第二章-供暖系统的散热设备课件.ppt

1、第一节 散热器一、对散热器的要求： 1、热工性能方面的要求 散热器的传热系统k值越高，说明散热性能也越好。 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。 衡量经济性的标准是采用“金属热强度”标准 金属热强度是指散热器内热媒平均温度差为1时，每公斤质量散热器单位时间所散出的热量。即： W/Kg.q值越大，说明散出所耗的金属越小，这一指标作为衡量同一材料散热器经济性的一个指标。 对不同材质的散热器，其经济评价标准宜以散热器Gkq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，便于安装，占地小，生产工艺可满足大量生产。4.卫生和美观方面的要求

2、：美观，不积灰5.使用寿命的要求： 目前国内生产的散热器按材质分为二类：铸铁、钢制 按其构造形式分为：柱型、翼型、管型、平板型等。二、铸铁散热器 它具有结构简单、防腐性好，使用寿命长以及热稳 定性好等优点， 但其金属耗量大，金属热强度低于钢制散热器。 1.翼型散热器（图21a和图21b） 翼型散热器制造工艺简单，长翼型的造价也比较低，但它的金属热强度和传热系数较低，外形不美观，灰尘 不易扫除，特别是它的单体散热量较大，选用设计时不易恰好组成所属的面积，因而目前使用较小 2.柱型散热器（图21c和d） 柱型散热器与翼型散热器相比，其金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除灰，容易组成所需的面积，

3、因而得到广泛的应用。三、钢制散热器 1.闭式钢串片对流散热器（图22） 它有许多封闭垂直空气通道，增强了对流放热能力，同时串片不易损坏。 2.板型散热器（图23） 3.钢制柱型散热器（图2-4） 4.扁管型散热器（图2-5） 四、钢制散热器与铸铁散热器相比较 1.金属耗热量少：金属强度：钢制0.81.0w/kg 铸铁0.3 w/kg 2.耐压强度高： 铸铁pb0.40.5Mpa 耐压能力：钢制板型和柱型pb0.8Mpa 钢串片型pb1.0Mpa 因其耐压适合高层建筑供暖 3.外形美观整洁、占地小、便于布置 4.热稳性差：钢制小 铸铁大 5.防腐性能差：钢制的对水蒸气中的氧抗蚀能力差，不适宜布置

4、在有腐蚀性气体和湿度大的场合。 因上述缺点使得铸铁散热器仍然应用广泛五、其它材料的散热器 1.用钢和铸铁制成光管散热器，不美观，宜在厂房内使用。 2.铅及铅合金的散热器（意大利、匈牙利） 3.陶瓷散热器和混凝土内嵌钢管的散热器（前苏联）六、散热器的选用 根据下述几个原则选用 1.散热器的工作压力：当以热水为热媒时，它不能超过制造厂既定值，当采用蒸汽为热媒时不应高于0.2Mpa，铸铁园翼型不应高于0.4Mpa 2.在民用建筑里应美观，易清扫。 3.在具有腐蚀性气体和相对湿度较大的场合采用铸铁型 4.热水系统采用钢制散热器时，应采用必须的防腐措施（涂漆、补给水除氧等）蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型，

5、板型和扁管型等散热器。第二节 散热器的计算一散热器计算的 目的是为了确定供暖房间所需散热器的面积和片数二散热器面积的计算 计算公式： m2 (2-1)式中： Q-散热器的散热量，W tpj-散热器内热媒平均温度， t tn n-供暖室内计算温度供暖室内计算温度, k- k-散热器的传热系数散热器的传热系数,W/m,W/m2 2 1 1-散热器组装片数修正系数散热器组装片数修正系数 2 2散热器连接修正系数散热器连接修正系数 3 3散热器安装修正系数散热器安装修正系数 321)(npjttkQF二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度 1. 1.在热水供暖系统里在热水供暖系统里: : t

6、 tpjpj=(t=(tsgsg+t+tshsh)/2)/2 tsg-散热器进水温度 ， tsh-散热器出水温度， 其中对双管热水供暖系统它分别是按系统的设计供其中对双管热水供暖系统它分别是按系统的设计供, ,回水温度计算回水温度计算 对单管热水供暖系统对单管热水供暖系统, ,由于每组散热器的进出口水由于每组散热器的进出口水温是沿流动方向下降温是沿流动方向下降, ,所以每组散热器的进出口的水温所以每组散热器的进出口的水温必须逐一分别计算必须逐一分别计算. . 2. 2.在蒸汽供暖系统中在蒸汽供暖系统中: :当蒸汽表压力当蒸汽表压力0.03Mpa0.03Mpa时时,t,tpipi取取 10010

7、0当蒸汽表当蒸汽表0.03MPa0.03MPa时时,t,tpipi取散热器蒸汽压力相应的饱和温度取散热器蒸汽压力相应的饱和温度三.散热器k及其修正系数值 1.散热器传热系数k值的物理概念 它表示散热器内热媒平均温度tpj与室内气温tn相差1时,每1平方米散热器面积所散出的热量w,单位为w/m2 2.散热器的组装片数修正系数1 因试验时柱型散热器是以10片为标准进行的,因此使用中若组合片数与之不同均会影响到各片之间的相互辐射作用,需修正 修正系数1可查p317上附录2-3 3.散热器连接形式修正系数2值 试验时散热器的支管都在同一测,采用上进下出方式得到的结果如使用中有与这种方式不同的连接就应修

8、正,因其影响散热器的外表面温度场.修正系数在p317上2-44.散热器安装形式修正系数3值 试验散热器是敞开布置的,在使用中如有不同布置形式,应修正. 修正系数在p317上的附录2-55.蒸汽散热器的传热系数k值高于热水散热器, 不同压力下蒸汽散热器的k值在p316上的附录2-1中查取四.散热器的片数或长度的确定 1.按公式(2-1)确定的散热器所需的面积(是在片数修正系数1=1时确定的) 2.按公式n=F/f (片或米) (2-5) 式中f为每片或每米长的散热器面积. 3.按所确定的片数或长度米数来选择修正系数1,这样才最后确定了换热器的散热面积.五.考虑供暖管道散热量时,散热器面积的计算1

9、.在设计中若考虑热水在管道中的冷却对计算散热器面积的影响时,要用修正系数4, 4的值可查阅一些设计手册 2.对进入房间的供热管道是暗装且又无保温措施时应对管道散热造成散热器的进水温度下降的影响进行修正. 3.对进入房间是明装管道时,通常不考虑修正. 4.在需按精确计算散热器散热量的情况下,也应考虑对明装管道的修正. 进入房间供暖管道的散热量可用下式计算: Qg=fkgLt W (2-6) 式中:Qg管道散热量 f每米长管道表面积 L明装管道的长度 kg管道传热系数 t管内热媒的温度与室内温差 管道安装位置的修正 沿顶棚下面的水平管0.5 沿地面的水平管=1.0 立管=0.75 连接散热器的支管

10、=1.0计算散热器面积时,应扣去管道散入房间的热量.同时应注意,需要计算出热媒在管道中的温降,以求出进入散热器的实际水温tsg,并用此参数确定各散热器的传热系数k或Q值.在扣除相应管道散热量后,再确定散热器面积六.散热器的布置 1.要在外墙窗前 2.要防止冻裂 3.一般是明装 4.同一房间串连布置的散热器,管道应一致. 5.楼梯间应布置在底部,气流上升 6.铸铁散热器的组装片数有规定,不宜超过七.散热器计算例题 【例题2-1】一房间设计热负荷1600W，室内安装M-132型散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台板高度为150mm。供暖系统为双管上供式。设计供回水温度为：95/70,

11、室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，计算散热器面积时，不考虑管道向室内散热的影响。求散热器面积及片数。【解】已知：Q1600W，tp.j（95+70） /2=82.5 tn=18,t=tp.j-tn=82.51864.5 查附录2-1，对M-132型散热器 K2.426t0.2862.426（64.5）0.2867.99W/m2 修正系数： 散热器组装片数修正系数，先假定11.0 散热器连接形式修正系数，查附录2-4，21.0 散热器安装形式修正系数，查附录2-5，31.02 根据式（2-1） M-132型散热器每片散热面积为0.24m2（附录2-1）计算片数n为：

12、nF/f=3.17/0.24=13.2片13片 查附录2-3，当散热器片数为1120片时，11.05，因此，实际所需散热器面积为： FF 13.171.053.33m2 实际采用片数n为： nF/f3.33/0.2413.88片 取整数，应采用M132型散热器14片 232117. 302. 10 . 10 . 15 .6499. 71600mFtKQ 一般计算步骤： 1依据已知散热器的型式,查第316页上的附录2-1(或有关资料)确定传热系数,计算式中各系数并求k k=tb 2依据已知条件,查第317页上的附录2-3.2-4.2-5确定对散热器传热条件的有关修正系数1.2.3,其中1(组装片

13、数的修正)在未知的情况下可以先假设为1.0(即10片) 3求散热器的传热面积: 计算公式: 4试确定散热器的片数,由附录2-1提供的各型散热器各片面积资料f,以公式n=F/f 得到初步的选用片数 321tQF 5校验所选用的散热器片数与试验条件 下选用的差别,并依据附录2-3查出对应的1,求出确定的传热面积 F=F 1 6确定确切的散热器片数 n=F/f第三节 钢制辐射板 设置钢制辐射板的辐射供暖系统,称为辐射中温供暖系统(其板面平均温度为80200)。这种系统主要应用于高大的工业场合。 1.钢制辐射板的型式 钢制辐射板有块状辐射板和带状辐射板两种型式。 根据钢管和钢板的连接方式不同，单块辐射

14、板分为A型和B型两类。 A型：加热管外壁周长的1/4嵌入钢板槽内。 B型：加热管外壁周长的1/2嵌入钢板槽内图。2-6p41 辐射板背面加保温的称单面辐射板。 辐射板背面不加保温的成为双面辐射板。 钢制块状辐射板构造简单、加工方便、便于就地生产。在同样的放热情况下，它的耗金属量可比铸铁散热器系统节省50左右。 带状辐射板运用于大型建筑空间。二.钢制辐射板的散热量 钢制辐射板的散热量，包括辐射散热量和对流散热量两部分。 。 W （2-8） W （2-9）式中：)(4241210)100()100(ttFQCQQQQdfdfTTF 辐射板表面材料的黑度，它与油漆的光泽有关 C0绝对黑体的辐射系数，

15、 C05.67w/m2k4 辐射角系数，对封闭房间1.0 T1辐射板表面平均温度 T2护围内表面平均温度 t1辐射板的平均温度 t2辐射板前的空气温度 由于影响辐射板散热的因素很多，使理论计算存在困难，一般都是依靠试验的方法获得不同构造的辐射板在不同条件下的散热量，供工程设计之用。 全国通用建筑标准设计图集（CN501-1）中给出了各类辐射板的型号规定，构造图纸和各种板的散热量。三、钢制辐射板的设计与安装 在工程设计中，当采用辐射板供暖系统向整个建筑物或房间全面供暖时，建筑物和房间的供暖设计耗热量，可以近似的按下式计算 QfQ Q w （2-10） 式中： Q Q按本书第一章对流供暖系统耗热量

16、计算得出的设计耗热量 Qf全面辐射供暖的设计耗热量 修正系数，修正系数，0.80.80.90.9 确定全面辐射设计耗热量后，即可确定所需的块状或带状辐射板的块数n n Qf/q (2-11) 式中 q单块辐射板的散热量 辐射板散热量与板表面温度T1的四次方程单调增加函数函数关系，所以T1越高，放热量越多。一般以蒸汽作为热媒时，压力大于等于400kpa，不应低于200kpa，以热水作为热媒时热水平均温度不宜低于110 度。 钢制辐射板的安装有三种形式： 1.水平安装，热量向下辐射。 2.倾斜安装，热量倾斜向下辐射。 3.垂直安装，热量平衡辐射。 钢制辐射板的最低安装高度，请参见p319附录2-7

17、的标准第四节 暖风机 暖风机由通风机、电动机和空气加热器组合而成的联合机组。暖风机分为轴流式和离心式两种。 轴流式的风机气流射程短、出口风速低，适用于小型场合的室内空气循环加热。 离心式风机气流射程长、出口风速高，适用于大型场合的室内空气再循环和室外空气加热等。 根据其结构特点和适用的热媒不同又分成蒸汽暖风机，热水暖风机，蒸汽、热水两用暖风机，以及冷热水两用暖风机。 暖风机的供暖是比较经济的供暖方式之一，对流散热几乎占100。因而其热惰性小，升温快。 但对于空气中含有燃烧危险的粉尘，产生易燃易爆气体和纤维未经处理的生产厂房，从安全角度，不得采用再循环空气。 采用小型暖风机供暖，为使车间温度场较

18、均匀，保持一定的断面速度，布置时宜使暖风机的射流互相衔接，使供暖房间形成一个总空气循环。 在高大厂房内，如中间无隔档，宜按长度方向布置大型离心式暖风机。 小型暖风机的布置高度宜采用33.5m（出口风速5m/s）或45.5m（出口5m/s）宜采用出口风温3550。 大型暖风机的布置，不宜低于3.5米，但也不应高于7m，集中送风的送风温度宜采用3050，不得高于70。 在暖风机热风供暖设计中，主要是确定暖风机的型号，台数，平面布置及安装高度等，各种暖风机的性能参数在有关设计手册或产品样本中可查阅。设计工作主要是选型工作。但是注意各暖风机设计进口温度是15，如果使用场合不同时，进行修正计算见p46上的（2-13）式。