哈工大供熱工程 第二章 供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備2.ppt

1、2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),1,散熱器的計(jì)算,目的：確定供暖房間所需散熱器的面積和片數(shù)。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),2,散熱器的計(jì)算,依據(jù)：在設(shè)計(jì)條件下單位時(shí)間內(nèi)散熱器的散熱量應(yīng)等于房間需要的采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 設(shè)計(jì)條件-是不是系統(tǒng)的最不利條件？ 關(guān)鍵：已知散熱器的傳熱性能參數(shù)（K）。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),3,散熱器的計(jì)算,影響K的因素：制造情況（材料、結(jié)構(gòu)形式）、使用條件（熱媒、安裝方式）。因此無(wú)法理論計(jì)算其具體值，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式獲得。 手段：散熱器的傳熱性能（K）是在標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試小室用一定的片數(shù)（柱型用8片）、明裝、同側(cè)上進(jìn)下出連接散熱器，在保持室溫

2、恒定條件下測(cè)出的。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),4,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),5,散熱器的計(jì)算,實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成下式: K=atb=a(tpj-tn)b或Q=AtB （31）,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),6,散熱器的計(jì)算,K=atb=a(tpj-tn)b或Q=AtB 式中: Q 散熱器的散熱量，W； k散熱器的傳熱系數(shù)，W/(m2)； a、b、A、B實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理得到的系數(shù)； tpj供給散熱器的熱媒平均溫度，； t散熱器熱媒平均溫度tm與室內(nèi)溫 度tR之差， ； tn室內(nèi)空氣溫度，。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),7,散熱器的計(jì)算,當(dāng)已知或查到散熱器的傳熱系

3、數(shù)k后，即可用下式得到其計(jì)算面積:,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),8,散熱器的計(jì)算,F=123Q/k(tpj-tn) =123Q/kt 式中F散熱器計(jì)算面積，m2； Q 采暖房間設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W； 1散熱器的片數(shù)修正系數(shù)； 2散熱器的連接方式修正系數(shù)； 3 散熱器的安裝型式修正系數(shù)； k、t、tm、tR同（31）式。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),9,散熱器的計(jì)算,當(dāng)使用條件與測(cè)試條件不同 時(shí)，散熱器的傳熱性能發(fā)生變化， 要用不同的系數(shù) 1、2 、3 進(jìn)行修正。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),10,散熱器的計(jì)算,由于成組散熱器兩邊的散熱器片外側(cè)沒(méi)有相鄰片遮擋，比中間散熱器

4、片的單片散熱量大。當(dāng)實(shí)際片數(shù)少于測(cè)試時(shí)規(guī)定片數(shù)時(shí)，邊片傳熱面積在總傳熱面積中所占比例增大，使散熱器單位傳熱面積傳熱量增大，所需散熱器片數(shù)減少，所乘片數(shù)修正系數(shù)11,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),11,散熱器的計(jì)算,當(dāng)實(shí)際片數(shù)多于測(cè)試規(guī)定片數(shù)時(shí)，11。對(duì)片式散熱器計(jì)算片數(shù)時(shí)，其片數(shù)n=F/f，其中f為一片散熱器的散熱面積，m2/片。 原則為四舍五入。 先取1=1計(jì)算其散熱面積和片數(shù)后，再進(jìn)行片數(shù)修正。1值見(jiàn)附錄23。 對(duì)鋼制板式及扁管式等整體式散熱器用不同規(guī)格的散熱器分別進(jìn)行試驗(yàn)，得到各自的熱工性能數(shù)值，不進(jìn)行片數(shù)修正。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),12,散熱器的計(jì)算,散熱器在

5、系統(tǒng)中可以采用 圖36所示6種連接方式。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),13,散熱器的計(jì)算,連接方式不同時(shí)散熱器外表面溫度分布變化，使散熱器傳熱量發(fā)生變化。下進(jìn)上出時(shí)水流總趨勢(shì)與水在散熱器中冷卻后的重力作用相反，而使散熱性能變差，傳熱系數(shù)變小，在相同熱負(fù)荷下所需散熱器面積增加。管道連接方式修正系數(shù)2見(jiàn)附表24。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),14,散熱器的計(jì)算,測(cè)定散熱器性能時(shí)為明裝，加罩后其傳熱性能有變化，用安裝型式修正系數(shù) （見(jiàn)附錄25）來(lái)考慮。加罩后散熱器輻射散熱量減少，對(duì)流散熱量可能增加。大多數(shù)散熱器加罩后散熱量減小。只有在對(duì)流散熱量的增加值大于輻射散熱量的降低值時(shí)其散

6、熱量才是增加的。如加罩后其散熱量減小，則3 1，需要增加散熱器用量；反之，3 1，則可減少散熱器用量。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),15,散熱器的布置,散熱器的布置 散熱器一般沿外墻，特別是沿外窗布置。圖34（a）為散熱器沿外墻布置，這種布置方式提高了外墻和窗下部的溫度，減少了對(duì)人體的冷輻射，因而提高了房間的熱舒適性。此外，散熱器布置在外窗下少占用室內(nèi)使用面積并能阻止?jié)B入室內(nèi)的空氣形成下降的冷氣流，房間貼地面板處的空氣溫度較高。圖35（a）、（b）表示了散熱器沿外墻布置時(shí)的氣流循環(huán),2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),16,散熱器布置,散熱器的布置 （a） （b） 圖34散熱器在室

7、內(nèi)的平面布置 （a）置于外墻下； （b）置于內(nèi)墻下,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),17,3.2.1 散熱器,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),18,散熱器的布置,散熱器也可以如圖34（b），靠?jī)?nèi)墻布置。其優(yōu)點(diǎn)是某些場(chǎng)合下可減少管路系統(tǒng)的長(zhǎng)度。其缺點(diǎn)是沿人經(jīng)常活動(dòng)的房間地面流動(dòng)的空氣溫度較低（見(jiàn)圖35（c），降低舒適度；占用室內(nèi)使用面積，影響家具及其它設(shè)施的布置；天長(zhǎng)日久散熱器上升氣流中所含微塵附著于內(nèi)墻表面，影響美觀。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),19,散熱器的布置,散熱器的布置 （a） （b） 圖34散熱器在室內(nèi)的平面布置 （a）置于外墻下； （b）置于內(nèi)墻下,2020

8、/10/7,第三章 全水系統(tǒng),20,3.2.1 散熱器,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),21,散熱器的布置,樓梯間的散熱器應(yīng)盡量布置在底層及下部各層。 不能置于兩道外門之間，樓梯間底層等有凍結(jié)危險(xiǎn)處的散熱器應(yīng)遠(yuǎn)離外門。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),22,散熱器的布置,散熱器的布置 散熱器一般應(yīng)明裝，裝修要求較高時(shí)暗裝。幼兒園等場(chǎng)所應(yīng)暗裝。 在垂直單管或雙管系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接。走廊衛(wèi)生間等輔助間的散熱器可與相鄰房間的散熱器串聯(lián)。串聯(lián)散熱器串聯(lián)管的管徑可以與散熱器接口口徑相同（一般為D11/4”)。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),23,散熱器的布置,2

9、020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),24,散熱器的布置,散熱器的布置 鑄鐵散熱器的片數(shù)不宜超過(guò)下列數(shù)值： 二柱（M132）-20 四柱-25 長(zhǎng)翼-7,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),25,散熱器的計(jì)算,例題2-1,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),26,鋼制輻射板,輻射傳熱為主，使室內(nèi)有足夠的輻射強(qiáng)度，達(dá)到供暖的目的。也稱為中溫輻射供暖系統(tǒng)。（板面平均溫度80-200度）。主要應(yīng)用于工業(yè)廠房，尤其是高大的工業(yè)廠房及體育館等民用建筑。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),27,鋼制輻射板設(shè)計(jì)與安裝,實(shí)驗(yàn)表明，適當(dāng)?shù)妮椛鋸?qiáng)度下，即使室內(nèi)空氣溫度比采用散熱器采暖的室溫低2-3度，人們?nèi)?/p>

10、然無(wú)冷感。因此對(duì)于輻射采暖的房間，其設(shè)計(jì)熱負(fù)荷可以相應(yīng)的降低。 在工程設(shè)計(jì)中一般可以用對(duì)流計(jì)算的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷乘以一個(gè)0.8-0.9的系數(shù)確定。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),28,鋼制輻射板設(shè)計(jì)與安裝,安裝方式：水平、傾斜、垂直安裝。 安裝的高度通常不宜安裝的過(guò)高。過(guò)高導(dǎo)致外墻吸收散熱。過(guò)低影響舒適性。最低安裝高度根據(jù)附錄2-7計(jì)算。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),29,低溫?zé)崴匕遢椛涔┡?1邊角保溫材料；2塑料卡釘；3膨脹縫4加熱管材；5地面層； 6找平層；7豆石混凝土層；8復(fù)合保溫層；9結(jié)構(gòu)層,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),30,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng)

11、,31,暖風(fēng)機(jī),暖風(fēng)機(jī)是由通風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和空氣換熱器組合而成的采暖機(jī)組。使用時(shí)直接安裝在采暖房間內(nèi)。在風(fēng)機(jī)作用下，室內(nèi)空氣由吸風(fēng)口進(jìn)入機(jī)組，流經(jīng)空氣換熱器被加熱，從出風(fēng)口送入室內(nèi)，并造成室內(nèi)空氣循環(huán)。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),32,暖風(fēng)機(jī),暖風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)有軸流式和離心式兩種，軸流式風(fēng)機(jī)常用于小型機(jī)組，離心式風(fēng)機(jī)常用于大型機(jī)組。暖風(fēng)機(jī)所用熱媒可以為水和蒸汽,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),33,暖風(fēng)機(jī),暖風(fēng)機(jī)供采的優(yōu)點(diǎn)是供熱量大，占地小，啟動(dòng)快，能迅速提高室溫。缺點(diǎn)是暖風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)有噪聲，熱空氣溫度較低（低于35）時(shí)有吹冷風(fēng)的不舒適感。如全部采用室內(nèi)循環(huán)空氣時(shí)，不能改善室內(nèi)

12、空氣質(zhì)量。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),34,3.2.2 暖風(fēng)機(jī),2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),35,3.2.2 暖風(fēng)機(jī),2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),36,暖風(fēng)機(jī),用暖風(fēng)機(jī)采暖有兩種方案。一種方案是暖風(fēng)機(jī)供給全部采暖耗熱量，適用于氣候比較溫暖的地方；另一種方案是暖風(fēng)機(jī)供給部分采暖耗熱量，用散熱器采暖系統(tǒng)維持最低室內(nèi)溫度（一般不得低于5，稱為值班采暖），其余熱量由暖風(fēng)機(jī)供給。后一方案的優(yōu)點(diǎn)是非工作時(shí)間可以不開啟暖風(fēng)機(jī)，節(jié)省電能和熱能，不需要管理。正常使用時(shí)間開啟暖風(fēng)機(jī)可迅速提高室溫。暖風(fēng)機(jī)提供的供熱量為采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷扣除值班采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供熱量。,2020/10/7,

13、第三章 全水系統(tǒng),37,暖風(fēng)機(jī),設(shè)計(jì)暖風(fēng)機(jī)采暖系統(tǒng)時(shí)，主要是確定暖風(fēng)機(jī)的型號(hào)、臺(tái)數(shù)及布置方案。 當(dāng)空間較大時(shí)，為了使供暖場(chǎng)所室內(nèi)溫度和氣流分布均勻，可選兩臺(tái)以上同型號(hào)的暖風(fēng)機(jī)。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),38,暖風(fēng)機(jī),暖風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)n可用下式計(jì)算： （33） 式中： 要求暖風(fēng)機(jī)提供的采暖熱 負(fù)荷， W； 選擇暖風(fēng)機(jī)的富裕系數(shù)，取 n =1.21.3； q 單臺(tái)暖風(fēng)機(jī)的實(shí)際散熱量， W。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),39,暖風(fēng)機(jī),在產(chǎn)品樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)中查到暖風(fēng)機(jī)的性能（在一定熱媒參數(shù)下的散熱量、送風(fēng)量、出口風(fēng)速和溫度等）數(shù)據(jù)。產(chǎn)品樣本中給出進(jìn)口空氣溫度為15時(shí)的暖風(fēng)機(jī)供熱量，

14、若進(jìn)口空氣溫度不等于15時(shí)，用下式進(jìn)行修正： （tmti）/（tm15） （34）,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),40,暖風(fēng)機(jī),（tmti）/（tm15） （34） 式中： 產(chǎn)品樣本中提供的暖風(fēng)機(jī)供 熱量，W/臺(tái)； tm 暖風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口熱媒平均 溫度， ； ti 設(shè)計(jì)條件下的機(jī)組進(jìn)風(fēng)溫 度，一般可取室內(nèi)溫度， 。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),41,暖風(fēng)機(jī),暖風(fēng)機(jī)的送風(fēng)溫度不宜低于35，以免有吹冷風(fēng)的感覺(jué)；不得高于70，以免熱射流上升，不利于有效利用。室內(nèi)空氣循環(huán)次數(shù)，每小時(shí)不宜小于1.5次。每臺(tái)暖風(fēng)機(jī)的熱媒進(jìn)出口應(yīng)設(shè)閥門（蒸汽為熱媒時(shí)，還應(yīng)在出口設(shè)疏水器），以便調(diào)節(jié)、維修和管理。,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),42,暖風(fēng)機(jī),在生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)布置暖風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮車間的幾何形狀、工作區(qū)域、工藝設(shè)備的位置，以及暖風(fēng)機(jī)氣流作用范圍等因素。暖風(fēng)機(jī)平面布置時(shí)盡可能使室內(nèi)氣流分布合理、溫度均勻，NC型小型機(jī)組可采用圖37所示的布置方案，懸掛在墻上、柱上、梁下,2020/10/7,第三章 全水系統(tǒng),43,（a）為直吹，用于小跨度廠房，暖風(fēng)機(jī)掛于內(nèi)墻，向外墻方向送風(fēng)。（b）、（c）用于大跨度或多跨廠房。（b）為斜吹，將暖風(fēng)機(jī)掛