供暖系统散热面积偏大及其影响

1、PAGE PAGE 7刊于建筑设备1988年1期供暖系统散热面积偏大及其影响北京市建筑设计院张锡虎一、值得重重视的一一种普遍遍现象供暖系统中中散热面面积偏大大，是较较为普遍遍的现象象。北京京地区室室外采暖暖计算温温度为-9，在此此条件下下供暖系系统的设设计水温温为：供供水95，回水水70。根据据多年以以来运行行经验，当当室外温温度到达达-9时，保保证室内内温度18，小区区集中锅锅炉房的的实际运运行参数数一般只只要7055，只相当于于设计供供热量的的70。这并非非水温烧烧不上去去，而是是没有必必要。北北京市建建筑设计计院内的的城市热热网的热热交换站站，在严严寒期间间，内部部供暖系系统的运运行水温

2、温最高为为6555，6万多平平方米的的供暖建筑筑，室温温大部分分可以达达到1820，只相当于于设计供供热量的的60。多年年以来所所实行的的“低温连连续供暖暖”，住户户很舒适适，也取取得了明明显的节节能效益益。但是是，从另另一角度度看，也也说明了了散热器器的利用用效率是是较低的的。散热面积偏偏大，除除了浪费费金属、提提高建筑筑造价之之外，对对于供暖暖系统本本身的均均匀性，是是有利还还是不利利？需要要加以分分析。五层及以上上的建筑筑物，大大多采用用单管顺顺序式供供暖系统统。北京市市建筑设设计院曾曾于19881年冬季季，结合对对高层建建筑供暖暖系统热热工性能能的调查查，测定和和分析了了单管顺顺序式供

3、供暖系统统在垂直直方向的的室温状状况，发发现了如如下规律律：室温温随水流流动方向向递减，上游室温温高、下下游室温温低。上上行下给给式系统统上层室室温高、底底层室温温低。下下行上给给式系统统则相反反，底层室温温高、上上层室温温低。其其偏差的的幅度，在在流量正正常、系系统和运运行没有有特殊缺缺陷的情情况下，一一般为4左右。在在有不保保温的干干管在室室内通过过的房间间，则还还要比相相邻的上上下层房房间高12甚至更更多。由由于单管管顺序式式供暖系系统房间间的个别别调节手手段还不不够有效效，势必必有一部部分房间间过热，既既不舒适适，又浪浪费能源源。单管管顺序式式供暖系系统出现现垂直方方向温度度偏差的的规

4、律，广广大住户户似乎也深深有所感感。单管顺序式式系统沿垂直方方向温度度偏差的的主要原原因，实实际上是是由于供供暖系统统中散热热面积偏偏大所造造成的。具具体的说说，是由由于水在在流动过过程中的的实际冷冷却程度度同计算算温降条条件的差差异。差差异越大大，垂直直温度偏偏差越大大。因此此，散热热面积偏偏大这种种表面上上看来似似乎是提提高设计计安全度度的因素素，却起起到了使使室温均均匀性变变差的相相反效果果。二、散热面面积偏大大对垂直直温度偏偏差的定定量分析析在单管顺序序式供暖暖系统中中，当各各层散热热面积均均匀增大大的情况况下，造造成水流流方向的的室温偏偏差，可可作以下下定量分分析。设k、f为为散热器

5、器的传热热系数和和面积，K、F为房间间围护结结构的传传热系数数和面积积。则散散热器放放热和房房间热损损失的一一般热平平衡方程程，可以以表达为为下式： （1）或： （2）在既定条件件下，（kf）/（KF）为常常数，可可用C来表示示。如忽忽略水温温对散热热器传热热系数k的影响响，式（2）经移移项，可可得室温温随水温温变化的的一般关关系式为为： （3）以六层系统统为例，且且近似认认为各层层的热量量相等，沿垂直方向两端房间的C值可根据式（2）求出： （4） （5）当流量不变变，散热热面积如如增大了了A倍，立立管总温温降也会会相应增增大A倍。这这样，上上下游散散热器的的平均水水温变化化为： （6） （7

6、）以散热面积积的不同同增大倍倍数A值代入入式（6）和式式（7），可可求得上上、下游游房间散散热器的的平均水水温如表表1：表1 不不同增大大倍数A值对应应的上、下下游散热热器的平平均水温温A=1.33A=1.44A=1.55上游散热器器平均水水温92.392.191.9下游散热器器平均水水温65.262.960.6由于散热面面积的增增大，使使设计条条件下的的C值也相相应增大大A倍，式（3）应修修正为： （8）将表1中的的散热器器平均水水温代入入式（8），可可得上、下下游房间间的室温温及垂直直温差如如表2。表2 不不同增大大倍数A值对应应的上、下下游房间间室温及及垂直温温差A=1.33A=1.44

7、A=1.55上游房间室室温23.324.926.4下游房间室室温20.220.620.8垂直温差3.14.35.6从以上近似似分析可可见，散热面面积均匀匀增大3050，足足以引起起35的垂直温温差。这这与实际际运行情情况的测测定结果果是一致致的。三、引起散散热面积积增大的的主要因因素供暖系统中中散热面面积的偏大，有有主观上上愿意把把设计做做得偏安安全一些些的原因因，例如如：围护护结构热热损失计计算各项项参数取取值对不利因因素考虑虑过多，而而对有利利因素忽忽略不计计。但是是，更多多的是由由于现行行计算方方法不够完善善以及系系统应变变性较差差所形成成。在单管顺序序式系统统温降计计算中，一一般忽略略

8、了以下下两个实实际情况况：第一，管道道散热造造成的温温降；第二，选择择散热器器的规格格进位使使散热面面积增大大造成的的额外温温降。在理论计算算时所忽忽略的以以上两点点，实际际上有较较大的影影响。第一，管道道散热。一一个（3m左右开开间）南南向标准准房间的的计算热热负荷约约为4005000kcaal/hh，而长长度3m、DN115管道平平均散热热量为1566kcaal/hh，要占占房间计计算热负负荷的35。一一个（3m左右开开间）北北向标准准房间的的计算热热负荷约约为80010000kccal/h，而长长度3m、DN220管道平平均散热热量为1966kcaal/hh，要占占房间计计算热负负荷的2

9、2。第二，散热热器的规规格进位位。以四四柱813铸铁散散热器为为例，取取每片散散热量的的1/3计，约约可占南南向房间间计算热热负荷的的10，占占北向房房间计算算热负荷荷的5。以上两项相相加，如如看作散散热面积积的均匀匀增大，则则南向约约增大45，北北向约增增大27。在在实际运运行情况况的测定定中，发发现南向向的垂直直温差大大于北向向，管道道较多的的单双管管系统的的垂直温温差大于于单管系系统，也也说明了了上述影影响。四、ISOO标准台台测定结结果直接接引用于于工程计计算的后后果新编的实实用供暖暖通风设设计手册册已经经出版发发行，其其中所给给出的各各种散热热器的散散热量数数值，均均采用了了ISO标

10、准台台测定结结果。以以四柱813铸铁散散热器为为例，在在标准工工况（计计算温差差64.5）下给给定的每每片散热热量为1422W，比老老手册给给定的散散热量1400kcaal/hh少13，比比中国建建筑科学学研究院院19665年的实实测资料料少16。对对于四柱813铸铁散散热器，北北京地区区使用广广泛，从从未发现现由于散散热量不不足造成成的问题题，如按按新编手手册计算算，无疑疑均使散散热面积积进一步步偏大。其他各种型型式的散散热器也也相类似似，据厂厂家和有有关科研研设计单单位论证证，ISO标准台台测得的的散热量量数据，均均比散热热器在工工程条件件下的实实际散热热量为低低。其相相差幅度度约为103

11、0。鉴于上述情情况，有有必要在在ISO标准台台测试的的基础上上，另行行修正为为工程实实际条件件下的可可靠数据据。这不不仅对于于建筑造造价和金金属消耗耗量有相相当影响响，更重重要的是是对于系系统的均均匀性也也会造成成较大影影响。 五、节能能设计标标准实实施以后后的一些些新问题题国家行业标标准JGJJ26-86民民用建筑筑节能设设计标准准（采暖暖居住建建筑部分分），已颁布布试行。根根据标标准要要求，19990年的目目标是在在1988019881年的基基础上，使使建筑能能耗降低低30，其其中建筑筑耗热量量降低20，采采暖系统统效率提提高10。建筑耗热量量这个基基数按照照标准准的要要求降低低以后，供暖系统以往存在的那些使散热面积偏大的因素，如果不变甚至进一步加大，均会使增大比例上升。例如：原来南向房间管道散热因素使散热面积增大35，由于房间保温改善使计算热负荷降为80，则散热面积增大比例将增为43.8。此外，为了了降低目目前普遍遍存在的的供暖系系统循环环水泵偏偏大造成成的过量量电力消消耗，标标准对对循环水水泵的功功率作了了限制。过过去，由由于散热热面积偏偏大而导导致的垂垂直失调调，许多多情况下下为系统统的大流流量所掩掩盖。对对水泵功功率限制制以后，实实际上将将对系统统的设