供热工程第二章供暖系统的散热设备

第二章

供暖系统的散热设备

本章的主要内容：散热器的功能、基本要求和分类；散热器的选用；各种散热器的特点；散热器的计算。本章的难点和重点：散热器的实际设计选用第二章

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。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。第一节散热器散热器的功能将供暖系统的热媒(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

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。

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。

对散热器的基本要求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。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，按共构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。

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、金属热强度低于钢制散热器。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

（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)。

（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=500mm，高度H=595mm。●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)。（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；●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，因而日前不少设计单位，趋向不选用这种散热器。

(二)柱型型散散热热器器柱型型散散热热器器的的组组成成：：柱型型散散热热器器是是呈呈柱柱状状的的单单片片散散热热器器。。外外表表面面光光滑滑，，每每片片各各有有几几个个中中空空的的立立柱柱相相互互连连通。。根根据据散散热热面面积积的的需需要要。。可可把把各各个个单单片片组组装装在在一一起起形形成成一一组组散散热热器器。。我国国目目前前常常用用的的柱柱型型散散热热器器主主要要有有：：P33二柱柱型型散散热热器器和和四四柱柱型型散散热热器器；；柱型型散散热热器器有有带带脚脚不不带带脚脚的的两两种种片片型型，，便便于于落落地地或或挂挂墙墙安安装装。。国内内散散热热器器标标准准规规定定，，柱柱型型散散热热器器有有五五种种规规格格：：相应应型型号号标标准准记记为为TZ2——5——5(8)；；TZ4—3—5(8)；TZ4—5—5(8)；TZ4—6—5(8)；；TZ4—9—5(8)。如标标记记TZ4—6—5，TZ4表示示灰灰铸铸铁铁四四柱柱型型，，6表示示同同侧侧进进出出口口中中心心距距为为600mm，5表示示最最高高工工作作压压力力0.5MPa。(二二)柱柱型型散散热热器器柱型型散散热热器器与与翼翼型型散散热热器器相相比比其金金属属热热强强度度及及传传热热系系数数高高；；外形形美美观观，，易易清清除除积积灰灰；；容易易组组成成所所需需的的面面积积；；因因而而它它得得到到较较广广泛泛的的应应用用。。(二)柱型型散热器二、钢制散散热器目前我国生生产的钢制制散热器主主要有下面面几种型式式：(一)闭式钢串片片对流散热热器由钢管、钢钢片、联箱箱及管接头头组成。闭闭式钢串片片式散热器器规格以高*宽表示，其长长度可按设设计要求制制作。(二)板型散热器器由面板、背背板、进出出水口接头头、放水门门固定套及及上下支架架组成。背背板有带对对流片和不不带对流片片两种类型型。国内散散热器器标准准给出出的规规格尺尺寸见见表2-1。(三)钢制柱柱型散散热器器其构造造与铸铸铁柱柱型散散热器器相似似，每每片也也有几几个中中空立立柱。。这种种散热热器是是采用用1.25——1.5mm厚冷轧轧钢板板冲压压延伸伸形成成片状状半柱柱型，，将两两片片片状半半柱型型经压压力滚滚焊复复合成成单片片，单单片之之间经经气体体弧焊焊联接接成散散热器器。二、钢钢制散散热器器二、钢钢制散散热器器(四)扁管型型散热热器组成：它是是采用用52×11×1．5㎜(宽宽×高×厚)的的水通通路扁扁管叠叠加焊焊接在在一起起，型型散热热器外外形尺尺是以以52mm为基基数，，形成成三种高高度规规格：4l6mm(8根根),520mm（（10根））和624mm（12根根)。。长度：由600mm开始始，以以200mm进进位至至2000mm共八八种规规格。。结构形形式：单板、、双板板，单单板带带对流流片和和双板板带对对流片片四种种结构构形式式。钢制散散热器器与铸铸铁散散热器器相比比，具具有的的特点点1．金金属耗耗量少少。钢制散散热器器大多多数是是由薄薄钢板板压制制焊接接而成成。金金属热热强度度可达达0.8~1.0W／kg··℃，，而铸铸铁散散热器器的金金属热热强度度—般般仅为为0.3W／／kg·℃℃左右右。2．耐压压强度度高。。铸铁散散热器器的承承压能能力一一般Pb=0.4一0.5Mpa。钢制制板型型及柱柱型散散热器器的最最高工工作压压力可可达0.8Mpa。因此此，从从承压压能力力的角角度来来看，，钢制制散热热器适适用于于高层层建筑筑供暖暖和高高温水水供暖暖系统统。钢制制散散热热器器与与铸铸铁铁散散热热器器相相比比，，具具有有的的特特点点3．．外外形形美美观观整整洁洁，，占占地地小小，，便便于于布布置置。。如板板型型和和扁扁管管型型散散热热器器还还可可以以在在其其外外表表面面喷喷刷刷各各种种颜颜色色的的图图案案，，与与建建筑筑和和室室内内装装饰饰相相协协调调。。制制散散热热其其高高度度较较低低，，扁扁管管和和板板型型散散热热器器厚厚度度薄薄，，占占地地小小，，便便于于布布置置。。4．．除除钢钢制制柱柱型型散散热热器器外外，，钢钢制制散散热热器器的的水水容容量量较较少少，，热稳稳定定性性差差些些。在供水水温度偏偏低而又又采用间间歇供暖暖时，散热效果果明显降降低。5．钢制散散热器的的主要缺点点是容易易被腐蚀蚀，使用用寿命比比铸铁散散热器短短。6.此此外，在在蒸汽供供暖系统统中不应应采用钢钢制散热热器。对对具有腐腐蚀性气气体的生生产厂房房或相对对湿度较较大的房房间，不不宜设置置钢制散散热器。由于钢制制散热器器存在上上述缺点点，它的的应用范范围受到到—定的的限制。。因此，，铸铁柱柱型散热热器仍是是目前国国内应用用最广泛泛的散热热器。钢制散热热器与铸铸铁散热热器相比比，具有有的特点点（三）、、光面管管（排管管）散热热器它是—种种最简易易的散热热器。它它是用钢钢管在现现场或工工厂焊接接制成。。它的主主要缺点点是耗钢钢量大也也不美观观一般只只用于工工业厂房房。（四）、、其它类型型散热器器铝制散热热器重量轻，，外表美美观；铝铝的辐射射系数比比铸铁和和钢的小小，为补补偿其辐辐射放热热的减小小，外型型上应采采用措施施以提高高气对流流散热量量。陶瓷散热热器混凝土板板内嵌钢钢管的散散热器型型式塑料散热热器三、散热热器的选选用设计选择择散热器器时，应应符合下下列原则则性的规规定：1．散热热器的工工作压力力，当以以热水为为热媒时时，不得得超过制制造厂规规定的压压力值。。对高层层建筑使使用热水水供暖时时，首先先要求保保证承压压能力，，这对系系统安全全运行，，至关重重要。2．在民民用建筑筑中，宜宜采用外外形美观观，易于于清扫的的散热器器。3．在放放散粉尘尘或防尘尘要求较较高的生生产厂房房，应采采用易于于清扫的的散热器器。4．在具具有腐蚀蚀性气体体的生产产厂房或或相对湿湿度较大大的房间间，宜采采用铸铁铁散热器器。5．热水水系统采采用钢制制散热器器时，应应采取必必要的防防腐措施施(如表表面喷涂涂，补给给水除氧氧等措施施)，蒸蒸汽采暖暖系统不不得采用用钢制柱柱型、板板型和扁扁管等散散热器。。第二节散散热热器的计计算散热器计计算是确确定供暖暖房间所所需散热热器的面面积和片片数。一、散热热面积的的计算二、散热热器内热热媒平均均温度tpj散热器内内热媒平平均温度度tpj随供暖热热媒(蒸汽或热热水)参数和供供暖系统统形式而而定。二、散热热器内热热媒平均均温度tpj●对单管热热水供暖暖系统，，由于每每组散热热器的进进、出口口水温沿沿流动方方向下降降，所以以每组散散热器的的进、出出口水温温必须逐逐一分别别计算(见第下下章)。。●对双管热热水供暖暖系统，，散热器器的进、、出口温温度分别别按系统统的设计计供、回回水温度度计算。。二、散热热器内热热媒平均均温度tpj2．在蒸蒸汽供暖暖系统中中：当蒸汽表表压力小小于等于于0．03Mpa时，，tpj取等于于100℃;当蒸汽表表压力大大于0．．03MPa时时，tpj取与与散热器器进口蒸蒸汽压力力相应的的饱和温温度。三、散热热器传热热系数K散热器传传热系数数K值的物理理概念当散热器器内热媒媒平均温温度tpj与室内气气温相差差l℃时，每每l㎡散热器器面积所所放出的的热量W。K是散热热器散热热能力强强弱的主主要标志志。影响散热热器传热热系数的的因素很很多：散热器的的制造情情况（如采用用的材料料、几何何尺寸、、结构形形式，表表面喷涂涂等因素素；散热器的的使用条条件（如使用用的热媒媒、温度度、流量量、室内内空气温温度及流流速、安安装方式式及组合合片数等等因素）），所以以难以用用理论的的数学模模型表征征出各种种因素对对散热器器K值的的影响，，只有通过过实验方方法确定定。三、散热热器传热热系数K问题：影影响散热热器传热热系数和和散热量量的最主主要因素素是什么么？为什什么？四、散热热器传热热系数K的修正正系数散热器传传热系数数和散热热量值是是在一定定条件下下通过实实验测得得的，式式(2——1)中中的β1、β2、β3都是考考虑散热热器的实实际使用用条件与与测定实实验条件件不同,而对K或Q值值，亦即即对散热热器面积积F引入入的修正正系数。。1、散热热器组装装片数修修正系数数β1；；柱型以10片为为实验组组合标准准四、散热热器传热热系数K的修正正系数四、散热热器传热热系数K的修正正系数四、散热热器传热热系数K的修正正系数此外，一一些实验验表明：：在一定定的连接接方式和和安装形形式下，，通过散散热器的的水流量量对某些些型式的的散热器器的K值值和Q值值也有一一定影响响。如在在闭式钢钢串片散散热器中中,当流流量减少少较多时时．肋片片的温度度明显降降低．传传热系数数K和散散热量Q值下降降。对不不带肋片片的散热热器，水水流量对对传热系系数K和和散热量量Q值的的影响较较小，可可不予修修正。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。03:46:2203:46:2203:4612/29/20223:46:22AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2203:46:2203:46Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。03:46:2203:46:2203:46Thursday,December29,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2203:46:2203:46:22December29,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。29十十二月20223:46:22上午午03:46:2212月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月223:46上上午午12月月-2203:46December29,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/293:46:2203:46:2229December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。3:46:22上上午午3:46上上午午03:46:2212月月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。03:46:2203:46:2203:4612/29/20223:46:22AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2203:46:2203:46Dec-2229-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。03:46:2203:46:2203:46Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2203:46:2203:46:22December29,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。29十十二月20223:46:22上午午03:46:2212月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月223:46上午午12月-2203:46December29,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/293:46:2203:46:2229