室內(nèi)供暖系統(tǒng)-散熱器及輔助設(shè)備（建筑設(shè)備）

3.4.1散熱器3.4.2膨脹水箱3.4.3集氣罐及自動排氣閥3.4.4疏水設(shè)備3.4采暖系統(tǒng)所用管材、管件、閥門及采暖設(shè)備.采暖系統(tǒng)中熱媒是通過采暖房間內(nèi)設(shè)置的散熱設(shè)備而傳熱的。目前常用的散熱設(shè)備有散熱器、暖風(fēng)機(jī)和輻射板。暖風(fēng)機(jī)和輻射板分別依靠對流散熱和輻射傳熱提高室內(nèi)溫度，多用于工業(yè)車間和大型公共建筑的采暖系統(tǒng)。在民用建筑和中、小型工業(yè)廠房采暖系統(tǒng)中應(yīng)用較多的散熱設(shè)備為散熱器。熱媒通過散熱設(shè)備的表面，主要以對流(對流傳熱量大于輻射傳熱量)傳熱方式為主的散熱設(shè)備，稱為散熱器。3.4.1散熱器1.對散熱器的要求對散熱器總體要求是：有較高的傳熱系數(shù)、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和承壓能力；制造工藝簡單、材料消耗少，表面光滑，不積灰塵、易清掃，占地面積小，安裝方便，耐腐蝕，外形美觀。2.散熱器類型目前國內(nèi)生產(chǎn)的散熱器種類繁多，按其制造材料分，主要有鑄鐵、鋼制以及鋁合金散熱器等；按其構(gòu)造形式，主要分為柱型、翼型、管型、平板型等。(1)鑄鐵散熱器鑄鐵散熱器有翼型和柱型之分。翼型散熱器又分為圓翼型和長翼型。1)圓翼型散熱器。圓翼型散熱器的構(gòu)造如圖3.25所示。按管子內(nèi)徑規(guī)格有D50、D75兩種，所帶肋片數(shù)目分別為27和47，管長為1m，兩端有法蘭可以串聯(lián)相接。圓翼型散熱器單節(jié)散熱面積大，承受壓力較高，造價低，但外形不美觀，常用于美觀要求不高的或無灰塵的公共建筑和工業(yè)廠房中。圖3.25圓翼型散熱器2)長翼型散熱器。長翼型散熱器的構(gòu)造如圖3.26所示。外表面上有若干個平行、豎向肋片，外殼內(nèi)部是一扁盒狀空間，高度為600mm，豎向肋片的數(shù)目為10、14片兩種規(guī)格，可以按實際需要互相拼裝組合。長翼型散熱器制造工藝簡單，耐腐蝕，外形較美觀，但其承壓能力較低，多用于民用建筑中。圖3.26長翼型散熱器(單位：mm)3)

柱型散熱器，又分為四柱、五柱及二柱三種。圖3.27是四柱813型散熱器簡圖。有些集中采暖系統(tǒng)的散熱器就是由這種散熱片組合而成的。四柱813型散熱器高813mm，寬164mm，長57mm。它有四個中空的立柱，柱的上、下端全部互相連通。在散熱器頂部和底部各有一對帶絲扣的穿孔供熱媒進(jìn)出，并可借正、反螺絲把單個散熱器組合起來。在散熱器的中間有兩根橫向連通管，以增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并使散熱器表面溫度比較均勻。圖3.27柱型散熱器(單位：mm)散熱器在落地安裝時，為使其放置平穩(wěn)，兩端的散熱片必須是帶足的。當(dāng)組裝片數(shù)較多時，在散熱器中部還應(yīng)多用一個帶足的散熱片，以避免因散熱器過長而產(chǎn)生中部下垂的現(xiàn)象。我國目前生產(chǎn)的四柱和五柱散熱片，高度為700mm、760mm、800mm及813mm等多種尺寸。二柱型鑄鐵散熱片兩柱之間有波浪形的縱向肋片，用以增加散熱面積，在制造工藝方面，它在柱型散熱片中是比較簡單的。(2)

鋼制散熱器目前我國生產(chǎn)的鋼制散熱器有閉式鋼串片散熱器、鋼制柱式散熱器、板式散熱器、扁管散熱器等。1)

閉式鋼串片散熱器。閉式鋼串片散熱器是由鋼管、鋼片、聯(lián)箱、放氣閥及管接頭組成。其結(jié)構(gòu)如圖3.28所示。其散熱量隨熱媒參數(shù)、流量和其構(gòu)造特征(如串片豎放、平放、長度、片距等參數(shù))的改變而改變。這種散熱器的優(yōu)點(diǎn)是承壓高、體積小、重量輕、容易加工、安裝簡單和維修方便；缺點(diǎn)是薄鋼片間距密、不宜清掃、耐腐蝕性差，壓緊在鋼管上的串片因熱脹冷縮容易松動，長期使用會導(dǎo)致傳熱性能下降。圖3.28鋼串片散熱器(單位：mm)2)

鋼制柱式散熱器。其構(gòu)造與鑄鐵散熱器相似，每片也有幾個中空的立柱(見圖3.29)，用1.25～1.5mm厚冷軋鋼板壓制成單片然后焊接而成。圖3.29鋼制柱式散熱器(單位：mm)3)

板式散熱器。由面板、背板、對流片和水管接頭及支架等部件組成，其構(gòu)造見圖3.30。它外形美觀，散熱效果好，節(jié)省材料，但承壓能力低。鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比具有金屬耗量少、耐壓強(qiáng)度高、外形美觀整潔、體積小、占地少、易于布置等優(yōu)點(diǎn)，但宜受腐蝕、使用壽命短，多用于高層建筑和高溫水采暖系統(tǒng)中，不能用于蒸汽采暖系統(tǒng)中，也不易用于濕度較大的采暖房間內(nèi)。圖3.30板式散熱器(3)

鋁合金散熱器隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，人們對散熱器的性能及美觀程度提出了更高的要求。鋁合金以其突出的優(yōu)點(diǎn)，脫穎而出，迅速占領(lǐng)市場，成為散熱器更新?lián)Q代的理想選擇。其特點(diǎn)是：耐壓、傳熱性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的鑄鐵散熱器；外觀雅致，具有較強(qiáng)的裝飾性和觀賞性；體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，便于運(yùn)輸安裝；耐腐蝕、壽命長。鋁合金散熱器主要有翼型(圖3.31)和閉合式(圖3.32)等形式。散熱器多種多樣，在設(shè)計采暖系統(tǒng)時應(yīng)根據(jù)散熱器的熱工、經(jīng)濟(jì)、使用和美觀各方面的條件和采暖房間的用途、安裝條件以及當(dāng)?shù)禺a(chǎn)品的來源等因素來選用散熱器。圖3.31鋁合金翼型散熱器圖3.32鋁合金閉合式散熱器膨脹水箱的作用是用來貯存熱水采暖系統(tǒng)加熱的膨脹水量，在自然循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，還起著排氣作用。膨脹水箱的另一作用是恒定采暖系統(tǒng)的壓力。膨脹水箱一般用鋼板制成，通常是圓形或矩形。圖3.33為圓形膨脹水箱構(gòu)造圖。箱上連有膨脹管、溢流管、信號管、排水管及循環(huán)管等管路。膨脹管與采暖系統(tǒng)管路的連接點(diǎn)，在自然循環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)接在供水總立管的頂端，在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，一般接至循環(huán)水泵吸人口前。連接點(diǎn)處的壓力，無論在系統(tǒng)不工作或運(yùn)行時，都是恒定的，此點(diǎn)因此稱為定壓點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)充水的水位超過溢水管口時，通過溢流管將水自動溢流排出。溢流管一般可接到附近下水道。信號管用來檢查膨脹水箱是否存水，一般應(yīng)引到管理人員容易觀察到的地方(如接回鍋爐房或建筑物底層的衛(wèi)生間等)。排水管用來清洗水箱時放空存水和污垢，它可與溢流管一起接至附近下水道。3.4.2膨脹水箱圖3.33圓形膨脹水箱(單位：mm)1.溢流管；2.排水管；3.循環(huán)管；4.膨脹管；5.信號管；6.箱體；7.內(nèi)人梯；8.玻璃管水位計；9.人孔；10.外人梯在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)管應(yīng)接到系統(tǒng)定壓點(diǎn)前的水平回水干管上(見圖3.34)。該點(diǎn)與定壓點(diǎn)(膨脹管與系統(tǒng)的連接點(diǎn))之間應(yīng)保持1.5～3m的距離，這樣可讓少量熱水能緩慢地通過循環(huán)管和膨脹管流過水箱，以防水箱里的水凍結(jié)，同時膨脹水箱應(yīng)考慮保溫。在自然循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)管也接到供水干管上，也應(yīng)與膨脹管保持一定的距離。在膨脹管、循環(huán)管和溢流管上，嚴(yán)禁安裝閥門，以防止系統(tǒng)超壓，水箱水凍結(jié)或水從水箱溢出。圖3.34膨脹水箱與機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的連接方式1.膨脹管；2.循環(huán)管；3.熱水鍋爐；4.循環(huán)水泵膨脹水箱的容積，可按下式計算確定：Vp＝αΔtmax·Vc(3.4)式中：Vp——膨脹水箱的有效容積(即由信號管到溢流管之間的容積)(L)；α

——水的體積膨脹系數(shù)，α＝0.0006(1/℃)；Vc

——系統(tǒng)內(nèi)的水容量(L)；Δtmax

——考慮系統(tǒng)內(nèi)水受熱和冷卻時水溫的最大波動值，一般以20℃水溫算起。如在95/70℃低溫水采暖系統(tǒng)中，Δtmax＝95－20＝75℃，則式(3.4)可簡化為Vp＝0.045Vc(3.5)為簡化計算，Vc值可按供給1kW熱量所需設(shè)備的水容量計算。求出所需的膨脹水箱有效容積后，可按《全國通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集》(CN501-1)選用所需的型號。系統(tǒng)的水被加熱時，會分離出空氣。在大氣壓力下，1kg水在5℃時，水中的含氣量超過30mg，而加熱到95℃時，水中的含氣量只有3mg，此外在系統(tǒng)停止運(yùn)行時，通過不嚴(yán)密處也會滲入空氣，充水后，會有空氣殘留在系統(tǒng)內(nèi)。如前所述，系統(tǒng)中如積存空氣，就會形成氣塞，影響水的正常循環(huán)。熱水采暖系統(tǒng)排除空氣的設(shè)備，可以是手動的，也可是自動的。國內(nèi)目前常見的排氣設(shè)備，主要有集氣罐、自動排氣閥和冷風(fēng)閥等幾種。3.4.3集氣罐及自動排氣閥1.集氣罐集氣罐用直徑

φ100～250mm的短管制成，有立式和臥式兩種[見圖3.35(a)～(b)，圖中尺寸為國標(biāo)圖中最大型號的規(guī)格]，頂部連接DN15的排氣管。在機(jī)械循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，集氣罐應(yīng)設(shè)在系統(tǒng)各分環(huán)環(huán)路的供水干管末端的最高處(見圖3.36)。在系統(tǒng)運(yùn)行時，定期手動打開閥門，將熱水中分離出來并聚集在集氣罐內(nèi)的空氣排除。圖3.35集氣罐(單位：mm)圖3.36集氣罐安裝位置示意圖1.臥式集氣罐；2.立式集氣罐；3.末端立管；4.DN15放氣管2.自動排氣閥目前國內(nèi)生產(chǎn)的自動排氣閥型式較多。很多自動排氣閥都是依靠水對浮體的浮力，通過杠桿機(jī)構(gòu)傳動，使排氣孔自動啟閉，而實現(xiàn)自動阻水排氣功能的。圖3.37所示為B11X-4型立式自動排氣閥。當(dāng)閥體7內(nèi)無空氣時，水將浮子8浮起，通過杠桿機(jī)構(gòu)1將排氣孔9關(guān)閉，而當(dāng)空氣從管道進(jìn)入，積聚在閥體內(nèi)時，空氣將水面壓下，浮子的浮力減小，依靠自重下落，排氣孔打開，使空氣自動排出?？諝馀懦螅賹⒏∽痈∑?，排氣孔重新關(guān)閉。圖3.37立式自動排氣閥1.杠桿機(jī)構(gòu)；2.墊片；3.閥堵；4.閥蓋；5.墊片；6.浮子；7.閥體；8.接管；9.排氣孔3.冷風(fēng)閥冷風(fēng)閥(圖3.38)多用在水平式和下供下回式系統(tǒng)中，它旋緊在散熱器上部專設(shè)的絲孔上，以手動方式排除空氣。4.散熱器溫控閥散熱器溫控閥(圖3.39)是一種自動控制散熱器散熱量的設(shè)備。它由兩部分組成，一部分為閥體部分，另一部分為感溫元件控制部分。當(dāng)室內(nèi)溫度高于給定的溫度值時，感溫元件受熱，其頂桿就壓縮閥桿，將閥口關(guān)小，進(jìn)入散熱器的水流量減小，散熱器散熱量減小，室溫下降。當(dāng)室內(nèi)溫度下降到低于設(shè)定值時，感溫元件開始收縮，其閥桿靠彈簧的作用，將閥桿抬起，閥孔開大，水流量增大，散熱器散熱量增加，室內(nèi)溫度開始升高，從而保證室溫處在設(shè)定的溫度值上。溫控閥控溫范圍在13～28℃之間，溫控誤差為±1℃。圖3.38冷風(fēng)閥圖3.39散熱器溫控閥外形圖1.疏水器的作用如前所述，蒸汽疏水器的作用是自動阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用熱設(shè)備及管道中的凝水，同時能排除系統(tǒng)中積留的空氣和其他不凝性氣體。疏水器是蒸汽供熱系統(tǒng)中重要的設(shè)備，它的工作狀況對系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性影響極大。3.4.4疏水設(shè)備2.疏水器的種類根據(jù)疏水器的作用原理不同，可分為三種類型的疏水器。(1)機(jī)械型疏水器利用蒸汽和凝水的密度不同，形成凝水液位，以控制凝水排水孔自動啟閉工作的疏水器。主要產(chǎn)品有浮筒式[如圖3.40(a)所示]、鐘形浮子式、自由浮球式、倒吊筒式疏水器等。(2)熱動力型疏水器利用蒸汽和凝水熱動力學(xué)(流動)特性的不同來工作的疏水器。主要產(chǎn)品有脈沖式、熱動力式[圖3.40(b)]、孔板或迷宮式疏水器等。(3)熱靜力型(恒溫型)疏水器利用蒸汽和凝水的溫度不同引起恒溫元件膨脹或變形來工作的疏水器。主要產(chǎn)品有波紋管式、雙金屬片式和液體膨脹式疏水器等。應(yīng)用在低壓蒸汽采暖系統(tǒng)中的恒溫型疏水器屬于這一類型的疏水器。圖3.40疏水器(a)浮筒式(1.浮筒；2.外殼；3.頂針；4.閥孔；5.放氣閥)；(b)熱動力式(1.閥體；2.閥片；3.閥蓋；4.過濾器)3.疏水器的安裝疏水器多為水平安裝，與管路的連接方式見圖3.41。疏水器前后需設(shè)置閥門，用以截斷檢修。疏水器前后應(yīng)設(shè)置沖洗管和檢查管。沖洗管位于疏水器前閥門的前面，用來排氣和沖洗管路；檢查管位于疏水器與后閥門之間，用來檢查疏水器工作情況。圖3.41(b)為帶旁通管的安裝方式。旁通管可水平安裝或垂直安裝(旁通管在疏水器上面繞行)，其主要作用是在開始運(yùn)行時排除大量凝水和空氣，運(yùn)行中不應(yīng)打開旁通管，以防蒸汽竄入回水系統(tǒng)，影響其他用熱設(shè)備和凝水管路的正常工作并浪費(fèi)熱量。實踐表明：裝旁通管極易產(chǎn)生副作用，因此，對小型采暖系統(tǒng)和熱風(fēng)采暖系統(tǒng)，可考慮不設(shè)旁通管[圖3.41(a)]，對于不允許中斷供汽的生產(chǎn)用熱設(shè)備，為了進(jìn)行檢修疏水器，應(yīng)安裝旁通管和閥門。當(dāng)多臺疏水器并聯(lián)安裝[