質(zhì)，主要有鑄鐵、鋼制散熱器兩大類(lèi)，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(jiǎn)單，防腐性好，使用壽命長(zhǎng)以及熱穩(wěn)定性好的；缺點(diǎn)：其金屬耗量大、金屬熱強(qiáng)度低于鋼制散熱器。我國(guó)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(lèi)：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?！窆茏觾啥伺湓O(shè)法蘭，可將數(shù)根組成平行疊置的散熱器組。管子長(zhǎng)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?！駡A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(zhǎng)翼型●長(zhǎng)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?！耖L(zhǎng)冀型散熱器的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)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?！耖L(zhǎng)翼型型號(hào)標(biāo)記分別相應(yīng)為：TC0.28／5—4(俗稱(chēng)大60)和TC0.20／5—4(俗稱(chēng)小60)。（一）、翼型散熱器翼型散熱器的特點(diǎn)：●制造工藝簡(jiǎn)單，長(zhǎng)翼型的造價(jià)也較低；●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(guān)，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)柱型型散散熱熱器器柱型型散散熱熱器器的的組組成成：：柱型型散散熱熱器器是是呈呈柱柱狀狀的的單單片片散散熱熱器器。。外外表表面面光光滑滑，，每每片片各各有有幾幾個(gè)個(gè)中中空空的的立立柱柱相相互互連連通。。根根據(jù)據(jù)散散熱熱面面積積的的需需要要。。可可把把各各個(gè)個(gè)單單片片組組裝裝在在一一起起形形成成一一組組散散熱熱器器。。我國(guó)國(guó)目目前前常常用用的的柱柱型型散散熱熱器器主主要要有有：：P33二柱柱型型散散熱熱器器和和四四柱柱型型散散熱熱器器；；柱型型散散熱熱器器有有帶帶腳腳不不帶帶腳腳的的兩兩種種片片型型，，便便于于落落地地或或掛掛墻墻安安裝裝。。國(guó)內(nèi)內(nèi)散散熱熱器器標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定定，，柱柱型型散散熱熱器器有有五五種種規(guī)規(guī)格格：：相應(yīng)應(yīng)型型號(hào)號(hào)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)記記為為T(mén)Z2——5——5(8)；；TZ4—3—5(8)；TZ4—5—5(8)；TZ4—6—5(8)；；TZ4—9—5(8)。如標(biāo)標(biāo)記記TZ4—6—5，TZ4表示示灰灰鑄鑄鐵鐵四四柱柱型型，，6表示示同同側(cè)側(cè)進(jìn)進(jìn)出出口口中中心心距距為為600mm，5表示示最最高高工工作作壓壓力力0.5MPa。(二二)柱柱型型散散熱熱器器柱型型散散熱熱器器與與翼翼型型散散熱熱器器相相比比其金金屬屬熱熱強(qiáng)強(qiáng)度度及及傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)高高；；外形形美美觀(guān)觀(guān)，，易易清清除除積積灰灰；；容易易組組成成所所需需的的面面積積；；因因而而它它得得到到較較廣廣泛泛的的應(yīng)應(yīng)用用。。(二)柱型型散熱器二、鋼制散散熱器目前我國(guó)生生產(chǎn)的鋼制制散熱器主主要有下面面幾種型式式：(一)閉式鋼串片片對(duì)流散熱熱器由鋼管、鋼鋼片、聯(lián)箱箱及管接頭頭組成。閉閉式鋼串片片式散熱器器規(guī)格以高*寬表示，其長(zhǎng)長(zhǎng)度可按設(shè)設(shè)計(jì)要求制制作。(二)板型散熱器器由面板、背背板、進(jìn)出出水口接頭頭、放水門(mén)門(mén)固定套及及上下支架架組成。背背板有帶對(duì)對(duì)流片和不不帶對(duì)流片片兩種類(lèi)型型。國(guó)內(nèi)散散熱器器標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)給出出的規(guī)規(guī)格尺尺寸見(jiàn)見(jiàn)表2-1。(三)鋼制柱柱型散散熱器器其構(gòu)造造與鑄鑄鐵柱柱型散散熱器器相似似，每每片也也有幾幾個(gè)中中空立立柱。。這種種散熱熱器是是采用用1.25——1.5mm厚冷軋軋鋼板板沖壓壓延伸伸形成成片狀狀半柱柱型，，將兩兩片片片狀半半柱型型經(jīng)壓壓力滾滾焊復(fù)復(fù)合成成單片片，單單片之之間經(jīng)經(jīng)氣體體弧焊焊聯(lián)接接成散散熱器器。二、鋼鋼制散散熱器器二、鋼鋼制散散熱器器(四)扁管型型散熱熱器組成：它是是采用用52×11×1．5㎜(寬寬×高×厚)的的水通通路扁扁管疊疊加焊焊接在在一起起，型型散熱熱器外外形尺尺是以以52mm為基基數(shù)，，形成成三種高高度規(guī)規(guī)格：4l6mm(8根根),520mm（（10根））和624mm（12根根)。。長(zhǎng)度：由600mm開(kāi)始始，以以200mm進(jìn)進(jìn)位至至2000mm共八八種規(guī)規(guī)格。。結(jié)構(gòu)形形式：?jiǎn)伟?、、雙板板，單單板帶帶對(duì)流流片和和雙板板帶對(duì)對(duì)流片片四種種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式。鋼制散散熱器器與鑄鑄鐵散散熱器器相比比，具具有的的特點(diǎn)點(diǎn)1．金金屬耗耗量少少。鋼制散散熱器器大多多數(shù)是是由薄薄鋼板板壓制制焊接接而成成。金金屬熱熱強(qiáng)度度可達(dá)達(dá)0.8~1.0W／kg··℃，，而鑄鑄鐵散散熱器器的金金屬熱熱強(qiáng)度度—般般僅為為0.3W／／kg·℃℃左右右。2．耐壓壓強(qiáng)度度高。。鑄鐵散散熱器器的承承壓能能力一一般Pb=0.4一0.5Mpa。鋼制制板型型及柱柱型散散熱器器的最最高工工作壓壓力可可達(dá)0.8Mpa。因此此，從從承壓壓能力力的角角度來(lái)來(lái)看，，鋼制制散熱熱器適適用于于高層層建筑筑供暖暖和高高溫水水供暖暖系統(tǒng)統(tǒng)。鋼制制散散熱熱器器與與鑄鑄鐵鐵散散熱熱器器相相比比，，具具有有的的特特點(diǎn)點(diǎn)3．．外外形形美美觀(guān)觀(guān)整整潔潔，，占占地地小小，，便便于于布布置置。。如板板型型和和扁扁管管型型散散熱熱器器還還可可以以在在其其外外表表面面噴噴刷刷各各種種顏顏色色的的圖圖案案，，與與建建筑筑和和室室內(nèi)內(nèi)裝裝飾飾相相協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)。。制制散散熱熱其其高高度度較較低低，，扁扁管管和和板板型型散散熱熱器器厚厚度度薄薄，，占占地地小小，，便便于于布布置置。。4．．除除鋼鋼制制柱柱型型散散熱熱器器外外，，鋼鋼制制散散熱熱器器的的水水容容量量較較少少，，熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性差差些些。在供水水溫度偏偏低而又又采用間間歇供暖暖時(shí)，散熱效果果明顯降降低。5．鋼制散散熱器的的主要缺點(diǎn)點(diǎn)是容易易被腐蝕蝕，使用用壽命比比鑄鐵散散熱器短短。6.此此外，在在蒸汽供供暖系統(tǒng)統(tǒng)中不應(yīng)應(yīng)采用鋼鋼制散熱熱器。對(duì)對(duì)具有腐腐蝕性氣氣體的生生產(chǎn)廠(chǎng)房房或相對(duì)對(duì)濕度較較大的房房間，不不宜設(shè)置置鋼制散散熱器。由于鋼制制散熱器器存在上上述缺點(diǎn)點(diǎn)，它的的應(yīng)用范范圍受到到—定的的限制。。因此，，鑄鐵柱柱型散熱熱器仍是是目前國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)用用最廣泛泛的散熱熱器。鋼制散熱熱器與鑄鑄鐵散熱熱器相比比，具有有的特點(diǎn)點(diǎn)（三）、、光面管管（排管管）散熱熱器它是—種種最簡(jiǎn)易易的散熱熱器。它它是用鋼鋼管在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)或工工廠(chǎng)焊接接制成。。它的主主要缺點(diǎn)點(diǎn)是耗鋼鋼量大也也不美觀(guān)觀(guān)一般只只用于工工業(yè)廠(chǎng)房房。（四）、、其它類(lèi)型型散熱器器鋁制散熱熱器重量輕，，外表美美觀(guān)；鋁鋁的輻射射系數(shù)比比鑄鐵和和鋼的小小，為補(bǔ)補(bǔ)償其輻輻射放熱熱的減小小，外型型上應(yīng)采采用措施施以提高高氣對(duì)流流散熱量量。陶瓷散熱熱器混凝土板板內(nèi)嵌鋼鋼管的散散熱器型型式塑料散熱熱器三、散熱熱器的選選用設(shè)計(jì)選擇擇散熱器器時(shí)，應(yīng)應(yīng)符合下下列原則則性的規(guī)規(guī)定：1．散熱熱器的工工作壓力力，當(dāng)以以熱水為為熱媒時(shí)時(shí)，不得得超過(guò)制制造廠(chǎng)規(guī)規(guī)定的壓壓力值。。對(duì)高層層建筑使使用熱水水供暖時(shí)時(shí)，首先先要求保保證承壓壓能力，，這對(duì)系系統(tǒng)安全全運(yùn)行，，至關(guān)重重要。2．在民民用建筑筑中，宜宜采用外外形美觀(guān)觀(guān)，易于于清掃的的散熱器器。3．在放放散粉塵塵或防塵塵要求較較高的生生產(chǎn)廠(chǎng)房房，應(yīng)采采用易于于清掃的的散熱器器。4．在具具有腐蝕蝕性氣體體的生產(chǎn)產(chǎn)廠(chǎng)房或或相對(duì)濕濕度較大大的房間間，宜采采用鑄鐵鐵散熱器器。5．熱水水系統(tǒng)采采用鋼制制散熱器器時(shí)，應(yīng)應(yīng)采取必必要的防防腐措施施(如表表面噴涂涂，補(bǔ)給給水除氧氧等措施施)，蒸蒸汽采暖暖系統(tǒng)不不得采用用鋼制柱柱型、板板型和扁扁管等散散熱器。。第二節(jié)散散熱熱器的計(jì)計(jì)算散熱器計(jì)計(jì)算是確確定供暖暖房間所所需散熱熱器的面面積和片片數(shù)。一、散熱熱面積的的計(jì)算二、散熱熱器內(nèi)熱熱媒平均均溫度tpj散熱器內(nèi)內(nèi)熱媒平平均溫度度tpj隨供暖熱熱媒(蒸汽或熱熱水)參數(shù)和供供暖系統(tǒng)統(tǒng)形式而而定。二、散熱熱器內(nèi)熱熱媒平均均溫度tpj●對(duì)單管熱熱水供暖暖系統(tǒng)，，由于每每組散熱熱器的進(jìn)進(jìn)、出口口水溫沿沿流動(dòng)方方向下降降，所以以每組散散熱器的的進(jìn)、出出口水溫溫必須逐逐一分別別計(jì)算(見(jiàn)第下下章)。?！駥?duì)雙管熱熱水供暖暖系統(tǒng)，，散熱器器的進(jìn)、、出口溫溫度分別別按系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)供、回回水溫度度計(jì)算。。二、散熱熱器內(nèi)熱熱媒平均均溫度tpj2．在蒸蒸汽供暖暖系統(tǒng)中中：當(dāng)蒸汽表表壓力小小于等于于0．03Mpa時(shí)，，tpj取等于于100℃;當(dāng)蒸汽表表壓力大大于0．．03MPa時(shí)時(shí)，tpj取與與散熱器器進(jìn)口蒸蒸汽壓力力相應(yīng)的的飽和溫溫度。三、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K散熱器傳傳熱系數(shù)數(shù)K值的物理理概念當(dāng)散熱器器內(nèi)熱媒媒平均溫溫度tpj與室內(nèi)氣氣溫相差差l℃時(shí)，每每l㎡散熱器器面積所所放出的的熱量W。K是散熱熱器散熱熱能力強(qiáng)強(qiáng)弱的主主要標(biāo)志志。影響散熱熱器傳熱熱系數(shù)的的因素很很多：散熱器的的制造情情況（如采用用的材料料、幾何何尺寸、、結(jié)構(gòu)形形式，表表面噴涂涂等因素素；散熱器的的使用條條件（如使用用的熱媒媒、溫度度、流量量、室內(nèi)內(nèi)空氣溫溫度及流流速、安安裝方式式及組合合片數(shù)等等因素）），所以以難以用用理論的的數(shù)學(xué)模模型表征征出各種種因素對(duì)對(duì)散熱器器K值的的影響，，只有通過(guò)過(guò)實(shí)驗(yàn)方方法確定定。三、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K問(wèn)題：影影響散熱熱器傳熱熱系數(shù)和和散熱量量的最主主要因素素是什么么？為什什么？四、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K的修正正系數(shù)散熱器傳傳熱系數(shù)數(shù)和散熱熱量值是是在一定定條件下下通過(guò)實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得得的，式式(2——1)中中的β1、β2、β3都是考考慮散熱熱器的實(shí)實(shí)際使用用條件與與測(cè)定實(shí)實(shí)驗(yàn)條件件不同,而對(duì)K或Q值值，亦即即對(duì)散熱熱器面積積F引入入的修正正系數(shù)。。1、散熱熱器組裝裝片數(shù)修修正系數(shù)數(shù)β1；；柱型以10片為為實(shí)驗(yàn)組組合標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)四、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K的修正正系數(shù)四、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K的修正正系數(shù)四、散熱熱器傳熱熱系數(shù)K的修正正系數(shù)此外，一一些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表明：：在一定定的連接接方式和和安裝形形式下，，通過(guò)散散熱器的的水流量量對(duì)某些些型式的的散熱器器的K值值和Q值值也有一一定影響響。如在在閉式鋼鋼串片散散熱器中中,當(dāng)流流量減少少較多時(shí)時(shí)．肋片片的溫度度明顯降降低．傳傳熱系數(shù)數(shù)K和散散熱量Q值下降降。對(duì)不不帶肋片片的散熱熱器，水水流量對(duì)對(duì)傳熱系系數(shù)K和和散熱量量Q值的的影響較較小，可可不予修修正。9、靜夜四無(wú)無(wú)鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黃葉葉樹(shù)，，燈下下白頭頭人。。。03:46:2203:46:2203:4612/29/20223:46:22AM11、以以我我獨(dú)獨(dú)沈沈久久，，愧愧君君相相見(jiàn)見(jiàn)頻頻。。。。12月月-2203:46:2203:46Dec-2229-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。03:46:2203:46:2203:46Thursday,December29,202213、乍見(jiàn)見(jiàn)翻疑疑夢(mèng)，，相悲悲各問(wèn)問(wèn)年。。。12月月-2212月月-2203:46:2203:46:22December29,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國(guó)見(jiàn)見(jiàn)青山。。。29十十二月20223:46:22上午午03:46:2212月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月223:46上上午午12月月-2203:46December29,202216、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2022/12/293:46:2203:46:2229December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線(xiàn)線(xiàn)向向前前。。。。3:46:22上上午午3:46上上午午03:46:2212月月-229、沒(méi)有失敗敗，只有暫暫時(shí)停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒(méi)有有。。。03:46:2203:46:2203:4612/29/20223:46:22AM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。12月月-2203:46:2203:46Dec-2229-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對(duì)對(duì)圓滿(mǎn)滿(mǎn)，留留一份份不足足，可可得無(wú)無(wú)限完完美。。。03:46:2203:46:2203:46Thursday,December29,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2203:46:2203:46:22December29,202214、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。29十十二月20223:46:22上午午03:46:2212月-2215、楚塞三三湘接，，荊門(mén)九九派通。。。。十二月223:46上午午12月-2203:46December29,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/293:46:2203:46:2229