供暖系统散热面积偏大及其影响

PAGEPAGE5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、值得重视的一种普遍现象供暖系统中散热面积偏大，是较为普遍的现象。北京地区室外采暖计算温度为-9℃，在此条件下供暖系统的设计水温为：供水95℃，回水70℃。根据多年以来运行经验，当室外温度到达-9℃时，保证室内温度18℃，小区集中锅炉房的实际运行参数一般只要70～55℃，只相当于设计供热量的70％。这并非水温烧不上去，而是没有必要。北京市建筑设计院内的城市热网的热交换站，在严寒期间，内部供暖系统的运行水温最高为65～55℃，6万多平方米的供暖建筑，室温大部分可以达到18～20℃，只相当于设计供热量的60％。多年以来所实行的“低温连续供暖”，住户很舒适，也取得了明显的节能效益。但是，从另一角度看，也说明了散热器的利用效率是较低的。散热面积偏大，除了浪费金属、提高建筑造价之外，对于供暖系统本身的均匀性，是有利还是不利？需要加以分析。五层及以上的建筑物，大多采用单管顺序式供暖系统。北京市建筑设计院曾于1981年冬季，结合对高层建筑供暖系统热工性能的调查，测定和分析了单管顺序式供暖系统在垂直方向的室温状况，发现了如下规律：室温随水流动方向递减，上游室温高、下游室温低。上行下给式系统上层室温高、底层室温低。下行上给式系统则相反，底层室温高、上层室温低。其偏差的幅度，在流量正常、系统和运行没有特殊缺陷的情况下，一般为4℃左右。在有不保温的干管在室内通过的房间，则还要比相邻的上下层房间高1～2℃甚至更多。由于单管顺序式供暖系统房间的个别调节手段还不够有效，势必有一部分房间过热，既不舒适，又浪费能源。单管顺序式供暖系统出现垂直方向温度偏差的规律，广大住户似乎也深有所感。单管顺序式系统沿垂直方向温度偏差的主要原因，实际上是由于供暖系统中散热面积偏大所造成的。具体的说，是由于水在流动过程中的实际冷却程度同计算温降条件的差异。差异越大，垂直温度偏差越大。因此，散热面积偏大这种表面上看来似乎是提高设计安全度的因素，却起到了使室温均匀性变差的相反效果。二、散热面积偏大对垂直温度偏差的定量分析在单管顺序式供暖系统中，当各层散热面积均匀增大的情况下，造成水流方向的室温偏差，可作以下定量分析。设k、f为散热器的传热系数和面积，K、F为房间围护结构的传热系数和面积。则散热器放热和房间热损失的一般热平衡方程，可以表达为下式：（1）或：（2）在既定条件下，（k·f）/（K·F）为常数，可用C来表示。如忽略水温对散热器传热系数k的影响，式（2）经移项，可得室温随水温变化的一般关系式为：（3）耽以六恭层系崖统为映例，好且近写似认毒为各处层的织热量情相等斑，罚沿垂曲直方辟向两势端房陡间抢的的C虏值可微根据公式艺（蓝2带）求哄出：蜡窑衫棵铃姐叶添施形（池4惑）公亮礼签搬循状由搅给（蚕5巨）母当流直量不跨变，浇散热券面积然如增及大扑了岩A译倍，粮立管削总温星降也摆会相早应增虚大伶A挤倍。疗这样盖，上魔下游刘散热货器的载平均回水温屑变化趋为：鹊膊本谋件谈球萍斜（遥6阳）幕妙株旅门询（圆7材）益以散敢热面巧积的牛不同宫增大炉倍饥数戴A比值代恶入式宿（娇6缓）和喝式允（仅7械），倒可求肠得上谱、下见游房带间散混热器索的平镇均水到温如喘表苍1脂：蛙表税1圾均不同瘦增大它倍斑数觉A店值对微应的匙上、子下游花散热堡器的闭平均嚼水温烫A=悬1.贯3却A=扰1.湖4械A=梯1.旬5虫上游区散热秒器平蔬均水偏温成92弃.眨3士℃荐92哈.遇1内℃镜91扎.粒9据℃哀下游跪散热记器平涨均水管温只65带.非2它℃等62乘.堵9探℃饶60煌.先6浆℃狗由于荡散热颈面积升的增赌大，辫使设音计条嗽件下锋的郊C芝值也羞相应就增船大道A禾倍伪，式倒（语3宇）应自修正纵为：路愚杆唉没蒙等烤兼雅纱泄朵（或8绢）携将扰表版1缎中的骨散热酿器平妻均水勾温代央入式宝（撕8桥），遍可得毫上、嚷下游骑房间巴的室宇温及俊垂直霞温差乎如渣表历2技。卸表像2轻袖不同巡增大斯倍惹数畜A氏值对热应的敞上、慨下游棍房间尸室温东及垂并直温词差享A=住1.言3丘A=删1.根4抗A=捐1.谱5夸上游竖房间房室温锋23模.女3鞠℃索24奖.君9两℃尘26谣.约4堡℃环下游劝房间恐室温郑20拉.谊2紫℃波20精.桥6部℃海20胁.胳8虾℃全垂直匪温差基3.社1际℃处4.青3罪℃赌5.琴6谈℃床从以黑上近僵似分匪析可嚼见车，罪散热肺面积遣均匀唐增合大寨3赏0乔％级～嗽5岛0负％，姑足以幅引晶起衡3傲～愧5区℃肿的纹垂直兵温差豆。这联与实剂际运雀行情幻况的增测定挽结果泊是一泻致的序。佛三、染引起恩散热千面积倚增大版的主吉要因轮素壁供暖乓系统宿中散讯热面蒸积慨的魔偏大寻，有鹊主观晃上愿昨意把给设计排做得振偏安抄全一将些的烛原因掩，例劳如：抱围护西结构腥热损谅失计担算各余项参架数取为值掩对挖不利爽因素夕考虑暗过多树，而周对有弃利因欣素忽骗略不满计。屠但是活，更老多的竹是由该于现买行计钢算方口法青不咸够完诸善以输及系苍统应墨变性漫较差笑所形窄成。专在单炮管顺活序式兆系统粘温降隐计算河中，懒一般届忽略炼了以播下两刊个实迁际情角况：晚第一圈，仰管道茅散热串造成轧的陈温降景；兆第二蓝，选叠择散狠热器珠的规乓格进梢位使抄散热堆面积财增大窜造成沸的额刻外温漠降。好在理爷论计择算时正所努忽略循的以蝇上两仿点，村实际他上有吉较大痕的影行响。醋第一悬，管树道散对热。湾一个每（上3馒m廊左右狭开间蔽）南荒向标额准房泰间的面计算闲热负嘉荷约旧为链40层0周～寒50蝇0k壶ca躁l/押h梅，而劣长高度笛3睡m鞠、很DN柄1汪5丢管道狡平均牌散热四量争为论15盐6k亦ca森l/得h未，要冰占房凑间计挑算热底负荷捎的万3晚5反％。匙一个否（蓬3薯m膏左右蜻开间终）北收向标侵准房境间的穷计算准热负亭荷约同为诉80静0捧～响10由00贸kc奔al斥/帅h椅，而退长膀度呈3朽m事、成DN脆2血0健管道夫平均恩散热桂量刊为许19层6k爷ca据l/洋h朗，要秃占房班间计龟算热颤负荷视的蓄2棕2洽％。计第二缩，散只热器颈的规尘格进鼠位。抓以四母柱锡81哪3型铸铁列散热睁器为燃例，岸取每术片散文热量钞的停1/勒3芳计，殿约可个占南和向房腿间计妄算热杰负荷墓的早1功0蒜％，见占北局向房续间计搬算热有负荷偏的恨5足％。旬以上终两项角相加爸，如润看作戏散热简面积剥的均悟匀增昼大，元则南暴向约格增崖大迟4祥5凭％，设北向类约增晚大编2未7汪％。压在升实际带运行凉情况不的测江定中侄，发晒现伪南向认的暖垂直搜温差涛大于钟北向颈，管杠道较已多的杠单双扶管系然统催的皮垂直惭温差府大于浙单管揭系统贫，也辽说明逆了上仿述影帝响。呼四续、晕IS澡O唯标准撕台测个定结添果直阴接引望用于膜工程蠢计算耐的后妄果辈新编滥的《决实用袜供暖优通风苍设计渡手册耕》已灰经出兔版发究行，沫其中歌所给付出的磨各种做散热饲器的颠散热裕量数舒值，界均采纤用落了隐IS剑O旷标准寄台测宋定结半果。男以四裕柱惕81旧3倾铸铁犬散热如器为遭例，军在标缸准工西况（踢计算惑温积差乳64谅.蛾5握℃落）下揭给定浅的每害片散庆热量脖为落14约2储W包，比鸟老手摊册给烘定的忠散热悲量叔14惭0k握ca箱l/间h萄少雾1情3巩％，方比中回国建载筑科晕学研排究无院罩19鹊6罗5痰年的奶实测由资料荡少躁1借6铜％。咏对纵于塑四增柱仆81园3效铸铁辅散热柔器，点北京席地区身使用首广泛盯，从课未发腿现由摸于散蓝热量涨不足最造成垮的问此题，将如按笼新编月手册至计算立，无没疑均允使非散热街面积肤进一毛步缸偏大美。斧其他切各种服型式书的散俘热器学也相燃类似脊，据碍厂家刑和有腥关科怖研设置计单壶位论富证叨，美IS药O恼标准民台测茶得的柏散热陵量数盛据，漫均比抗散热好器在喊工程亭条件沈下的页实际纱散热泡量为啊低。墙其相使差幅炸度约不为蚁1忌0泽％枝～赞3雀0样％。代鉴于丈上述绕情况妇，有桌必要薄在拾IS格O谋标准灶台测乳试的扇基础东上唐，另纹行修跳正为您工程棚实际傲条件置下的居可靠弓数据衫。这爆不仅盒对于范建筑洒造价挺和金侵属消元耗量绸有相迟当影键响，迹更重友要的简是对摸于系理统的糖均匀碌性也站会造演成较辅大影告响脸。惑书五、勿《节信能设撒计标结准》贵实施酒以后描的一谋些新顷问题称国家宗行业员标进准家JG笛J2书6-榜86脊《民挠用建绩筑节居能设社计标恒准（玩采暖赛居住撑建筑竞部分进）》负，绿已颁浑布试群行。辅根据艰《标档准》坚要求郑，磁19捷9世0甘年的挪目标涉是恩在厅19划8钓0表～助19有8匠1地年的灭基础舞上，性使建春筑能差耗降鹿低结3魔0榜％，含其中虾建筑榜耗热折量降赵低胁2都0赞％，墨采暖导系统勾效率绳提奖高掠1滋0馆％。慈建筑确耗热嗓量这厅个基筝数按睬照《读标准堵》的裁要求续降低膜以后隆，瓣供暖座系统免以往抛存在腾的那大些使叠散热既面积常偏大丹的因殖素霞，域如果半不变袄甚至勿进一龟步加洋大，项均拴会我使增凝大比局例上胶升。最例如乞：原光来南侮向房蜡间管缸道散茧热因抖素使蜡散热美面积枕增才大介3颂5驱％五，由昌于房未间保铜温改阴善使话计算陷热负中荷降镇为侍8哥0众％，声则避散热摄面积间增大茅比例效将增表为絮43妇.匹8佛％。顿此外恋，为傲了降男低目驶前普善遍存守在的聪供暖棍系统乘循环堪水泵亿偏大缝造成废的过奉量电惜力消村耗，驾《标阿准》碧对循能环水辛泵的宏功率廉作了侍限制择。过蹦去慕，由婚于交散热饮面积想偏大刑而导诚致的瓣垂直盖失调慰，许朱多情干况下礼为系浴统的沃大流陵量所贪掩盖夏。绸对水绣泵功饺率限便制以缴后，诸实际固上将逝对系矛统的划设计夏提出侄较严惠格的闹要求终，如