1-3-2-1散热器面积及片数的计算方法解析

1、项目一：室内热水供暖工程施工模块三：散热器施工安装单元 2 散热器的计算1-3-2-1 散热器面积及片数的计算方法根据热平衡原理， 散热器的散2-1-2 )1. 计算散热器的散热面积 供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。 热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为FK(tpQjtn) 1 2 3式中 F 散热器的散热面积（ m2）； Q散热器的散热量（ W）；K 散热器的传热系数 W/ （ m2） ； t pj 散热器内热媒平均温度（） ； t n供暖室内计算温度（） ； 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。2. 确定

2、散热器的传热系数 K散热器的传热系数 K是表示当散热器内热媒平均温度 tpj 与室内空气温度 tn的差为 1 时，每 1 m2 散热面积单位时间放出的热量。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。影响散热器传热系数的最主要因素是散热器内热媒平均温度与室内空气温度的差值t pj 。另外散热器的材质、几何尺寸、结构形式、表面喷涂、热媒种类、温度、流量、室内 空气温度、 散热器的安装方式、 片数等条件都将影响传热系数的大小。 因而无法用理论推导 求出各种散热器的传热系数值，只能通过实验方法确定。国际化标准组织（ ISO）规定：确定散热器的传热系数 K 值的实验，应在一个长宽 高为（ 40.2 ）

3、m（ 40.2 ） m（ 2.8 0.2） m的封闭小室内，保证室温恒定下进行，散 热器应无遮挡，敞开设置。通过实验方法可得到散热器传热系数公式K=a（ t pj ）=a（ t pj -t n）（ 2-1-3 ）2式中 K 在实验条件下，散热器的传热系数W/ （ m2 ） ；a、 b由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；t pj散热器内热媒与室内空气的平均温差，t pj=t pjtn。从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差tpj 越大，散热器的传热系数K值就越大，传热量就越多。附录 9 给出了各种不同类型铸铁散热器传热系数的公式。应用这些公式时，需要确定 散热器内的热媒平均

4、温度 t pj。3. 确定散热器内热媒平均温度散热器内热媒平均温度 t pj 应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。 热水供暖系统t pj =(t j tc)22-1-4 )式中 t pj 散热器内热媒平均温度（） ；t j 散热器的进水温度（） ；t c 散热器的出水温度（） 。对于双管热水供暖系统， 各组散热器是并联关系， 散热器的进出口水温可分别按系统的 供、回水温度确定，例如，低温热水供暖系统，供水温度95 ，回水温度 70，热媒平均温度为t pj =(95 70)=82.5对于单管热水供暖系统，各组散热器是串联关系， 因水温沿流向逐层降低，需确定各管段的混合水温之后逐一确定各组

5、散热器的进、出口温度 见公式（ 1-1-7 ） ，进而求出散热 器内热媒平均温度。公式（ 1-1-7 ）也适用于水平单管系统各管段水温的计算。计算出各管 段水温后，就可以计算散热器内热媒的平均温度。蒸汽供暖系统，当蒸汽压力 p 30kPa（ 表压）时，t pj取 100 ；当蒸汽压力 p30kPa（表压）时， t pj 取与散热器进口蒸汽压力相对应的饱和温度。4. 确定散热器传热系数的修正系数 散热器传热系数的计算公式是在特定条件下通过实验确定的， 如果实际使用条件与测定 条件不相符，就需要对传热系数 K 进行修正。（ 1）组装片数修正系数 1 实验测定散热器的传热系数时，柱型散热器是以 10

6、 片为 一组进行实验的， 在实际使用过程中单片散热器是组对成组的， 各相邻片之间彼此吸收辐射 热，热量不能全部散出去，只有两端散热器的外侧表面才能把绝大部分辐射热量传给室内， 这减少了向房间的辐射热量。因此组装片数超过 10 片后，相互吸收辐射热的面积占总面积 的比例会增加， 散热器单位面积的平均散热量会减少， 传热系数 K 值也会随之减少， 需要修 正 K值，增加散热面积。反之，片数少于 6 片后，散热器单位面积的平均散热量会增加， K值也会增加，需要减少散热面积。 散热器组装片数修正系数 1 见表 2-1-1 。表 2-1-1 散热器组装片数修正系数 1（ 2）连接形式修正系数 2 实验测

7、定散热器传热系数时，散热器与支管的连接形式为 同侧上进下出， 这种连接形式散热器外表面的平均温度最高， 散热器散热量最多。 如果采用 表 2-1-2 所列的其他连接形式，散热器外表面平均温度会明显降低， t pj 也远比同侧上进下 出连接形式低，传热系数 K 也会减小，因此需要对传热系数进行修正，取21 ，增加其散热面积。表 2-1-2 列出了不同连接形式时，散热器传热系数的修正系数 2。表 2-1-2 散热器连接形式修正系数 2（3）安装形式修正系数 3 实验确定传热系数 K 时，是在散热器完全敞开，没有任何 遮挡的情况下测定的。 如果实际安装形式发生变化， 有时会增加散热器的散热量 （如散

8、热器 外加对流罩） ；有时会减少散热量（如加装遮挡罩板） 。因此需要考虑对散热器传热系数 K 进行修正。表 2-1-3 列出了散热器安装形式修正系数 3。其实质是在不同安装形式下对散热器散 热面积进行修正。另外，实验表明：在一定的连接方式和安装形式下，通过散热器的流量对某些形式散 热器的 K 值和 Q值有一定的影响； 散热器表面采用不同的涂料时， 对 K值和 Q值有影响； 蒸 汽供暖系统中， 蒸汽散热器的传热系数 K 值要高于热水散热器的 K值。可根据具体条件， 查 阅有关资料确定散热器的传热系数 K 值。表 2-1-3 散热器安装形式修正系数 3F n=2-1-）5. 计算散热器的片数或长度

9、 散热器的片数或长度式中 n 散热器的片数或长度（片或 m）；F 所需散热器的散热面积（ m2 ）；规F 每片或每 m 散热器的散热面积（ m2/ 片或 m2/m ），可查附录 9 确定。 实际设置时， 散热器每组片数或长度只能取整数。 供暖通风与空气调节设计规范定，柱型散热器面积可比计算值小0.1 m2，翼型或其他散热器的散热面积可比计算值小5%。另外，铸铁散热器的组装片数，粗柱型（M132）不易超过 20 片；细柱型不易超过 25片；长翼型不易超过 7 片。4. 【能力训练】试计算图 2-1- 所示立管各组散热器的面积及片数。已知条件： 每组散热器的热负荷已标于图中， 单位为 W。系统供水

10、温度 95，回水温度 70。 选用二柱 M 132 型散热器， 装在墙龛内， 上部距窗台板 100mm。供暖室内计算温度 t n=18。1）计算各立管管段的水温解】计算步骤：t 1=t g-Qi 1(tg th)=95-1495 2 (95 70)(1495 1260 1260 1474) 2=88.19 t 2=95-(1495 1260) 2 (95 70) =82.45 (1495 1260 1260 1474) 2t 3=95- (1495 1260 1260) 2 (95 70) =76.71 t =95- (1495 1260 1260 1474) 2 =76.712）计算各组散热

11、器的热媒平均温度 t pjtpj4=95 88.19 =922tpj3= 88.19 82.45=852t pj2=82.45 76.71=802tpj1=76.71 70 =73(3) K=2.426 t pj计算散热器的传热系数0.286，所以2查附录 9，M 132 型散热器传热系数的计算公式为由公式（ 1-1-7 ）图 2-1-8K4=2.426 K3=2.426 92-18 ) 0.286 =8.31 W / (m2 )85-18 ) 0.286 =8.08 W / (m2 )K2=2.426 （ 80-18 ） 0.286 =7.90 W / （m2 ）0.286 2K1=2.42

12、6 （ 73-18 ） 0.286 =7.65 W / （m2 ）（ 4）计算散热器面积 F 用公式（ 2-1-2 ）计算 四层：先假设片数修正系数 1=1.0 ，查表 2-1-2 ，同侧上进下出连接形式修正系数 2=1.0 ；查表 2-1-3 ，该散热器安装形式修正系数 3=1.06 ，则F4= Q4 1 2 3 1495 1 1 1.06 2.58m2K4（tpj 4 tn ） 1 2 3 8.31 （92 18）F= Q31231260111.062.47m2K3(tpj3tn )1238.08 (8518)F2= Q21231260111.062.73m2K2(tpj 2tn )1237.90 (8018)F1=K1(tpQj11 tn) 1 2 3 7.6314(7734 18) 1 1 1.06 3.72m25）计算散热器的片数2查附录 9，M 132型散热器每片面积 f=0.24 m 2/片，由公式（ 2-1- ）得查表 2-1-1 ，片数修正系数10.75 片 1.05=12.29 片同理 n3=2.47/0.24=10.29 m20.1 m 2因此 n3=11 片2.5