大厦分户采暖和换热站设计书

1 大厦分户采暖和换热站设计书 计题目 计原始资料 (1) (2) 2m 。 (3)季供暖室外计算温度为 。 (4)65 /45 。 (5) a）建筑平面图及剖面图 ； b）楼顶 大样图、外墙构造及门窗规格表 ； 楼顶大 样图如下： 图 1顶大样图 传热系数： K=( )W m C ; 层厚 120； 2. 保温层为 100 聚苯板 ； 43215 2 00 厚的锅炉灰渣； 4. 保护层 30 厚的水泥沙浆； 5防水层 5 厚卷材。 1）墙体构造： （ 1）普通外墙： 图 1墙大样图 传热系数： K=( )W m C ; 墙体的构造是外为 20为 20，中间为 370 （ 2）玻璃外墙： 一楼前庭部分为 200的玻璃钢外墙；其传热系数为 ( )W m C 。 2）门窗尺寸： 门尺寸为：高度为 ，宽度见平面图； 其材料为 200的玻璃钢外门，传热系数为： ( )W m C 。 窗尺寸为：高度为 ，宽度见平面图。 采用的是塑钢中空玻璃窗，两边各为 5间为 12的中空平流层，传热系数为 ( )W m C 。 203 7 020 3 第二章 供暖系统热负荷计算 计气象资料 筑物所在地的相关气象资料 查 实用供热空调设计手册，以下简称供热手册及供热工程。 (1)、冬季室外计算温度的确定。 采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证 5 天的日平均温度，主要用于计算采暖设计热负荷。 在采暖热负荷计算中，如何确定室外计算温度是非常重要的。单纯从技术观点来看，采暖系统的最大出力，恰好等于当地出现最冷天气时所需要的冷负荷，是最理想的，但这往往同采暖系统的经济性相违背。从气象资料中就可以看出，最冷的天气并不是每年都会出现。如果采暖 设备是根据历年最不利条件选择的，即把室外计算温度定得过低，那么，在采暖运行期的绝大多数时间里，会显得设计能力富余过多，造成浪费；反之，如果把室外计算温度定得过高，则在较长的时间内不能保证必要的室内温度，达不到采暖的目的和要求。因此，正确地确定和合理的采用采暖室外计算温度是一个技术与经济统一的问题。采暖通风与空气调节设计规范 001 9下简称设计规范 )所规定的采暖室外计算温度 t 适用于连续采暖或间歇时间较短的采暖系统的热负荷计算。 (2)、冬季室外平均风速 冬季室外平均风速应采用累 年最冷 3 个月各月平均风速的平均值，“累年最冷 3 个月”，系指累年逐月平均气温最低的 3 个月，主要用来计算风力附加耗热量和冷风渗透耗热量 。 (3)、冬季主导风向 冬季“主导风向”即为“虽多风向”，采用的是累年最冷 3 个月平均频率最高的风向， 4 风向的频率指在一个观测周期内，某风向出现的次数占总数的百分数，主要用来计算冷风渗透耗热量。用四个字母 别表示东南西北四个方向，其它方位用这四个字母组合表示风的吹向，即风从外面刮来的方向。当风速小于 0. 3 米秒时，用字母 c 来表示，各地区冬季主导风向可参见供热手册，如济 南的主导为 向 为 东北东风 。 (4)、冬季日照率 冬季 率 (冬季日照百分率 )，采用历年最冷 3 个月平均日照率的平均值，系指在一个观测周期 (全月 )内，实测日照总时数占可照总时数的百分率，用来确定朝向修正率。 理的确定采暖设计热负荷 （ 1） 仔细分析对局部有影响的因素，对能影响到局部房间的各项因素和数据应仔细分析，勿使不遗漏，并且做充分的估计。例如，不同朝向的太阳辐射热的扣除量、传给相邻冷房间 (如温度较低的楼梯问等 )的热量计算，特别是经外门渗透进来的冷空气量等，都应尽量考虑周全。 （ 2）在管理上应尽量采 取减少冷空气渗透措施，对冷空气的处理，首先立足于堵漏，使渗漏的冷空气量减少到最低程度，例如安装门斗、糊窗缝等。这对节约燃料、合理使用采暖设备以及提高室内温度的均匀性等是有效的。 据的取舍 计算各部分围护结构耗热量时取整数，每一房间的耗热量取到 10w，传热系数取小数点后 2 位，面积取小数点后 1 位。 根据建筑物所在城市 济南市 。 5 表 2南 的气象资料如下： 省份 山东 设计用室外气象参数 单位 济南 拔海高度 m 年大气压 00813 采暖室外计算温度 季通风室外计算温度 季空气调节室外计算温度 季空气调节室外计算相对湿度 45 冬季室外平均风速 m/s 季室外最多风向的平均风速 m/s 季最多风向 季最多风向的频率 18 年最多风向 最多风向的频率 15 冬季室外大气压力 01853 冬季日照百分率 53 设计计算用采暖期日数 日 100 设计计算用采暖期初日 11 月 26 日 设计计算用采暖期终日 3 月 5 日 极端最低温度 端最高温度 护结构的热工性能 工的性能校核必要性 供暖系统设计时对其建筑热工提出如下要求： 实施供暖设计，在本着节能的基础上，使室温达到用户要求值；如果室温达不到设计值，相对湿度大时易产生结露现象；采暖不足时经常发生，墙面结露产生的黑色霉斑严重影响了住户的室内环境，破环装修，应加以避免，当设计供暖系统时对其建筑热工 6 提出如下要求： (1)用建筑节能设计标准及地方 标准民用建筑节能设计标准实施细则的要求。经计算表明，对于“节能型建筑”如供暖有间歇，并不致使外墙内表面结露。 (2)用建筑热工设计规范第 及现行采暖通风与空气调节设计规范中第 围护结构最小热阻值的要求。 由以上分析可见，有必要对外墙，内墙，及屋顶进行热工性能的校核。 根据房间用途确定供暖计算温度如下： 1、门厅 16； 2、走廊 16； 3、卫生间 20； 4、 商店营业厅 18； 5、 办公室 20； 6、居民住房 20。 护结构的传热系数的计算 外门： ( )W m C ； 外窗： ( )W m C ； 外墙： 墙的组成： 20的水泥沙浆 ； 370的砖墙； 20的石灰抹灰层。 墙的传热系 数 由下式求出： 7 1 111in i （ 2 式中：n 围护结构内表面的换热系数， 2/ ( )W m C ； i 围 护结构各层材料的导热系数 ， 2/ ( )W m C ； w 围护结构外表面的换热系数， 2/ ( )W m C ； i 围护结 构各层的厚度， m。 其中：n=( )W m C ； w=( )W m C 。 由式（ 2： 37墙：37K=( )W m C 。 屋面： 层厚 120； = ( )W m C ； 2. 保温层为 100聚苯板 ； = ( )W m C ； 00厚的锅炉灰渣； = ( )W m C ； 4. 保护层 30厚的水泥沙浆； = ( )W m C ； 5防水层 5厚卷材； = ( )W m C 。 其中：w= ( )W m C 。 由式 (2得出： ( )W m C 。 核围护结构传热热阻是否满足最小传热热阻的要求 围护结构 的最大允许传热系数 (为了同时满足人们热工和卫生方面的要求，在稳定传热条件下可得出围护结构的最大传热系数和最小传热热阻，建筑物围护结构采用的传热阻值。应大于最小传热阻。 8 （ 1） 校核外墙最小传热热阻 1) 外墙组成 370墙， = ( )W m C ； 内外各抹灰 20 ， = ( )W m C ； 围护结构的传热热阻 率 : 1 011in i （ 2 = 1 0 . 0 2 0 . 3 7 0 . 0 2 18 . 7 0 . 8 7 0 . 8 1 0 . 8 7 1 8 . 6= ( )W m C K=01R= ( )W m C 2) 结构的最小传热热阻 确定维护结构的热惰性指标 D； 1 1 1 12n n n i i i i R (2式中： 各层材料的传热热阻， 2 /m k w ； 各层材料的蓄热系数， 2/w m k ； 各种 材料的比热， 0/J ； i 各种 材料的密度， 3/Kg m ； i 各 种材料的导热系数 ， / ( )W m C ； Z 温度波动周期，一般取 24h=86400s。 则外墙 0 . 3 7 2 1 0 5 0 1 8 0 0 0 . 8 1 0 . 0 2 2 1 0 5 0 1 7 0 0 0 . 8 7 0 . 0 2 2 1 0 5 0 1 8 0 0 0 . 9 30 . 8 1 8 6 4 0 0 0 . 8 7 8 6 4 0 0 0 . 9 3 8 6 4 0 0D =围护结构属于 中 型结构 ( 型 ) 9 同理算出屋顶的 D 值为 于 型。 最小传热阻： 1 .0 m i n ()n n w t (2式中 ：0 围护结构的最小传热热阻 ， 2 / W ； 围护结构内表面的传热热阻 型 ， 2 / W ； 围护结构冬季室外计算温度 . m i 6 0 . 4w e t t 其中 ： 累年最低日平均温度， 则 . m i 6 0 . 4w e t t =（ +（ = 其中：2 / W ； 允许温差 , 其中：6.0 a 围护结构温差修正系数 。 其中： 对于外墙、平屋顶及直接接触室外空气的楼板 ， a =查得的数据代入式 (2 : 02 / W 该围护结构的实际传热热阻0 满足规定 。 同理及算得屋顶的即满足要求。 间热负荷计算 计算房间的采暖热负荷 10 (1)将房间编号（已编号完毕，见 ）； (2)根据房间的不同用途，来确定房间的室内计算温度； (3)计算或查出有关围护结构的传热系数，计算出其面积； (4)确定温差修正系数， (见表 2 (5)计算出各部分围护结构的基本耗热量； (6)校核围护结构热阻是否大于最小热阻； (7)计算出房间的热负荷。 表 2护结构的温差正系数 序 号 围 护 结 构 特 征 1 外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等 闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（ 1 6 层建筑） 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（ 7 30 层建筑） 非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时 非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时 非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时 与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙 与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙 0 伸缩缝墙、沉降缝墙 供暖系统的设计 热负荷 利用下 式 计算： 1 1 1 2 3 Q Q Q (2 式中 ： 1 围护结构的基本耗热量， W； 1 围 护结构的附加 (修正 )耗热量， W； 2Q 冷风渗透耗热量， W； 11 3Q 冷风侵入耗热量， W； Q 供暖总耗热量， W。 护结构的基本耗热量 在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化。对室内温度容许有一定的波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基本满足要求。建筑物围护结构的耗热量，包括基本耗热量和附加耗热量两部分。基本耗热量是通过房间个部分围护结构（墙，屋顶，地面、门、窗等），由于室内外空气的温度差，从室内 传向室外的热量。附加耗热量是对于围护结构的朝向、风力、气象条件等不同，对基本耗热量的修正。而围护结构的基本耗热量是房间的得热量与失热量的总和。 按照下式计算： 1 () F t t a(2 式中 ： K 围护结构的传热系数， 20/w m C ； F 围护结构的面积 ， 2m ； a 围护结构的温差修正系数 ； 冬季室内计算温度， 0C ； 供暖室外计算温度， 0C 。 护结构的附加耗热量 围护结构的基本耗热量是在稳定条件下计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建 筑物因素等各种影响而有所增减。所以要对房间围护结构的基本耗热量进行修正。修正后的耗热量即为附加耗热量。通常按基本耗热量的百分率计算。包括朝向修正，风力附加和高度附加等。基本耗热量还不是建筑物围护结构的全部耗热量，因为建筑物围护结构的耗热量还与它所处的地理位置及它的形状等因素 (如朝向、风速、高度等 )有关， 12 这些因素在计算它的基本耗热量时并没有考虑进去。在附加耗热量中，应按其占基本耗热量的百分率确定。 (1)朝向修正耗热量 朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射而对外围护结构传热损失的修正。 (a)不同朝向的围护 结构所得的太阳辐射热是不同的，如为连续采暖时，朝向修正率应按设计规范规定的数值选用，可参见供热手册。 (b)考虑到我国幅员辽阔，各地实际情况比较复杂，影响因素很多，南北向房间耗热量客观存在一定的差异 (10 30左右 )，以及北向房间由于接受不到太阳直射作用而使人们的实感温度低 (约差 2 )。而且墙体的干燥程度北向也比南向差。为使南北向房间在整个采暖期均能维持大体均衡的温度，规定了附加的范围值，对日照率较大的地区取偏大的数值。 (c)需要减少 (或附加 )的耗热量等于垂直的外围结构 (门、窗、外墙及屋顶 的垂直部分 )基本耗热量乘以相应的朝向修正率。垂直外围护结构名称前的朝向直接查 。 (d)建筑物被遮挡时不进行朝向修正，此要了解所设计建筑物的周边环境。 朝向修正耗热量的修正 率 为： 东： ； 西： ； 南： ； 北： 1 0 。 （ 2）风力附加耗热量 风力附加是考虑室外风速变化而对外围结构传热耗热量的修正。设计规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加 ， 只对 建 筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构附加 5 10。 13 风力附加率，是指在采暖耗热量计算中，基于较大的室外风速会引起围护结构外表面换热系数增大即大于 23w/( )而增加的附加系数。由于我国大部份地区冬季平均风速不大，一般为 23m/s，仅个别地区大于 5m/s，影响不大，为简化计算起见，一般建筑物不必考虑风力附加，仅对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数做了规定。 (3)高度附加耗热量 民用建筑和工业企业辅助建筑 (楼梯间除外 )的高度附加率，房间高度大于 4m 时，每高出 附加 2，但总的附加率不应大于 15。 高度附加率，是基于房间高度大于 4m 时，由于竖向温度梯度的影响导致上部空间及围护结构的耗热量增大而加的附加系数。由于围护结构耗热作用等影响，房间竖向温度的分布并不总是逐步升高的因此对高度附加率的上限值做了不应大于 15的限制。 对于多层建筑物楼梯间的耗热量计算不考虑高度附加，因为楼梯间的空气和各楼层相通，只是在布置散热器时，尽量放在底层。这就已考虑竖向温度梯度了。 注意： 高度附 加率，应附加于围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量上。 (4)对公用建筑，当房间有两面及两面以上外墙时，将外墙、窗、们的基本耗热增加5。 (5)窗墙面积比超过 1： l 时，对窗的基本耗热附加 10。 (6)间隙附加：当建筑不要求全天维持设计室温，而允许定时降低室内温度时，采暖系统可按间歇采暧设计。此时除上述各项附加外，将基本耗热附加以下百分数： 仅百天采暖者 (例如办公楼、教学楼等 )， 20； 不经常使用者 (例如礼堂等 )， 30。 风渗透耗热量 在风压和热压的作用下，室外的冷空气通 过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。 14 当未对采暖房间的门、窗缝隙采取密封措施时，冷空气就会通过门、窗缝隙渗入到室内，把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。 公 式 如下： 2 0 . 2 7 8 ( )k n p w n wQ n v c t t (2式中： 房间内部体积， 3m ； 房间的换气次 数，次 /h； w 采暖室外计算温度下的空气密度 ( 3/Kg m )； 采暖室内计算温度 (0C )； 采暖室外计算温度 (0C )。 以按下表选用： 表 2算换气次数 房间外墙暴露情况 一面又外墙或外门 1/4 2/3 两面有外墙或外门 1/2 1 三面有外墙外门 1 厅 2 V 的确定： L （ 2 式中： V 房间体积 ( )； K 换气次数 (次 h)。 风侵入耗热量 在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为侵入耗热量。 15 按照下列公 式 计算： 31Q（ 2 式中： 1 外门的基本耗热量， W； 3Q 冷风侵入 耗热量， W； N 考虑冷风侵入的外门附加 3率 。 表 2门附加率 N 值 外门布置状况 附加率 一道门 65n% 两道门（ 有 门斗） 80n% 三道门 60n% 供暖建筑和生产厂房的主要出口 500% 注： n 建筑物的楼层数。 下面 以 102 房间为例计算房间的耗热量： (1) 维护结构基本耗热量： 西外墙 1 () F t t a= 1） （ 20+7） 2011W 高度修正为 向修正 则修正后的耗热量为 1Q =1951W 西外窗 2 () F t t a=( ( (20+7) 139W 16 高度修正为 向修正为 则修 正后的耗热量为 2Q=135W 南外墙 3 () F t t a=31 27 1276W 高度修正为 向修正为 则修正后的耗热量为 3Q=983W 南外窗 4 () F t t a=( ( 27 =67W 高度修正为 向修正为 则修正后的耗热量为 4Q=53W 通过楼板的耗热量： 以知地下车库的温度为 12 C ，传热系数为 ( )W m C 面积为 59 2m 。 5 () F t t a=59 (20=1147W 17 所以维护结构的基本耗热量为： 1 2 3 4 5Q Q Q Q Q Q =1951+135+983+53+1147 =4269W (2)冷风渗透耗热量的计算： 0 . 2 7 8 ( )k n p w n wQ n V c t t 西外窗的 冷风渗透耗热量 为： 其中 .5，2 44 w= 则 Q =540W 同理计算南外窗为 426W 则 Q总=540+426 =966W (3) 102 房间的采暖热负荷为： Q总+Q总=4269+966 =5235W 其余各房间的负荷见负荷汇总表 （附录 ）。 经算得该建筑的面积热指标为： 32 2/ 18 第三章 散热 片 的选择与计算 统形式的选择与确定 供选择的系统形式 （ 1） 按系统循环动力的不同，可分为重力循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统， 称重力循环 系统。 （ 2） 靠机械（水泵）力进行循环的系统，称机械循环系统。机械循环热水供暖系统常用的几种型式： 表 3暖系统型式表 序号 型式名称 适用范围 特点 1 双管上供下回式 室温有调节要求的四层 以下建筑 1、 常用的双管系统做法 2、 排气方便 3、 室温可调节 4、 易产生垂直失调 2 双管下供下回式 室温有调节要求且顶层不能敷设干管时的四层以下建筑 1、 缓和了上供下回式系统的垂直失调象 2、 安装供回水干管需设置地沟 3、 室内无供水干管，顶层房间美观 3 双管中供式 顶层供水干管无法敷设或边施工边使用的建筑 1、 可解决一般供水干管挡 窗问题 2、 解决垂直失调比上供下回有利 3、对楼层扩建有利，排气不利 4 双管下供上回式 热媒为高温水，室温有调节要 求的四层以下建筑 1、 解决垂直失调有利 2、 排气方便，能适应高温水热媒，可降低散热器表面温度 3、降低散热器传热系数，浪费散热器 5 垂直单管顺流式 一般多层建筑 1、 常用的一般单管系统做法 2、水力稳定性好，排气方便，安装构造简单 19 续表 3 垂直单管双线式 顶层无法敷设供水干管 的多层建筑 1、 当热媒为高温水时可降低散热器表面温度 2、排气阀的安装必须正确 7 垂直单管下供上回式 热媒为高温水的多层建筑 1、 降低散热器的表面温度 2、降低散热器传热量、浪费散热器 8 垂直单管上供中回式 不易设置地沟的多层建筑 1、 节约地沟造价，系统泄水不方便 2、影响室内底层房屋美观，排气不便，检修方便 9 垂直单管三通阀跨越式 多层建筑和高层建筑 1、可解决建筑层数过多垂直失调的 问题 10 单双管式 八层建筑以上 1、 避免垂直失调现象产生 2、 可解决散热器立管管径过大的问题 3、 克服单管系统不能调节的问题 12 水平单管串联式 单层建筑或不能敷设立管的多层建筑 1、 常用的水平串联系统，经济、美观、安装简便 2、 散热器接口处易漏水，排气不便 13 水平单管跨越式 单层建筑串联散热器组数过多时 入口设换热装置造价高 14 分层式 高温水热源 1、入口设换热装置造价高 15 双水箱分层式 低温水热源 1、 管理较复杂 2、 采用开式水箱，空气进入系统，易腐蚀管道 下供下回是双管系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面，在设有地下室的建筑物，或在平屋顶建筑顶棚下难以布置供回水干管的场合，常采用下供下回式系统 20 （ 3）低温热水地板 辐射采暖 辐射采暖是利用建筑物内部顶面、墙面、地面或其他表面进行采暖的系统。辐射采暖主要靠辐射散热方式向房间供应热量，其辐射散热量站总散热量的 50以上。低温热水辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较高的采暖形式 。 合分户计量的采暖系统及方案分析 集中采暖按热量计量是我国发展的趋势，是建筑节能的一项基本措施。要实现供热采暖系统按实用热量计量收费，用户能自行调节室温并使室内温度保持用户要求的范围是采暖系统按热量分别计量供热的基础，即室内采暖系统必须具有计量功能和可调节性 。 （ 1）单管跨越式系统，散热器上设恒 温阀和蒸发式热量分配表，室外入口处设置总热量表。 这样就可保证加跨越管后散热量为原设计的 90%左右。在散热器入口处设恒温阀，使之根据室内负荷变化自动调节散热器水量，维持用户设定的室温，从而达到节能的目的。 （ 2）上供下回式双管系统，散热器上设恒温阀和蒸发式热分配表，室外入口设总热量表。散热器入口所设的恒温阀，不仅使系统具有可调节特性，而且解决了竖向水力失调问题。 （ 3）在单元楼梯间设管井，下供下回式双立管敷设其中，并向用户引出供、回水干管，每户入口设一户型热量表、锁闭阀，每组散热器上设恒温阀。下供下回双管式 系统每一户为一个分支系统，其阻力比一组散热器的阻力大很多，占本立管总阻力损失的分额较大，所以可以忽略因自然循环作用压力而导致的竖向水力失调。 （ 3）低温地板辐射采暖系统，便于分户热计量和控制。系统供、回水多为双管系统，可在每户的分水器前安装热量表进行分户热计量，还可通过调节分、集水器上的环路控制阀门，调节室温。用户还可采用自动温控装置。 21 案的确定 高度超过 30m 的建筑物，由于静压较大，不宜采用高温水供暖。 对高层建筑，可在垂直方向上分一至两个区，竖向分区。竖向分区应考虑散热器的承压能力、管材特性、室外管网压 力和系统水力计算的平衡情况，决定每区的极 限楼层数。根据经验值 高规中规定：一般高层建筑 高 于 50 米要分区，另外，双管系统最大的问题 垂直失调，楼层越多，重力作用的附加压力就越大，在不额外设阻力平衡元件条件下，应尽量减少在垂直方向上的失调，实现较好的阻力平衡，可以设置阻力较大的阀门来影响户内阻力，以实现系统水力平衡。 根据建筑物的特点和分户采暖热计量的要求，进行竖向分区；每区在管道井中设置共用立管，共用立管采用下供下回异程式双管系统；采用这种形式下供下回同程式相比较有很多优点：对于异程式来说上层循环环路长度 长阻力大，下层循环环路长度短阻力小，刚好抵消重力作用产生的上层大于下层的附加压力，减小垂直失调的问题。在户内采用水平散热器供暖系统。每户形成一个相对独立的循环环路，这种方式的优点可实现分户调节，热性舒适比较好，且户内系统的阻力较大，易于实现供暖系统的平衡和稳定 。 考虑到本设计建筑物的特点和业主对采暖形式的要求，本设计采用双管下供下回独立系统室内每个环路形成一个独立的系统以便于进行分户计量。由于楼层和建筑物高度等因素，本设计进行竖向分区。 热器的选用 采暖散热器是通过热媒将热源产生的热量传递给室内空气的一种 散热设备。散热器的内表面一侧是热媒，外表面一侧室内空气，当热媒温度高于室内空气温度时散热器的金属壁面就将热媒携带的热量传递给室内空气。 散热器的功能是将供暖系统的热媒所携带的热量，通过散热器避面传给房间。 22 热器的要求 (1) 热工性能方面的要求 散热器的传热系数越高，说明散热器散热性能越好。 (2) 经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少成本越低，其经济性越好。 (3) 安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械强度和承压能力，散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺 寸要小，少占房间面积和空间。 (4) 卫生和美观方面的要求 散热器外表光滑，不积灰易于清洗，散热器装设应影响房间美观。 使用寿命要求散热器应不易于被腐蚀和破坏，使用年限长。 随着我国能源政策的改变和生活水平的不断提高，传统的铸铁散热器由于生产过程的高污染、低效率、劳动强度大、外观粗糙等原因，使用受到一定的限制。铜管铝翅片对流散热器，以较为完美的外观和可以拆、装的外罩，在保障了散热器的使用效果的同时，又解决了散热器外观和清扫的问题，同时也起到了防护的作用。钢制、铝制散热器等由于生产过程污染小、效率高、劳动强度 低、散热器承压能力高、表面光滑易于清扫、外形美观且形式多样，既可满足产品的使用要求，又可起到一定的装饰作用。 热器的注意事项 (1)具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房问，应采用耐腐蚀的散热器。 (2)采用钢制散热器时，必须注意防腐问题。应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养。 (3)铝制散热器的腐蚀问题日益突出，造成的腐蚀主要是碱腐蚀，采用铝制散热器时应选用内防腐性铝制散热器，并满足产品对水质的要求。 (4)安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘 砂的铸铁等散热器。 23 (5)热水采暖系统选用散热器时，钢制散热器与铝制散热器不应在同 一 热水采暖系统中使用。 热器的类型比较 散热器按制造材质的不同分为铸铁、钢制、铝质和其他材质散热器；按结构形式的不同分为柱型、翼型、管型和板型散热器；按传热方式的不同分为对流型 (对流散热量占总散热量的 60以上 )和辐射型 (辐射散热量占总散热量的 50以上 )散热器。 1、铸铁散热器常用的铸铁散热器有柱型和翼型两种形式。 (1)翼型散热器：翼型散热器又分为长翼型和圆冀型两种。 翼型散热器制造工艺简单，造价较低，但金属耗 量大，传热性能不如柱型散热器，外型不美观，不易恰好组成所需面积，翼型散热器现已逐渐被柱型散热器取代。 (2)柱型散热器：柱型散热器是单片的柱状连通体，每片各有几个中空的立柱相互连通，可根据散热面积的需要，把各个单片组对成一组。 柱型散热器常用的有二柱 、二柱 700 型和四柱 640 型等。 M 132 型散热器的宽度是 132 边为柱状中间有波浪形的纵向肋片。 四柱散热器的规格以高度表示，如四柱 640 型，其高度为 640 拄散热器有带足片和不带足片两种片形，可将带足片作为端片，不带足片作为中间 片，组对成一组，直接落地安装。 柱型散热器传热系数高，散出同样热量时金属耗量少易消除积灰，外形也比较美观。每片散热面积少，易组成所需散热面积。 铸铁散热器是目前应用最广泛的散热器，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，但其金属耗量大，承压能力低，制造、安装和运转劳动繁重。在有些安装了热量表和恒温阀的热水采暖系统中，普通方法生产的铸铁散热器。内壁常有“粘砂”现象，易于造成热量表和恒温阀的堵塞，使系统不能正常运行。因此规范规定：安装热量表 24 和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内古有粘砂的散热器，这就对铸 铁散热器内腔的清砂工艺提出了特殊要求，应采取可靠的质量控制措施。目前我国已有了内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器，美观漂亮，档次高，完全可用于分户热计量系统中。 2钢制散热器 (1)闭式钢串片式：闭式钢串片式散热器由钢管、钢片、联箱及管接头组成。钢片串在钢管外面，两端折边 90 度形成封闭的竖直空气通道，具有较强的对流散热能力。但使用时间较长会出现串片与钢管连接不紧或松动，影响传热效果。其规格常用高 x 宽表示，如图中的 240 100 型和 300 80 型。 (2)板型散热器：由面板、背板、进出口接 头、放水门固定套及上下支架组成。面板、背板多用 1.5 的冷轧钢板冲压成型，其流通断面呈圆弧形或梯形，背板有带对流片的和不带对流片的两种规格。 (3)钢制柱型散热器：其结构形式与铸铁柱型相似，它是用 的冷轧钢板经冲压加工焊制而成。 (4)扁管散热器：这种散热器是由数根 50 11 1 5 x 高 x 厚 )的矩形扁管叠加焊接在一起，两端加上连箱制成的。高度有三种规格： 416 根 )、 5200根 )和 6242 根 )。长度有 600 2000 200位的八种规格。 扁管散热器的板形有单板、双板、单板带对流片、双板带对流片 4 种形式。单、双板扁管散热器两面均为光板，板面温度较高，有较多的辐射热。带对流片的单、双板扁管散热器在对流片内形成空气流通通道，除辐射散热量外，还有大量的对流散热量。 (5)钢制光面管散热器：又叫光排管散热器，是在现场或工厂用钢管焊接而成的。因其耗钢量大，造价高，外形尺寸大，不美观，一般只用在工业厂房内。 钢制散热器与铸铁散热器相比有如下特点： 25 1)金属耗量少。钢制散热器多由薄钢板压制焊接而成，散出同样热量时，金属耗量少而且重量轻。 2)承压能力高。普通铸铁散热器的承压能力一般在 中带稀土的灰口散热器工作压力可达到 至达到 而钢制板型和柱型散热器的工作压力一般可达 串片式散热器承压能力可达 3)外形美观整洁，规格尺寸多，少占有效空间和使用面积，便于布置。 4)除钢制柱型散热器外，其他钢制散热器的水容量少，持续散热能力低，热稳定性差，供水温度偏低而又间歇采暖时，散热效果会明显降低。 5)钢制散热器易腐蚀，使用寿命短。热水采暖系统使用钢制散热器时，给水必须除氧，应控制系统水质和系统补水水质的溶解氧小于或等 ；水温 250C 时 应为：给水 7，锅水 10 12 之间。因蒸汽系统的含氧量、 不宜控制，所以蒸汽采暖系不应使用钢制散热器。对有酸、碱腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间也不宜设置钢制散热器。使用钢制散热器的系统非工作时间宜满水养护。系统应尽量采用封闭的循环系统。必要时，可采用低位胶囊式密闭定压膨胀罐解决系统的定压和膨胀问题。因钢制散热器易腐蚀 ，对水质要求高，使用寿命短，钢制板式散热器在我国已基本上不采用。水道为钢管类的钢制散热器，因其壁厚尚有一定市场。 3、铝制散热器铝制散热器的材质为耐腐蚀的铝合金，经过特殊的内防腐处理，采用焊接连接形式加工而成。铝制散热器重量轻，热工性能好，承压能力高，使用寿命长，其外形美观大方，造型多变，可做到采暖、装饰合二为一。使用时应注意产品对水质的要求。 铝制散热器每柱的长度可以有很多数值，不宜限定，可根据用户要求任意改变宽度和长度。为了不同产品单柱长度的控制与对比，常采用名义散热量的方法确定其散热量，即以进检样片测 得的标准散热量为基础，折算为长度 L=1000标准散热量，即名义 26 散热量。 采用铝制散热器时，应选用内防腐型散热器，并应满足产品对水质的要求。散热器内腔应严格按涂装工艺要求由机械程序化操作，以防止简易手工操作的不稳定性。应采用可靠的覆膜涂层或其他物理保护措施，以保证散热器长期稳定地工作。目前的铜铝复合、钢铝复合、不锈钢铝复合等均是可靠的手段，但散热器的水道部分已与全铝散热器不同了。 铝制散热器与系统采用螺纹连接时，需采用配套的专用非金属或不发生电化学腐蚀的金属管件或双金属复合管件，不得使用铝制螺纹直接与钢 管连接，散热器生产厂应配套供应专用连接件，否则施工中容易遗漏而造成腐蚀。 综上所述，本设计才用 列新型节能抗腐柱型散热器。 表 3列新型节能钢制柱型散热器的规格 规格型号 高度侧进出口中心距 度 距 容量 散热面积2 /m 片 工作压力 50 900 140 50 407 1 0 热器的计算 热器的计算 考虑到系统本身的承压能力，本设计采用钢制散热器。 (1)、散热器散热面积的计算 散热面积的计算可按供热手册或教材中的计算公式进行计算。散热器内热媒平均温度 t 的确定 。 本课程设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同。 27 (2)、散热器片数的计算 散热器片数的计算可按下列步骤进行： 1) 利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积 (由于每组片未定，故先按 1计算 )； 2) 得出所需散热器总片数或总长度 H； 3) 确定房间内散热器的组数 m； 4) 将总片数 n 分成 m 组，得出每组片数 n，若均分则 n=n m(片组 )； 5) 对每组片数 n进行片数修正，乘以 b，即得到修正后的每组散热器片数，可根据下述原则进行取舍； (a) 对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过 m ； (b) 对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的 10。 热器数量的计算 1、计算公 式 1 1 2 3()p j t t (3式中 :F 散热器散热面积， 2m ； Q 采暖设计热负荷 ， W； 散热器内热媒平均温度， 0C ； 供暖室内计算 温度， 0C ； K 散热器的传热系数， 2/ oW m C ； 1 散热器组装片数修正系数； 2 散热器组 连接形式 修正系数； 3 散热器组 安装形式 修正系数 。 28 由于系统采 用的为 异 侧进出式，故2= 3= 计算散热器面积时，先取1=算出 F 后，求出总片数，然后再根据 片数修正系统的范围乘以1对应的值，其范围如下： 表 3片数修正系数 每组片数 20 1 外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的四柱 760 型散热器每组片数不超过 25 片。 在热水供暖系统中 ， ()2 (3式中 ： 散热器进水温度， 0C ； 散热器出水温度， 0C 。 2、散热器传热系数的计算 在设计条件下单位时间内散热器的散热量应等于房间需要的采暖设计热负荷。 ()nk a t t （ 3 式中 k 散热器的传热系数， 2/ ( )w m c ； a 、 b 试验结果整理得到的系数； a =b = 29 热器的计算实例 以 101 室为例计算： 0 . 2 8 9()2 . 5 ( 6 0 1 8 )7 . 6 5bp j nk a t t 散热器的散热面积： 1 2 3()333971 1 1 . 0 27 . 6 5 ( 6 0 1 8 )106p j t t 则散热器的片数为 106 2600 7n 根据房间的形状和面积分为 13 组。 每组的片数 1260 1 . 0 5 2 11 3 1 3 片 其余的列于表 3；其中三层散热器片数同二层，五到二十五层的散热器片数同四层。 30 表 3热器计算表 房间编号 房间热负荷 安装修正系数 连接修正系数 片数修正系数 散热器传热系数 散热器片数 101 33397 1 02 1 1 7 65 260 102 4943 1 02 1 1 7 26 43 104 1671 1 02 1 1 7 26 15 105 3343 1 02 1 1 7 26 29 106 1671 1 02 1 1 7 26 15 107 6950 1 02 1 1 7 26 60 108 3978 1 02 1 1 7 26 35 109 6984 1 02 1 1 7 26 61 110 10397 1 02 1 1 7 26 90 111 22422 1 02 1 1 7 65 184 201 16159 1 02 1 1 7 26 140 202 3271 1 02 1