供热工程--第二章 供暖系统的散热设备

1、第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 本章的主要内容：本章的主要内容： 散热器的功能、基本要求和分类；散热器的功能、基本要求和分类； 散热器的选用；散热器的选用； 各种散热器的特点；各种散热器的特点； 散热器的计算。散热器的计算。 本章的难点和重点：本章的难点和重点： 散热器的实际设计选用散热器的实际设计选用 第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 散热设备的作用散热设备的作用 供暖系统的散热设备是系统的主要组成部供暖系统的散热设备是系统的主要组成部 分；分； 它向房间散热以补充房间的热损失；它向房间散热以补充房间的热损失； 保保持室内要求的温度。持室内要求的温度。

2、散热设备向房间传热的方式散热设备向房间传热的方式 ： 1供暖系统的热媒供暖系统的热媒(蒸汽或热水蒸汽或热水)，通过散热设，通过散热设 备的壁面，主要以备的壁面，主要以对流传热对流传热方式方式(对流传热对流传热 量大于辐射传热量量大于辐射传热量)向房间传热。这种散热向房间传热。这种散热 设备通称为散热器。设备通称为散热器。 第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 2供暖系统的热媒供暖系统的热媒(蒸汽、热水、热空气、蒸汽、热水、热空气、 燃气或电热燃气或电热)，通过散热设备的壁面，主，通过散热设备的壁面，主 要以辐射方式向房间传热。要以辐射方式向房间传热。以辐射传热以辐射传热 为主的供

3、暖系统，称为为主的供暖系统，称为辐射供暖系统辐射供暖系统。 3通过散热设备向房间输送比室内温度高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。的空气，直接向房间供热。利用热空气利用热空气 向房向房间供热的系统，称为间供热的系统，称为热风供暖系统热风供暖系统。 第一节第一节 散热器散热器 散热器的功能散热器的功能 将供暖系统的热媒将供暖系统的热媒(蒸汽或热水蒸汽或热水)所携带所携带 的热量，通过散热器壁面传给房间。的热量，通过散热器壁面传给房间。 对散热器的基本要求对散热器的基本要求 1热工性能方面的要求热工性能方面的要求 2经济方面的要求经济方面的要求 3安装使用和工艺方面的要求

4、安装使用和工艺方面的要求 4卫生和美观方面的要求卫生和美观方面的要求 5使用寿命的要求使用寿命的要求 对散热器的基本要求对散热器的基本要求 1热工性能方面的要求热工性能方面的要求 散热器的传热系数散热器的传热系数K值越高，说明其散热性值越高，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传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面 积积(在外壁上加肋在外壁上加肋片片)、提高散热器周围空气流、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。动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。 2经济方面的要求经济方面的要

5、求 散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越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。少，成本越低，其经济性越好。 q值越大，值越大， 说明散出同样的热量所耗的金属量越小。这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个指标可作为衡量同一材质散热器经济性的 一个指标。一个指标。 对散热器的基本要求对散热器的基本要求 3安装使用和工艺方面的要求安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械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，结构尺寸小，少占房间

6、面积和空间，需要的散热面积，结构尺寸小，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。散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。 4卫生和美观方面的要求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。装设不应影响房间观感。 5使用寿命的要求使用寿命的要求 散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。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，按共构造形式，质，主要有铸铁、钢制散热器两大类

7、，按共构造形式， 主要分为柱型、翼型、管型、平板型主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。等。 一、铸铁散热器一、铸铁散热器 铸铁散热器的特点铸铁散热器的特点 优点：优点：结构简单，防腐性好，使用寿命长以及结构简单，防腐性好，使用寿命长以及 热热稳定性好的；稳定性好的； 缺点：其金属耗量大、金属热强度低于钢制散缺点：其金属耗量大、金属热强度低于钢制散 热器。热器。 我国目前应用较多的铸铁散热器有：我国目前应用较多的铸铁散热器有： (一一)翼型散热器翼型散热器 (二二)柱型散热器柱型散热器 （一）、翼型散热器（一）、翼型散热器 翼型散热器分类：翼型散热器分类： 1.1.圆翼型圆翼型 圆冀型散热器是一

8、根圆冀型散热器是一根内径内径75mm75mm的管子，外面带有许的管子，外面带有许 多圆形肋片的铸件。多圆形肋片的铸件。 管子两端管子两端配设法兰，可将数根组成平行叠置的散热配设法兰，可将数根组成平行叠置的散热 器组。器组。管子长度分管子长度分750mm750mm，1000mm1000mm； 最高工作压力最高工作压力：对热媒为热水，水温低于：对热媒为热水，水温低于150150， PbPb0 06MPa6MPa；对蒸汽为热煤，；对蒸汽为热煤，PbPb0 04MPa4MPa。 圆翼型型号标记为：圆翼型型号标记为：TY0.756(4)TY0.756(4)和和Tyl.06(4)Tyl.06(4)。 （一

9、）、翼型散热器（一）、翼型散热器 2.2.长翼型长翼型 长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋片，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。外壳内部为一扁盒状空间。 长冀型散热器的长冀型散热器的标准长度标准长度L L分分200mm200mm，280mm280mm 两种，宽度两种，宽度B B115mm115mm，同侧进出口中心距，同侧进出口中心距 H1=500mmH1=500mm，高度，高度H=595mmH=595mm。 长翼型型号标记分别相应为：长翼型型号标记分别相应为：TC0TC0.28285 5 4(4(俗称大俗称大60)60)和和TC0TC0.20205 54(4(俗称

10、小俗称小60)60)。 （一）、翼型散热器（一）、翼型散热器 翼型散热器的特点：翼型散热器的特点： 制造工艺简单，长翼型的造价也较低；制造工艺简单，长翼型的造价也较低； 翼型散热器的金属热强度和传热系数比较低，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，设计选用时不易单体散热量较大，设计选用时不易 恰好恰好 组成所需的面积，因而日前不少设计单位，组成所需的面积，因而日前不少设计单位， 趋向不选用这种散热器。趋向不选用这种散热器。 (二二)柱型散热器柱型散热器 n柱型散热器的组成：柱型散热器的组成： 柱型散热

11、器是呈柱状的单片散热器。外表柱型散热器是呈柱状的单片散热器。外表 面光滑，每片各有几个中空的立柱相互连面光滑，每片各有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。组装在一起形成一组散热器。 n我国目前常用的柱型散热器主要有：我国目前常用的柱型散热器主要有：P33P33 二柱型散热器和四柱型散热器；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。于落地或挂墙安装。 国内散热器标准规定，柱型散热器有五种规格：国内散热器标准规定，柱型散热器有五种规格

12、： 相应型号标准记为相应型号标准记为TZ255(8)； TZ435(8)； TZ455(8)； TZ465(8)； TZ495(8)。 如标记如标记TZ465，TZ4表示灰铸铁四柱型，表示灰铸铁四柱型，6 表示同侧进出口中心距为表示同侧进出口中心距为600 mm， 5表示最表示最 高工作压力高工作压力0. .5MPa。 (二二)柱型散热器柱型散热器 柱型散热器与翼型散热器相比柱型散热器与翼型散热器相比 n其金属热强度及传热系数高；其金属热强度及传热系数高； n外形美观，易清除积灰；外形美观，易清除积灰； n容易组成所需的面积；因而它得到较广容易组成所需的面积；因而它得到较广 泛的应用。泛的应用

13、。 (二二)柱型散热器柱型散热器 二、钢制散热器二、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：目前我国生产的钢制散热器主要有下面几种型式： n(一一)闭式钢串片对流散热器闭式钢串片对流散热器 n 由钢管、钢片、联箱及管接头组成。闭式由钢管、钢片、联箱及管接头组成。闭式 钢串片式散热器规格以钢串片式散热器规格以高高*宽宽表示，其长度可按设表示，其长度可按设 计要求制作。计要求制作。 n(二二)板型散热器板型散热器 由面板、背板、进出水口接头、放水门固由面板、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

14、。对流片两种类型。 国内散热器标准给出的规国内散热器标准给出的规 格尺寸见表格尺寸见表2-1。 n(三三)钢制柱型散热器钢制柱型散热器 n 其构造与铸铁柱型散热器相似，每片其构造与铸铁柱型散热器相似，每片 也有几个中空立柱。这种散热器是采用也有几个中空立柱。这种散热器是采用 1.251.5mm厚冷轧钢板冲压延伸形成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片状半柱型，将两片片状半柱型经压力 滚焊复合成单片，单片之间经气体弧焊滚焊复合成单片，单片之间经气体弧焊 联接成散热器。联接成散热器。 二、钢制散热器二、钢制散热器 二、钢制散热器二、钢制散热器 n(四四)扁管型散热器扁管型散

15、热器 组成组成：它是采用：它是采用521115 (宽宽高高厚厚) 的水通路扁管叠加焊接在一起，型散热器的水通路扁管叠加焊接在一起，型散热器 外形尺是以外形尺是以52mm为基数，形成为基数，形成 三种高度规格三种高度规格：4l6mm(8根根),520mm（10根）根） 和和624mm（12根根)。 长度长度：由：由600mm开始，以开始，以200mm进位至进位至 2000mm共八种规格。共八种规格。 结构形式结构形式：单板、双板，单板带对流片和双单板、双板，单板带对流片和双 板带对流片四种结构形式板带对流片四种结构形式 。 钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的

16、特点 1金属耗量少金属耗量少。 钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成。钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成。 金属热强度可达金属热强度可达0.81.0Wkg，而铸铁，而铸铁 散热器的金属热强度散热器的金属热强度般仅为般仅为0.3 Wkg 左右。左右。 2耐压强度高。耐压强度高。 铸铁散热器的承压能力一般铸铁散热器的承压能力一般P b=0.4一一 0.5Mpa。钢制板型及柱型散热器的最高工。钢制板型及柱型散热器的最高工 作压力可达作压力可达0.8Mpa。因此，从承压能力的。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。暖和高

17、温水供暖系统。 钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点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。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，与建筑和室内表面喷刷各种颜色的图案，与建筑和室内 装饰相协调。制散热其高度较低，扁管和装饰相协调。制散热其高度较低，扁管和 板型散热器厚度薄，占地小，便于布置。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除钢制柱型散热器外，钢制散热器的水容量 较少，较少，热稳定性差些热稳定性差些。在供水温度偏低而又。在供水温度偏

18、低而又 采用间歇供暖时，采用间歇供暖时，散热效果明显降低散热效果明显降低。 5钢制散热器的钢制散热器的主要缺点是容易被腐蚀，使用主要缺点是容易被腐蚀，使用 寿命比铸铁散热器短寿命比铸铁散热器短。 6. 6. 此外，在蒸汽供暖系统中不应采用钢制散热此外，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度较大的房间，不宜设置钢制散热器 。 由于钢制散热器存在上述缺点，它的应由于钢制散热器存在上述缺点，它的应 用范围受到用范围受到定的限制。因此，铸铁柱型散定的限制。因此，铸铁柱型散 热器仍是目前国内应用最

19、广泛的散热器。热器仍是目前国内应用最广泛的散热器。 钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点 （三）、光面管（排管）散热器（三）、光面管（排管）散热器 它是它是种最简易的散热器。它是用钢管种最简易的散热器。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。钢量大也不美观一般只用于工业厂房。 （四）、（四）、其它类型散热器其它类型散热器 n铝制散热器铝制散热器 重量轻，外表美观；铝的辐射系数比铸铁和钢的小，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

20、用措施以提高为补偿其辐射放热的减小，外型上应采用措施以提高 气对流散热量。气对流散热量。 n陶瓷散热器陶瓷散热器 n混凝土板内嵌钢管的散热器型式混凝土板内嵌钢管的散热器型式 n塑料散热器塑料散热器 三、散热器的选用三、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：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。先要求保证承压能力，这对系统安全运行，至关重

21、要。 2在民用建筑中，宜采用外形美观，易于清扫的散热器。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。清扫的散热器。 4在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，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。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，补给水除氧等措施如表面喷涂，补给水除氧等措施)，蒸汽采暖系统不得，蒸汽采暖系统不得 采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。采

22、用钢制柱型、板型和扁管等散热器。 第二节第二节 散热器的计算散热器的计算 散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。 一、散热面积的计算一、散热面积的计算 二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpj 散热器内热媒平均温度散热器内热媒平均温度tpj随供暖热媒随供暖热媒 (蒸汽或热水蒸汽或热水)参数和供暖系统形式而定。参数和供暖系统形式而定。 二、散热器内热媒平均温度二、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、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，所以每组散热器的出口水温沿流动

23、方向下降，所以每组散热器的 进、出口水温必须逐一分别计算进、出口水温必须逐一分别计算(见第下章见第下章)。 对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度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。分别按系统的设计供、回水温度计算。 二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpj 2在蒸汽供暖系统中：在蒸汽供暖系统中： 当蒸汽表压力小于等于当蒸汽表压力小于等于003Mpa时，时，tpj取取 等于等于100; 当蒸汽表压力大于当蒸汽表压力大于003MPa时，时，tpj取与散取与散 热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。 三、散热器传热系

24、数三、散热器传热系数K 散热器传热系数散热器传热系数K值的物理概念值的物理概念 当散热器内热媒平均温度当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温相差与室内气温相差l时，时， 每每l散热器面积所放出的热量散热器面积所放出的热量W。 K K是散热器散热能力强弱的主要标志。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影响散热器传热系数的因素很多：散热器的制散热器的制 造情况造情况（如采用的材料、几何尺寸、结构形式，（如采用的材料、几何尺寸、结构形式， 表面喷涂等因素；表面喷涂等因素；散热器的使用条件散热器的使用条件（如使用（如使用 的热媒、温度、流量、室内空气温度及流速、的热媒、温度、流量、室内空气温度及流速、 安装方