供热工程--第二章供暖系统的散热设备

第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 本章的主要内容：本章的主要内容：散热器的功能、基本要求和分类；散热器的功能、基本要求和分类；散热器的选用；散热器的选用；各种散热器的特点；各种散热器的特点；散热器的计算。散热器的计算。本章的难点和重点：本章的难点和重点：散热器的实际设计选用散热器的实际设计选用第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 散热设备的作用散热设备的作用 供暖系统的散热设备是系统的主要组成部供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分；分；它向房间散热以补充房间的热损失；它向房间散热以补充房间的热损失；保保持室内要求的温度。持室内要求的温度。散热设备向房间传热的方式散热设备向房间传热的方式：1供暖系统的热媒供暖系统的热媒(蒸汽或热水蒸汽或热水)，通过散热设，通过散热设备的壁面，主要以备的壁面，主要以对流传热对流传热方式方式(对流传热对流传热量大于辐射传热量量大于辐射传热量)向房间传热。这种散热向房间传热。这种散热设备通称为散热器。设备通称为散热器。第二章第二章 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备2供暖系统的热媒供暖系统的热媒(蒸汽、热水、热空气、蒸汽、热水、热空气、燃气或电热燃气或电热)，通过散热设备的壁面，主，通过散热设备的壁面，主要以辐射方式向房间传热。要以辐射方式向房间传热。以辐射传热以辐射传热为主的供暖系统，称为为主的供暖系统，称为辐射供暖系统辐射供暖系统。3通过散热设备向房间输送比室内温度高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。的空气，直接向房间供热。利用热空气利用热空气向房向房间供热的系统，称为间供热的系统，称为热风供暖系统热风供暖系统。第一节第一节 散热器散热器散热器的功能散热器的功能 将供暖系统的热媒将供暖系统的热媒(蒸汽或热水蒸汽或热水)所携带所携带的热量，通过散热器壁面传给房间。的热量，通过散热器壁面传给房间。对散热器的基本要求对散热器的基本要求 1热工性能方面的要求热工性能方面的要求 2经济方面的要求经济方面的要求 3安装使用和工艺方面的要求安装使用和工艺方面的要求 4卫生和美观方面的要求卫生和美观方面的要求 5使用寿命的要求使用寿命的要求 对散热器的基本要求对散热器的基本要求 1热工性能方面的要求热工性能方面的要求 散热器的传热系数散热器的传热系数K值越高，说明其散热性值越高，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传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积积(在外壁上加肋在外壁上加肋片片)、提高散热器周围空气流、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。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。少，成本越低，其经济性越好。q值越大，值越大，说明散出同样的热量所耗的金属量越小。这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个指标可作为衡量同一材质散热器经济性的一个指标。一个指标。对散热器的基本要求对散热器的基本要求3安装使用和工艺方面的要求安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械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，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。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。装设不应影响房间观感。5使用寿命的要求使用寿命的要求 散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。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，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、平板型主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。等。一、铸铁散热器一、铸铁散热器铸铁散热器的特点铸铁散热器的特点优点：优点：结构简单，防腐性好，使用寿命长以及结构简单，防腐性好，使用寿命长以及 热热稳定性好的；稳定性好的；缺点：其金属耗量大、金属热强度低于钢制散缺点：其金属耗量大、金属热强度低于钢制散热器。热器。我国目前应用较多的铸铁散热器有：我国目前应用较多的铸铁散热器有：(一一)翼型散热器翼型散热器(二二)柱型散热器柱型散热器（一）、翼型散热器（一）、翼型散热器 翼型散热器分类：翼型散热器分类：1.1.圆翼型圆翼型圆冀型散热器是一根圆冀型散热器是一根内径内径75mm75mm的管子，外面带有许的管子，外面带有许多圆形肋片的铸件。多圆形肋片的铸件。管子两端管子两端配设法兰，可将数根组成平行叠置的散热配设法兰，可将数根组成平行叠置的散热器组。器组。管子长度分管子长度分750mm750mm，1000mm1000mm；最高工作压力最高工作压力：对热媒为热水，水温低于：对热媒为热水，水温低于150150，PbPb0 06MPa6MPa；对蒸汽为热煤，；对蒸汽为热煤，PbPb0 04MPa4MPa。圆翼型型号标记为：圆翼型型号标记为：TY0.756(4)TY0.756(4)和和Tyl.06(4)Tyl.06(4)。（一）、翼型散热器（一）、翼型散热器2.2.长翼型长翼型长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋片，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。外壳内部为一扁盒状空间。长冀型散热器的长冀型散热器的标准长度标准长度L L分分200mm200mm，280mm280mm两种，宽度两种，宽度B B115mm115mm，同侧进出口中心距，同侧进出口中心距H1=500mmH1=500mm，高度，高度H=595mmH=595mm。长翼型型号标记分别相应为：长翼型型号标记分别相应为：TC0TC0.28285 54(4(俗称大俗称大60)60)和和TC0TC0.20205 54(4(俗称小俗称小60)60)。（一）、翼型散热器（一）、翼型散热器翼型散热器的特点：翼型散热器的特点：制造工艺简单，长翼型的造价也较低；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，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，设计选用时不易单体散热量较大，设计选用时不易 恰好恰好组成所需的面积，因而日前不少设计单位，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。趋向不选用这种散热器。(二二)柱型散热器柱型散热器 柱型散热器的组成：柱型散热器的组成：柱型散热器是呈柱状的单片散热器。外表柱型散热器是呈柱状的单片散热器。外表面光滑，每片各有几个中空的立柱相互连面光滑，每片各有几个中空的立柱相互连通。根据散热面积的需要。可把各个单片通。根据散热面积的需要。可把各个单片组装在一起形成一组散热器。组装在一起形成一组散热器。我国目前常用的柱型散热器主要有：我国目前常用的柱型散热器主要有：P33P33二柱型散热器和四柱型散热器；二柱型散热器和四柱型散热器；柱型散热器有带脚不带脚的两种片型，便柱型散热器有带脚不带脚的两种片型，便于落地或挂墙安装。于落地或挂墙安装。国内散热器标准规定，柱型散热器有五种规格：国内散热器标准规定，柱型散热器有五种规格：相应型号标准记为相应型号标准记为TZ255(8)；TZ435(8)；TZ455(8)；TZ465(8)；TZ495(8)。如标记如标记TZ465，TZ4表示灰铸铁四柱型，表示灰铸铁四柱型，6表示同侧进出口中心距为表示同侧进出口中心距为600 mm，5表示最表示最高工作压力高工作压力0.5MPa。(二二)柱型散热器柱型散热器 柱型散热器与翼型散热器相比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；其金属热强度及传热系数高；外形美观，易清除积灰；外形美观，易清除积灰；容易组成所需的面积；因而它得到较广容易组成所需的面积；因而它得到较广泛的应用。泛的应用。(二二)柱型散热器柱型散热器 二、钢制散热器二、钢制散热器 目前我国生产的钢制散热器主要有下面几种型式：目前我国生产的钢制散热器主要有下面几种型式：(一一)闭式钢串片对流散热器闭式钢串片对流散热器 由钢管、钢片、联箱及管接头组成。闭式由钢管、钢片、联箱及管接头组成。闭式钢串片式散热器规格以钢串片式散热器规格以高高*宽宽表示，其长度可按设表示，其长度可按设计要求制作。计要求制作。(二二)板型散热器板型散热器 由面板、背板、进出水口接头、放水门固由面板、背板、进出水口接头、放水门固定套及上下支架组成。背板有带对流片和不带定套及上下支架组成。背板有带对流片和不带对流片两种类型。对流片两种类型。国内散热器标准给出的规国内散热器标准给出的规格尺寸见表格尺寸见表2-1。(三三)钢制柱型散热器钢制柱型散热器 其构造与铸铁柱型散热器相似，每片其构造与铸铁柱型散热器相似，每片也有几个中空立柱。这种散热器是采用也有几个中空立柱。这种散热器是采用1.251.5mm厚冷轧钢板冲压延伸形成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，单片之间经气体弧焊滚焊复合成单片，单片之间经气体弧焊联接成散热器。联接成散热器。二、钢制散热器二、钢制散热器二、钢制散热器二、钢制散热器(四四)扁管型散热器扁管型散热器 组成组成：它是采用：它是采用521115(宽宽高高厚厚)的水通路扁管叠加焊接在一起，型散热器的水通路扁管叠加焊接在一起，型散热器外形尺是以外形尺是以52mm为基数，形成为基数，形成三种高度规格三种高度规格：4l6mm(8根根),520mm（10根）根）和和624mm（12根根)。长度长度：由：由600mm开始，以开始，以200mm进位至进位至2000mm共八种规格。共八种规格。结构形式结构形式：单板、双板，单板带对流片和双单板、双板，单板带对流片和双板带对流片四种结构形式板带对流片四种结构形式。钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点1金属耗量少金属耗量少。钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成。钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成。金属热强度可达金属热强度可达0.81.0Wkg，而铸铁，而铸铁散热器的金属热强度散热器的金属热强度般仅为般仅为0.3 Wkg左右。左右。2耐压强度高。耐压强度高。铸铁散热器的承压能力一般铸铁散热器的承压能力一般P b=0.4一一0.5Mpa。钢制板型及柱型散热器的最高工。钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达作压力可达0.8Mpa。因此，从承压能力的。因此，从承压能力的角度来看，钢制散热器适用于高层建筑供角度来看，钢制散热器适用于高层建筑供暖和高温水供暖系统。暖和高温水供暖系统。钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点3外形美观整洁，占地小，便于布置。外形美观整洁，占地小，便于布置。如板型和扁管型散热器还可以在其外如板型和扁管型散热器还可以在其外表面喷刷各种颜色的图案，与建筑和室内表面喷刷各种颜色的图案，与建筑和室内装饰相协调。制散热其高度较低，扁管和装饰相协调。制散热其高度较低，扁管和板型散热器厚度薄，占地小，便于布置。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除钢制柱型散热器外，钢制散热器的水容量较少，较少，热稳定性差些热稳定性差些。在供水温度偏低而又。在供水温度偏低而又采用间歇供暖时，采用间歇供暖时，散热效果明显降低散热效果明显降低。5钢制散热器的钢制散热器的主要缺点是容易被腐蚀，使用主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命比铸铁散热器短寿命比铸铁散热器短。6.6.此外，在蒸汽供暖系统中不应采用钢制散热此外，在蒸汽供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度较大的房间，不宜设置钢制散热器。由于钢制散热器存在上述缺点，它的应由于钢制散热器存在上述缺点，它的应用范围受到用范围受到定的限制。因此，铸铁柱型散定的限制。因此，铸铁柱型散热器仍是目前国内应用最广泛的散热器。热器仍是目前国内应用最广泛的散热器。钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的特点（三）、光面管（排管）散热器（三）、光面管（排管）散热器 它是它是种最简易的散热器。它是用钢管种最简易的散热器。它是用钢管在现场或工厂焊接制成。它的主要缺点是耗在现场或工厂焊接制成。它的主要缺点是耗钢量大也不美观一般只用于工业厂房。钢量大也不美观一般只用于工业厂房。（四）、（四）、其它类型散热器其它类型散热器铝制散热器铝制散热器 重量轻，外表美观；铝的辐射系数比铸铁和钢的小，重量轻，外表美观；铝的辐射系数比铸铁和钢的小，为补偿其辐射放热的减小，外型上应采用措施以提高为补偿其辐射放热的减小，外型上应采用措施以提高气对流散热量。气对流散热量。陶瓷散热器陶瓷散热器混凝土板内嵌钢管的散热器型式混凝土板内嵌钢管的散热器型式 塑料散热器塑料散热器 三、散热器的选用三、散热器的选用 设计选择散热器时，应符合下列原则性的规定：设计选择散热器时，应符合下列原则性的规定：1散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造厂规定的压力值。对高层建筑使用热水供暖时，首造厂规定的压力值。对高层建筑使用热水供暖时，首先要求保证承压能力，这对系统安全运行，至关重要。先要求保证承压能力，这对系统安全运行，至关重要。2在民用建筑中，宜采用外形美观，易于清扫的散热器。在民用建筑中，宜采用外形美观，易于清扫的散热器。3在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。清扫的散热器。4在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用铸铁散热器。宜采用铸铁散热器。5热水系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施热水系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施(如表面喷涂，补给水除氧等措施如表面喷涂，补给水除氧等措施)，蒸汽采暖系统不得，蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。第二节第二节 散热器的计算散热器的计算散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。一、散热面积的计算一、散热面积的计算二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpj 散热器内热媒平均温度散热器内热媒平均温度tpj随供暖热媒随供暖热媒(蒸汽或热水蒸汽或热水)参数和供暖系统形式而定。参数和供暖系统形式而定。二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpj对单管热水供暖系统，由于每组散热器的进、对单管热水供暖系统，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、出口水温必须逐一分别计算(见第下章见第下章)。对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度分别按系统的设计供、回水温度计算。分别按系统的设计供、回水温度计算。二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpj2在蒸汽供暖系统中：在蒸汽供暖系统中：当蒸汽表压力小于等于当蒸汽表压力小于等于003Mpa时，时，tpj取取等于等于100;当蒸汽表压力大于当蒸汽表压力大于003MPa时，时，tpj取与散取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。三、散热器传热系数三、散热器传热系数K 散热器传热系数散热器传热系数K值的物理概念值的物理概念 当散热器内热媒平均温度当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温相差与室内气温相差l时，时，每每l散热器面积所放出的热量散热器面积所放出的热量W。K K是散热器散热能力强弱的主要标志。是散热器散热能力强弱的主要标志。影响散热器传热系数的因素很多影响散热器传热系数的因素很多：散热器的制散热器的制造情况造情况（如采用的材料、几何尺寸、结构形式，（如采用的材料、几何尺寸、结构形式，表面喷涂等因素；表面喷涂等因素；散热器的使用条件散热器的使用条件（如使用（如使用的热媒、温度、流量、室内空气温度及流速、的热媒、温度、流量、室内空气温度及流速、安装方式及组合片数等因素），所以难以用理安装方式及组合片数等因素），所以难以用理论的数学模型表征出各种因素对散热器论的数学模型表征出各种因素对散热器K值的影值的影响，响，只有通过实验方法确定。只有通过实验方法确定。三、散热器传热系数三、散热器传热系数K 问题：影响散热器传热系数和散热量的问题：影响散热器传热系数和散热量的最主要因素是什么？为什么？最主要因素是什么？为什么？四、散热器传热系数四、散热器传热系数K的修正系数的修正系数 散热器传热系数和散热量值是在一定条散热器传热系数和散热量值是在一定条件下通过实验测得的，式件下通过实验测得的，式(21)中的中的1、2、3都是考虑散热器的实际使用条件与测定实都是考虑散热器的实际使用条件与测定实验条件不同验条件不同,而对而对K或或Q值，亦即对散热器面值，亦即对散热器面积积F引入的修正系数。引入的修正系数。1、散热器组装片数修正系数、散热器组装片数修正系数1；柱型以柱型以10片为实验组合标准片为实验组合标准 四、散热器传热系数四、散热器传热系数K的修正系数的修正系数 四、散热器传热系数四、散热器传热系数K的修正系数的修正系数 四、散热器传热系数四、散热器传热系数K的修正系数的修正系数 此外，一些实验表明：在一定的连接此外，一些实验表明：在一定的连接方式和安装形式下，通过散热器的水流量方式和安装形式下，通过散热器的水流量对某些型式的散热器的对某些型式的散热器的K值和值和Q值也有一定值也有一定影响。如在闭式钢串片散热器中影响。如在闭式钢串片散热器中,当流量减当流量减少较多时肋片的温度明显降低传热系少较多时肋片的温度明显降低传热系数数K和散热量和散热量Q值下降。对不带肋片的散热值下降。对不带肋片的散热器，水流量对传热系数器，水流量对传热系数K和散热量和散热量Q值的影值的影响较小，可不予修正。响较小，可不予修正。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。22.7.3122.7.31Sunday,July 31,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。11:48:0811:48:0811:487/31/2022 11:48:08 AM11、以我独沈久，愧君相见频。22.7.3111:48:0811:48Jul-2231-Jul-2212、故人江海别，几度隔山川。11:48:0811:48:0811:48Sunday,July 31,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。22.7.3122.7.3111:48:0811:48:08July 31,202214、他乡生白发，旧国见青山。2022年7月31日星期日上午11时48分8秒11:48:0822.7.3115、比不了得就不比，得不到的就不要。2022年7月上午11时48分22.7.3111:48July 31,202216、行动出成果，工作出财富。2022年7月31日星期日11时48分8秒11:48:0831 July 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。上午11时48分8秒上午11时48分11:48:0822.7.319、没有失败，只有暂时停止成功！。22.7.3122.7.31Sunday,July 31,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。11:48:0811:48:0811:487/31/2022 11:48:08 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。22.7.3111:48:0811:48Jul-2231-Jul-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。11:48:0811:48:0811:48Sunday,July 31,202213、不知香积寺，数里入云峰。22.7.3122.7.3111:48:0811:48:08July 31,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2022年7月31日星期日上午11时48分8秒11:48:0822.7.3115、楚塞三湘接，荆门九派通。2022年7月上午11时48分22.7.3111:48July 31,202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022年7月31日星期日11时48分8秒11:48:0831 July 202217、空山新雨后，天气晚来秋。上午11时48分8秒上午11时48分11:48:0822.7.319、杨柳散和风，青山澹吾虑。22.7.3122.7.31Sunday,July 31,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11:48:0811:48:0811:487/31/2022 11:48:08 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。22.7.3111:48:0811:48Jul-2231-Jul-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:48:0811:48:0811:48Sunday,July 31,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。22.7.3122.7.3111:48:0811:48:08July 31,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2022年7月31日星期日上午11时48分8秒11:48:0822.7.3115、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2022年7月上午11时48分22.7.3111:48July 31,202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022年7月31日星期日11时48分8秒11:48:0831 July 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午11时48分8秒上午11时48分11:48:0822.7.31MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉