供热工程课件-2PPT课件.ppt

第二章供暖系统的散热设备 散热设备的作用 供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分 它向房间散热以补充房间的热损失 保持室内要求的温度 散热设备向房间传热的方式 1 供暖系统的热媒 蒸汽或热水 通过散热设备的壁面 主要以对流传热方式 对流传热量大于辐射传热量 向房间传热 这种散热设备通称为散热器 1 第二章供暖系统的散热设备 2 供暖系统的热媒 蒸汽 热水 热空气 燃气或电热 通过散热设备的壁面 主要以辐射方式向房间传热 以辐射传热为主的供暖系统 称为辐射供暖系统 3 通过散热设备向房间输送比室内温度高的空气 直接向房间供热 利用热空气向房间供热的系统 称为热风供暖系统 2 第一节散热器 散热器的功能是将供暖系统的热媒 蒸汽或热水 所携带的热量 通过散热器壁面传给房间 对散热器的基本要求1 热工性能方面的要求2 经济方面的要求3 安装使用和工艺方面的要求4 卫生和美观方面的要求5 使用寿命的要求 3 第一节散热器 散热器的功能是将供暖系统的热媒 蒸汽或热水 所携带的热量 通过散热器壁面传给房间 对散热器的基本要求1 热工性能方面的要求散热器的传热系数K值越高 说明其散热性能越好 提高散热器的散热量 增大散热器传热系数的方法 可以采用增加外壁散热面积 在外壁上加肋片 提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径 4 对散热器的基本要求 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 q K Gq 散热器的金属热强度 K 散热器的传热系数 m2 G 散热器每1m2散热面积的质量 m2 5 对散热器的基本要求 q值越大 说明散出同样的热量所耗的金属量越小 这个指标可作为衡量同一材质散热器经济性的一个指标 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 散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求 6 对散热器的基本要求 4 卫生和美观方面的要求散热器外表光滑 不积灰和易于清扫 散热器的装设不应影响房间观感 5 使用寿命的要求散热器应不易于被腐蚀和破损 使用年限长 目前 国内生产的散热器种类繁多 按其制造材质 主要有铸铁 钢制散热器两大类 按其构造形式 主要分为柱型 翼型 管型 平板型等 7 一 铸铁散热器 铸铁散热器的特点优点 结构简单 防腐性好 使用寿命长以及热稳定性好的 缺点 其金属耗量大 金属热强度低于的钢制热器 我国目前应用较多的铸铁散热器有 一 翼型散热器 二 柱型散热器 8 一 翼型散热器 翼型散热器分类 1 圆翼型圆冀型散热器是一根内径75mm的管子 外面带有许多圆形肋片的铸件 管子两端配设法兰 可将数根组成平行叠置的散热器组 管子长度分750mm 1000mm 最高工作压力 对热媒为热水 水温低于150 Pb 0 6MPa 对蒸汽为热煤 Pb 0 4MPa 圆翼型型号标记为 TY0 75 6 4 和Tyl 0 6 4 9 10 一 翼型散热器 2 长翼型长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋片 外壳内部为一扁盒状空间 长冀型散热器的标准长度L分200mm 280mm两种 宽度B 115mm 同侧进出口中心距H1 505mm 高度H 600mm 长翼型型号标记分别相应为 TC0 28 5 4 俗称大60 和TC0 20 5 4 俗称小60 11 12 一 翼型散热器 翼型散热器的特点 制造工艺简单 长翼型的造价也较低 但翼型散热器的金属热强度和传热系数比较低 外形不美观 灰尘不易清扫 特别是它的单体散热量较大 设计选用时不易恰好组成所需的面积 因而目前不少设计单位 趋向不选用这种散热器 13 二 柱型散热器 柱型散热器的组成 柱型散热器是呈柱状的单片散热器 外表面光滑 每片并行几个中空的立柱相互连通 根据散热面积的需要 可把各个单片组装在一起形成一组散热器 14 我国目的常用的柱型散热器主要有 二柱型散热器和四柱型散热器 柱型散热器有带脚不带脚的两种片型 便于落地或挂墙安装 15 16 二 柱型散热器 国内散热器标准规定 柱型散热器有五种规格 相应型号标准记为TZ2 5 5 8 TZ4 3 5 8 TZ4 5 5 8 TZ4 6 5 8 TZ4 9 5 8 如标记TZ4 6 5 TZ4表示灰铸铁四柱型 6表示同侧进出口中心距为600mm 5表示最高工作压力0 5MPa 17 二 柱型散热器 柱型散热器与翼型散热器相比其金属热强度及传热系数高 外形美观 易清除积灰 容易组成所需的面积 因而它得到较广泛的应用 18 二 钢制散热器 目前我国生产的钢制散热器主要有下面几种型式 一 闭式钢串片对流散热器由钢管 钢片 联箱及管接头组成 闭式钢串片式散热器规格以高 宽表示 其长度可按设计要求制作 19 20 二 板型散热器由面板 背板 进出水口接头 放水门固定套及上下支架组成 背板有带对流片和不带对流片两种类型 国内散热器标准给出的规格尺寸见表2 1 21 22 23 二 钢制散热器 三 钢制柱型散热器其构造与铸铁柱型散热器相似 每片也有几个小空立柱 这种散热器是采用1 25 1 5mm厚冷轧钢板冲压延伸形成片状半柱型 将两片片状半柱型经压力滚捍复合成单片 单片之间经气体弧焊联接成散热器 24 25 二 钢制散热器 四 扁管型散热器组成 它是采用52 11 1 5 宽x高x厚 的水通路扁管叠加焊接在一起 型散热器外形尺是以52mm为基数 形成三种高度规格 4l6mm 8根 520mm 10根 和624mm 12根 长度 由600mm开始 以200mm进位至2000mm共八种规格 结构形式 单板 双板 单板带对流片和双板带对流片四种结构形式 26 27 钢制散热器与铸铁散热器相比 具有的特点 1 金属耗量少 钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成 金属热强度可达0 8 1 0W kg 而铸铁散热器的金属热强度 般仅为0 3W kg 左右 2 耐压强度高 铸铁散热器的承压能力一般Pb 0 4一0 5Mpa 钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达0 8Mpa 因此 从承压能力的角度来看 钢制散热器适用于高层建筑供暖和高温水供暖系统 28 钢制散热器与铸铁散热器相比 具有的特点 3 外形美观整洁 占地小 便于布置 如板型和扁管型散热器还可以在其外表面喷刷各种颜色的图案 与建筑和室内装饰相协调 钢制散热器其高度较低 扁管和板型散热器厚度薄 占地小 便于布置 4 除钢制柱型散热器外 钢制散热器的水容量较少 热稳定性差些 在供水温度偏低而又采用间歇供暖时 散热效果明显降低 29 5 钢制散热器的主要缺点是容易被腐蚀 使用寿命比铸铁散热器短 6 此外 在蒸汽供暖系统中不应采用钢制散热器 对具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间 不宜设置钢制散热器 30 二 钢制散热器 由于钢制散热器存在上述缺点 它的应用范围受到 定的限制 因此 铸铁柱型散热器仍是目前国内应用最广泛的散热器 31 三 光面管 排管 散热器 它是 种最简易的散热器 它是用钢管在现场或工厂焊接制成 它的主要缺点是耗钢量大也不美观一般只用于工业厂房 32 四 其它类型散热器 铝制散热器重量轻 外表美观 铝的辐射系数比铸铁和钢的小 为补偿其辐射放热的减小 外型上应采用措施以提高其对流散热量 陶瓷散热器混凝土板内嵌钢管的散热器型式塑料散热器 33 三 散热器的选用 设计选择散热器时 应符合下列原则性的规定 1 散热器的工作压力 当以热水为热媒时 不得超过制造厂规定的压力值 对高层建筑使用热水供暖时 首先要求保证承压能力 这对系统安全运行 至关重要 2 在民用建筑中 宜采用外形美观 易于清扫的散热器 3 在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房 应采用易于清扫的散热器 34 4 在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间 宜采用铸铁散热器 5 热水系统采用钢制散热器时 应采取必要的防腐措施 如表面喷涂 补给水除氧等措施 蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型 板型和扁管等散热器 35 第二节散热器的计算 散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数 一 散热面积的计算散热器散热面积F按下式计算 F Q K tpj tn 1 2 3 Q 散热器的散热量 W tpj 散热器内热媒平均温度 tn 供暖室内计算温度 36 K 散热器的传热系数 W 1 散热器组装片数修正系数 2 散热器连接形式修正系数 3 散热器安装形式修正系数 37 二 散热器内热媒平均温度tpj tpj的定义散热器内热媒平均温度tpj随供暖热媒 蒸汽或热水 参数和供暖系统形式而定 tpj的计算1 在热水供暖系统中 tpj为散热器进出口水温的算术平均值 tpj tsg tsh 2式中tsg 散热器进水温度 tsh 散热器出水温度 38 二 散热器内热媒平均温度tpj 对单管热水供暖系统 由于每组散热器的进 出口水温沿流动方向下降 所以每组散热气的进 出口水温必须逐一分别计算 见第下章 对双管热水供暖系统 散热器的进 出口温度分别按系统的设计供 回水温度计算 39 二 散热器内热媒平均温度tpj 2 在蒸汽供暖系统中 当蒸汽表压力小于等于0 03Mpa时 tpj取等于100 当蒸汽表压力大于0 03MPa时 tpj取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度 40 三 散热器传热系数K及其修正系数值 散热器传热系数度K值的物理概念当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温相差l 时 每l 散热器面积所放出的热量W 它是散热器散热能力强弱的主要标志 影响散热器传热系数的因素很多 只有通过实验方法确定 41 三 散热器传热系数K及其修正系数值 1 2 3都是考虑散热器的实际使用条件与测定实验条件不同 而对K或Q值 亦即对散热器面积F引入的修正系数 1 散热器组装片数修正系数 1 42 三 散热器传热系数K及其修正系数值 2 散热器连接形式修正系数 2 按上进下出实验公式计算其传热系数K值时 应予以修正 亦即需增加散热面积 以 2 1值进行修正 43 三 散热器传热系数K及其修正系数值 此外 一些实验表明 在一定的连接方式和安装形式下 通过散热器的水流量对某些型式的散热器的K值和Q值也有一定影响 如在闭式钢串片散热器中 当流量减少较多时 肋片的温度明显降低 传热系数K和散热量Q值下降 对不带肋片的散热器 水流量对传热系数K和散热量Q值的影响较小 可不予修正 44 四 散热器片数或长度的确定五 考虑供暖管道散热量时 散热器散热面积的计算 45 六 散热器的布置1散热器一般应安装在外墙的窗台下 这样 沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃窗的冷辐射的影响 使流经室内的空气比较暖和舒适 2为防止冻裂散热器 两道外门之间 不准设置散热器 楼梯间或其他有冻结危险的场所 散热器应由单独的里 支管供热 且不得装设调节阀 46 3散热器一般应明装 布置简单 内部装修要求较高时可采用暗装 幼儿园应安装或加防护罩 4垂直单管或双管热水供暖系统中 同一房间的两组散热器可以串连链接 贮藏室 走廊 盥洗室 卫生间和厨房等辅助用室的散热器 可同邻室串连连接 两串连散热器之间的串连管直径应与散热器接口直径相同 以便水流畅通 47 5在楼梯间布置散热器时 考虑楼梯间热流上升的特点 应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层 6铸铁散热器的组装片数 不宜超过下列数值 二柱 20片四柱 25片长翼型 7片 48 第三节钢制辐射板 一般铸铁散热器主要以对流散热为主 对流散热占到总散热量的75 左右 辐射供暖系统中 主要以辐射方式向房间散热 49 钢制辐射板主要应用于工业厂房 用在高大的工业厂房中的效果更好 民用建筑 如商场 体育馆 展览厅 车站等也有应用 公共建筑和生产厂房的局部区域或局部工作地点供暖一 钢制辐射板的型式根据辐射板的长度的不同 分块状和带状辐射板辐射板的特点 薄钢板 0 5 1 0mm小管径 DN15 20 25 水煤气管小管距 保温材料为蛭石 珍珠岩 岩棉 50 辐射板的背面处理方式 有另加背板内填散状保温材料 有只带块状或毡状保温材料 有背面不保温 辐射板背面加保温层 是为了减少背面的散热损失 但背面的散热仍占总散热的10 辐射板背面不保温 成为双面辐射板 背面的散热量占到总散热量的40 51 52 53 带状辐射板适用于大空间建筑 由于排管较长 加工安装不便 排空气及排凝结水等问题也比较难解决 54 55 56 三 钢制辐射板的设计与安装 实践表明 即使室内温度与对流为主的散热器供暖系统相比低2 3度 人们仍感到舒适无冷感 高大工业厂房采用辐射供暖 车间的温度梯度比采用对流供暖系统小 也一定程度上降低了车间的供暖设计热负荷 当采用辐射板供暖系统向建筑物供暖时 房间的设计耗热量 近似按下式计算 Q f Q W 修正系数 0 8 0 9 57 辐射板的辐射发热量与板表面的平均温度T1的四次方呈正比 因此 应尽可能提高辐射板供暖系统的热媒温度 一般宜以蒸汽作为热媒 蒸汽表压力应大于等于400KPa 不应低于200KPa 以热水为热媒时 热水平均温度不宜低于110 58 辐射板的安装 有三种形式 1水平安装 热量向下辐射 2倾斜安装 热量向下辐射 倾斜的角度 一般应使板中心的法线通过工作区3垂直安装 59 60 辐射板的安装高度 变化范围很大 通常不宜安装得过高 过高 外墙吸收辐射热过多 从而增加车间的耗热 在多尘的车间里 辐射热被尘粒吸收和反射 变为对流热 降低辐射供暖的效果 辐射板安装过低 会使人感觉有烧烤的不舒适感 因此 钢制辐射板的需按规定的安装高度安装 按附录2 7采用 61 第四节暖风机 一暖风机由通风机 电动机及空气加热器组成 分为两种形式 轴流式和离心式 其中 轴流式又称为小型暖风机 离心式又称为大型暖风机 根据适用的热媒不同 又分为蒸汽暖风机 热水暖风机 蒸汽热水两用暖风机 及冷热水暖风机 62 轴流式暖风机特点 体积小 结构简单 安装方便 热风射程短 出口风速低 一般悬挂或支架在墙上或柱子上 直接吹向工作区 主要用于加热室内再循环空气 离心式暖风机是用于集中输送大量热风的供暖设备 由于离心式风机有较大的作用压头和较高的出口风速 比轴流式暖风机的气流射程长 送风量大 常用于集中送风供暖系统 除用于加热室内再循环空气外 也可用来加热一部分室外新鲜空气 63 热风供暖是比较经济的供暖方式 热交换方式为对流 具有热惰性小 升温快的特点 64 65 注意 空气中含有燃烧危险的粉尘 产生易燃易爆气体和纤维未经处理的生产厂房 不得采用再循