散热器采暖系统低温运行研究

散热器采暖系统低温运行研究散热器采暖系统低温运行研究 董重成董重成 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学国内采暖热媒温度国内采暖热媒温度v城市热力管网设计规范（GJJ 34-90）版本中规定设计供水温度为9570。v教材、手册几乎所有的技术资料都按这个参数编写。现有民用建筑的采暖系统都是根据这个参数设计。v设计参数：9570，8060。国外采暖热媒温度国外采暖热媒温度v德国现在为7055，室温20,T=42.5；v芬兰现在为7040，室温20，T=35；v欧洲标准EN442EN442中规定标准工况为7565，室温20，T=50；v波兰东欧国家，以前采用9570工况，室温20，现在已经改为8060，室温20，T=50 v 在中欧,已经认为温差50不够低。现有迹象表明:为了节能，正朝着进一步降低系统温度的方向发展。v 德国工程师协会(VDI Guideline6030)Design-ing free heating surfaces(radiators)“自由散热表面的设计(散热器)”指出:“使温差降至35K以下可以得到更好的温度场，从而使用户感觉舒适。”温差35K，即为6050，室温20的低温热水采暖工况。该指南还对和采暖有关的建筑物节能提出了如下建议:进一步降低供暖系统的供回水温度至5545，T=30。v 在欧洲，有一种叫做“低表面温度(LST)”散热器，规定它的表面温度不超过43。这种散热器特别适合于医院、养老院、幼儿园和小学等需要考虑散热器安全性的场合使用。尽管从安全角度推出，同样也有助于提高能源使用效率。采用低温热水采暖的原因v健康舒适健康舒适：供水温度高于70时，灰尘会在散热器表面烤焦产生糊味，散发有害健康的尘粒或气体。由于散热器与室温的温差减小，室内温度场更加均匀。低温采暖不会使室内空气的相对湿度剧烈减小而产生燥热感，会使室内物体和空气电离程度降低，人体带静电减少，因而更舒适更健康。v节能节能低水温有助于采用冷凝锅炉、热泵、太阳能等使用低温热源技术。供暖热水温度的降低可以减少外网管道的热损失，供回水平均温度每降低1度，外网的热损失减少1.3%。有利于提高热力站内热交换器的换热效率。v低温散热器采暖系统适用于居住性节能建筑v对于那些需要高温采暖或要求迅速升温的建筑物不易采用低温供暖系统。供水温度60 6045 散热器采暖系统低温运行研究散热器采暖系统低温运行可行性研究散热器采暖系统低温运行可行性研究散热器采暖系统低温运行工程应用分析散热器采暖系统低温运行工程应用分析低温工况采暖散热器散热量实验研究低温工况采暖散热器散热量实验研究低温散热器采暖系统投资分析低温散热器采暖系统投资分析我国城市供热热源的种类与形式较多。低温散热器采暖系统可利用低温热能资源。低温散热器采暖系统采用低温热源需借助热泵装置。以热电联产或区域锅炉房作为热源实现低温供暖是可行的。低温热媒制备v城市热力管网的供回水温度一般为13080左右。v散热器采暖系统低温运行的低温热媒温度一般为60 以下。高温水高温水 低温水低温水转换设备转换设备换热站间接连接现场图图1：换热站间接连接现场图图3：清华大学提出“分栋可调”采暖建筑 采暖建筑 采暖建筑供水 95回水 50 采暖建筑 5 50 04 40 0 7 75 5 5 55 5 7 70 0 6 60 0 6 65 5 5 50 0主循环泵 混水泵 注：混水泵出口要安装逆止阀，防止突然停泵时发生倒流现象。可实现小区干管小流量、大温差，用户末端大流量、小温差运行。通过改变混水比调节供水温度，改变混水泵转速或阀门开度调节楼内循环流量，实现单幢楼宇的独立质、量并调。对于单栋建筑可调节成不同的供水温度，满足满足需要低需要低温采暖建筑物的低温水温要求。温采暖建筑物的低温水温要求。v 采用Fluent软件对标准房间采用辐射型钢制板式散热器和铜管铝翅片对流器进行模拟;v 选取的物理模型为哈尔滨市某节能住宅标准层标准房间，其具体布置如图;v 房间的计算热负荷为700W，室外温度-26。散热器采暖系统低温运行舒适性研究铜铝对流器低温采暖温度分布 铜铝对流器高温采暖温度分布 钢制散热器低温采暖温度分布 钢制散热器高温采暖温度分布 采暖房间中靠近散热器处温度变化大，室内水 平方向温度场变化趋势是从外墙至内墙温度场分布逐渐稳定，室内垂直方向温度场分布较均匀当其低温运行时，房间内温度梯度较小，温度场更加均匀，也就使人感到更舒适 低温采暖对管径的影响低温采暖对散热器数量的影响散热器数量增加对室内空间的影响低温散热器采暖系统研究哈尔滨、沈阳、北京、西安建筑平面图建筑平面图建筑围护结构主要热工参数建筑围护结构主要热工参数城市屋面传热系数外墙传热系数外窗传热系数地面传热系数非节能建筑节能建筑非节能建筑节能建筑木窗塑钢窗哈尔滨0.770.51.280.522.672.50.3沈阳0.90.61.60.72.6730.3北京1.260.81.70.95.8240.3西安1.260.82.015.8240.3热负荷计算结果热负荷计算结果城市非节能建筑节能建筑热负荷(W)面积热指标(W/m2)热负荷(W)面积热指标(W/m2)哈尔滨10257366.16209940.0沈阳9801663.16052039.0北京9687362.45973638.5西安8787756.65162033.3既有建筑采暖系统图既有建筑采暖系统图回水干管 供水干管 立管 第一环路 第二环路 节能改造前改造前采暖系统高温高温运行节能改造后改造后采暖系统低温低温运行既有建筑改造前系统高温运行时系统供回水干管、立管略大；改造后低温运行时散热器数量是改造前高温运行时的倍左右。散热面积增加对室内空间的影响散热器布置平面图散热器布置平面图采暖系统高温高温运行采暖系统低温低温运行既有建筑节能改造后系统供回水管不变，但低温运行时管段损失增加；低温运行散 热器数量增加。新建节能建筑采暖系统图新建节能建筑采暖系统图采暖系统高温高温运行采暖系统低温低温运行新建节能建筑供回水干管相同低温运行时立管略大；低温运行时散热器数量是高温运行时的2倍左右。v节能建筑的散热器采暖系统低温运行具有可行性。节能建筑的散热器采暖系统低温运行具有可行性。散热器采暖系统低温运行工程应用分析散热器采暖系统低温运行工程应用分析23哈尔滨典型住宅系统运行实测1换热站二级网供回水参数2v测试曲线测试曲线哈工大园区双城民安小区v部分换热站二级网供回水参数部分换热站二级网供回水参数牡丹江民航换热站沈阳市部分热力公司低温工况采暖散热器散热量实验研究铝柱翼散热器 铸铁柱翼散热器 钢制柱式散热器 钢制板式散热器 根铜管顺排式对流器 塑料散热器 v实验用散热器铝制柱翼塑料铜铝对流器钢制柱式铸铁柱翼钢制板式v实验结果实验结果散热器低温运行时散热量计算公式v结论结论v 采暖散热器在低温运行时的性能曲线近似看作其高采暖散热器在低温运行时的性能曲线近似看作其高温运行时性能曲线的延长线。温运行时性能曲线的延长线。低温散热器采暖系统投资分析高温采暖低温采暖高温采暖低温采暖既有建筑经节能改造既有建筑经节能改造新建节能建筑新建节能建筑节能建筑节能建筑v设备投资比较系统管道和散热器片数投资的变化v与节能改造前建筑采暖系统高温运行相比，节能改造后的建筑散热器采暖系统低温运行时设备投资增加不大。v若新建节能建筑散热器采暖系统低温运行，因其供回水温度降低而引起的散热器散热面积增加造成的系统投资的增加幅度为16.8%16.8%。欢迎讨论！欢迎讨论！