采暖系统的散热设备与附属设备

LOGO供热工程GONGREGONGCHENG武汉理工大学出版社单元3采暖系统的散热设备与附属设备采暖系统的散热设备与附属设备知识目标：1、散热器选用与布置；2、暖风机选用与布置；3、采暖系统附属设备的选用与设计。能力目标：1、能够进行采暖散热器及附属设备的选型和布置；2、能够进行采暖散热器及附属设备的选择计算；3、能够了解常用采暖散热器构造、类型、原理；4、熟悉散热器的布置、敷设与安装验收规范。采暖系统的散热设备与附属设备散热设备向房间传热的方式主要有：（1）以对流换热方式为主向房间散热。散热设备常见类型有散热器、暖风机。（2）以辐射方式为主向房间散热。该散热设备通常称为采暖辐射板。散热器散热器是采暖系统重要的、基本的组成部件。热媒通过散热器向室内供热达到采暖的目的。散热器的正确选用涉及到系统的经济指标和运行效果。对散热器的基本要求，主要有以下几点：（1）热工性能方面的要求散热器的传热系数值越高，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。1.1对散热器的要求散热器（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。散热器的金属热强度是衡量散热器经济性的一个标志。金属热强度是指散热器内热媒平均温度与室内空气温度差为l℃时，每公斤质量散热器单位时间所散出的热量。即GKqW/（kg·℃）（3-1）式中qKG——散热器的金属热强度，W/（kg·℃）；——散热器的传热系数，W/（m2·℃）；——散热器每1平方米散热面积的质量，kg/m2。散热器值越大，说明放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。对各种不同材质的散热器，其经济评价标准宜以散热器单位散热量的成本(元／W)来衡量。（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，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足批量生产的要求。q散热器（4）卫生和美观方面的要求散热器外表光滑，不易积灰和易于清扫，外形美观，易与室内装饰相协调。（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，按其使用材质不同，主要有铸铁、钢制、铜铝复合等三大类。按其构造不同，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。散热器1.2.1铸铁散热器铸铁散热器的优点是结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大。但它的金属耗量大、笨重、金属热强度比钢制散热器低。目前国内应用较多的铸铁散热器有柱型和翼型两大类。铸铁柱型散热器是呈柱状的单片散热器，用对丝将单片组对成所需散热面积。常用的铸铁柱型散热器有四柱和二柱等，如图3-1（a）和图3-1（b）所示。四柱散热器有带足片与不带足片两种片形，分别用于落地和挂墙安装。柱型散热器外形美观，传热系数较大，单片散热量小，容易组对成所需散热面积，积灰较易清除。1.2散热器的种类散热器翼型散热器分为长翼型和圆翼型，如图3-1（c）和图3-1（d）所示。翼型散热器铸造工艺简单，价格较低，但易积灰，单片散热面积较大，不易组对成所需散热面积，承压能力低。圆翼型多用于不产尘车间。有时也用在要求散热器高度小的地方。图3-l常用铸铁散热器（a）四柱散热器；（b）M132型散热器；（c）长翼型散热器；（d）圆翼型散热器散热器1.2.2钢制散热器（1）闭式钢串片式它由钢管、钢片、联箱及管接头组成，如图3-2所示。钢管上的串片采用薄钢片，串片两端折边90°形成封闭形。形成许多封闭垂直空气通道，增强了对流放热图3-2闭式钢串片对流散热器（a）240×100型；（b）300×80型散热器（2）钢制板型散热器它由面板、背板、进出水口接头、放水门、固定套及上下支架组成，如图3-3所示。面板、背板多用1.2～1.5mm厚的冷轧钢板冲压成型，在面板直接压出呈圆弧形或梯形的散热器水道。水平联箱压制在背板上，经复合滚焊形成整体。为增大散热面积，在背板后面可焊上0.5mm厚的冷轧钢板对流片。图3-3钢制板型散热器散热器（3）钢制柱型散热器如图3-4所示，其结构型式与铸铁柱型散热器相似。这种散热器是采用1.25～1.5mm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滚焊复合成单片，单片之间经焊接联接成散热器。图3-4钢制柱型散热器散热器（4）钢制扁管型散热器这种散热器由数根52×11×1.5mm(宽×高×厚)的水通路扁管叠加焊接在一起，两端加上断面35×40mm的联箱制成，如图3-5所示。扁管散热器的板型有单板、双板，单板带对流片和双板带对流片四种结构形式。单双板扁管散热器两面均为光板，板面温度较高，有较多的辐射热。带对流片的单、双板扁管散热器，每片散热量比同规格的不带对流片的大，热量主要是以对流方式传递。高度规格有：416mm(8根)、520mm(10根)和624mm(12根)。长度有600~2000mm以200mm进位的八种规格。散热器（5）钢制光面管（排管）散热器是在现场或工厂焊接制成。它的主要缺点是耗钢量大、占地面积大、造价高，也不美观，一般只用于工业厂房。钢制散热器与铸铁散热器相比，具有如下一些特点：1）金属耗量少。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0.8～1.0W/（kg·℃），而铸铁散热器的金属热强度一般仅为0.3W/（kg·℃）左右。2）耐压强度高。铸铁散热器承受的工作压力一般0.4～0.5MPa。钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达0.8MPa；钢串片的承受的工作压力更高，可达1.0MPa。散热器3）外形美观整洁，占地小，便于布置。钢制散热器高度较低，扁管和板型散热器厚度薄，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较少，热稳定性较差。5）钢制散热器的最主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命比铸铁散热器短。实践经验表明：热水采暖系统中水的含氧量和氯根含量多时，钢制散热器很易产生内部腐蚀。此外，在蒸汽采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度较大的房间，不宜设置钢制散热器。散热器1.2.3铝制散热器铝制散热器的特点：（1）高效的散热性能。铝具有优良的热传导性能，由挤压成型的柱冀式（如图3-6）造型使得同体积散热面积大大增加，散热量大大提高，因此铝制散热器在满足同等散热量的情况下体积比传统散热器要小得多。图3-6柱冀式铝制散热器散热器（2）重量轻。铝制散热器由于具有很高的散热效率，并且它的比重也仅为钢的1/3，所以在同等散热量情况下，铝制散热器的重量比钢制散热器的重量要轻很多。（3）价格偏高。铝是价格较高的有色金属，远远高于钢、铁等黑色金属。（4）不宜在强碱条件下长期使用。铝是两性金属，对酸、碱都很活跃。在强碱条件下防腐涂料会加速老化，一旦涂层被破坏，铝会很快腐蚀，造成穿孔，因此铝制散热器对采暖系统用水要求较高。散热器1.2.4铜铝复合散热器采用最新的液压胀管技术将里面的铜管与外部的铝合金紧密连接起来，将铜的防腐性能和铝的高效传热结合起来，这种组合使得这种散热器性能更加优越。1.3.1散热器的选用选用散热器类型时，应考虑其在热工、经济、卫生工艺和美观等方面的基本要求，应符合下列原则性的规定：（1）散热器应满足采暖系统工作压力要求，且应符合现行国家行业标准1.3散热器的选择散热器（2）所选散热器的传热系数应较大，其热工性能应满足采暖系统的要求。采暖系统下部各层散热器承受压力较大，所能承受的最大工作压力应大于采暖系统底层散热器的实际最大工作压力。（3）散热器的外形尺寸应适合建筑尺寸和环境要求，易于清扫。民用建筑宜采用外形美观、易于清扫的散热器，考虑与室内装修协调。在放散粉尘或对防尘要求较高的工业建筑中，应采用易于清除灰尘的散热器。（4）在具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间应采用耐腐蚀的散热器。散热器（5）铝制散热器内表面应进行防腐处理，且采暖水的PH值不应大于10。水质较硬地区不宜使用铝制散热器；采用铝制散热器、铜铝复合散热器时，应采取措施防止散热器接口电化学腐蚀。（6）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的铸铁等散热器。（7）环境湿度高的房间（如浴室、游泳馆）和开式采暖系统中不应选用钢制散热器(包括钢制柱式、板式、扁管散热器)。散热器1.3.2散热面积的计算采暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。散热器的散热量应等于采暖房间的设计热负荷。散热器散热面积按下式计算：321)(npjttKQF（m2）（3-2）Qpjtnt式中——散热器的散热量，W；——散热器内热媒平均温度，℃；——采暖室内计算温度，℃；23——散热器的传热系数，W／(m2·℃)；——散热器组装片数修正系数；——散热器连接形式修正系数；——散热器安装形式修正系数。散热器散热器内热媒平均温度随采暖热媒(蒸汽或热水)参数和采暖系统形式而定。（1）在热水采暖系统中，为散热器进出口水温的算术平均值。1.3.3散热器内热媒平均温度pjtpjt2shsgpjttt（3-3）sgtsht式中——散热器进水温度，℃；——散热器出水温度，℃。散热器对双管热水采暖系统，散热器的进、出口温度分别按系统的设计供、回水温度计算。对单管热水采暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动方向下降，所以每组散热器的进、出口水温必须逐一分别计算，进而求出散热器内热媒平均温度，如图3-7。图3-7单管热水采暖系统散热器出口水温计算示意图)()(32133hggttQQQQtt流出第三层散热器的水温，可按下式计算：（3-4）2t)()()(321322hggttQQQQQtt流出第二层散热器的水温，可按下式计算：（3-5）写成通式，即为)(hgNiigittQQtt（3-6）NiiQiiQ式中——流出第组散热器的水温，℃；——沿水流方向，在第组（包括第组）散热器前的全部散热器的散热量，W；——立管上所有散热器热负荷之和，W。计算出各管段水温后，就可以计算散热器的热媒平均温度。pjtpjt（2）在蒸汽采暖系统中，当蒸汽表压力小于或等于0.03MP