供热工程-第二章 供暖系统散热设备

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章,供暖系统的散热设备,本章的主要内容：,散热器的功能、基本要求和分类；,散热器的选用；,各种散热器的特点；,散热器的计算。,本章的难点和重点：,散热器的实际设计选用,第二章,供暖系统的散热设备,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分；它向房间散热以补充房间的热损失；保,持室内要求的温度。,散热设备向房间传热的方式,：,1,供暖系统的热媒,(,蒸汽或热水,),，通过散热设备的壁面，主要以,对流传热,方式,(,对流传热量大于辐射传热量,),向房间传热。这种散热设备通称为散热器。,第二章,供暖系统的散热设备,2,供暖系统的热媒,(,蒸汽、热水、热空气、燃气或电热,),，通过散热设备的壁面，主,要以辐射方式向房间传热。,以辐射传热为主的供暖系统，称为,辐射供暖系统,。,3,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。,利用热空气向房,间供热的系统，称为,热风供暖系统,。,第一节 散热器,散热器的功能,将供暖系统的热媒,(,蒸汽或热水,),所携带的热量，通过散热器壁面传给房间。,对散热器的基本要求,1,热工性能方面的要求,2,经济方面的要求,3,安装使用和工艺方面的要求,4,卫生和美观方面的要求,5,使用寿命的要求,对散热器的基本要求,1,热工性能方面的要求,散热器的传热系数,K,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。,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。,q,值越大，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一个指标。,对散热器的基本要求,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。,4,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，散热器的装设不应影响房间观感。,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，按其制造材质，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,等。,一、铸铁散热器,铸铁散热器的特点,优点：,结构简单，防腐性好，使用寿命长以及 热,稳定性好的；,缺点：其金属耗量大、金属热强度低于钢制散热器。,我国目前应用较多的铸铁散热器有：,(,一,),翼型散热器,(,二,),柱型散热器,（一）、翼型散热器,翼型散热器分类：,1.,圆翼型,圆冀型散热器是一根,内径,75mm,的管子，外面带有许多圆形肋片的铸件。,管子两端,配设法兰，可将数根组成平行叠置的散热器组。,管子长度分,750mm,，,1000mm,；,最高工作压力,：对热媒为热水，水温低于,150,，,Pb,0,6MPa,；,对蒸汽为热煤，,Pb,0,4MPa,。,圆翼型型号标记为：,TY0.756(4),和,Tyl.06(4),。,（一）、翼型散热器,2.,长翼型,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。,长冀型散热器的,标准长度,L,分,200mm,，,280mm,两种，宽度,B,115mm,，,同侧进出口中心距,H1=500mm,，,高度,H=595mm,。,长翼型型号标记分别相应为：,TC0,.,28,5,4(,俗称大,60),和,TC0,.,20,5,4(,俗称小,60),。,（一）、翼型散热器,翼型散热器的特点：,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，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,恰好组成所需的面积，因而日前不少设计单位，趋向不选用这种散热器。,(,二,),柱型散热器,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：,P33,二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：,相应型号标准记为,TZ255(8),；,TZ4,3,5(8),；,TZ4,5,5(8),；,TZ4,6,5(8),；,TZ4,9,5(8),。,如标记,TZ4,6,5,，,TZ4,表示灰铸铁四柱型，,6,表示同侧进出口中心距为,600 mm,，,5,表示最高工作压力,0,.,5MPa,。,(,二,),柱型散热器,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，易清除积灰；,容易组成所需的面积；因而它得到较广泛的应用。,(,二,),柱型散热器,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：,(,一,),闭式钢串片对流散热器,由钢管、钢片、联箱及管接头组成。闭式钢串片式散热器规格以,高*宽,表示，其长度可按设计要求制作。,(,二,),板型散热器,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对流片两种类型。,国内散热器标准给出的规格尺寸见表,2-1,。,(,三,),钢制柱型散热器,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,1.251.5mm,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，单片之间经气体弧焊联接成散热器。,二、钢制散热器,二、钢制散热器,(,四,),扁管型散热器,组成,：它是采用,52,11,1,5(,宽,高,厚,),的水通路扁管叠加焊接在一起，型散热器外形尺是以,52mm,为基数，形成,三种高度规格,：,4l6mm(8,根,),520mm,（,10,根）和,624mm,（,12,根,),。,长度,：由,600mm,开始，以,200mm,进位至,2000mm,共八种规格。,结构形式,：,单板、双板，单板带对流片和双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,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,0.81.0W,kg,，,而铸铁散热器的金属热强度,般仅为,0.3 W,kg,左右。,2,耐压强度高。,铸铁散热器的承压能力一般,P b=0.4,一,0.5Mpa,。,钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达,0.8Mpa,。,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,3,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，,热稳定性差些,。在供水温度偏低而又采用间歇供暖时，,散热效果明显降低,。,5,钢制散热器的,主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命比铸铁散热器短,。,6.,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，它的应用范围受到,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。,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,它是,种最简易的散热器。它是用钢管在现场或工厂焊接制成。它的主要缺点是耗钢量大也不美观一般只用于工业厂房。,（四）、,其它类型散热器,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，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。,陶瓷散热器,混凝土板内嵌钢管的散热器型式,塑料散热器,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：,1,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。,3,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。,4,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。,5,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,),，蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。,第二节 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。,一、散热面积的计算,二、散热器内热媒平均温度,t,pj,散热器内热媒平均温度,tpj,随供暖热媒,(,蒸汽或热水,),参数和供暖系统形式而定。,二、散热器内热媒平均温度,t,pj,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，所以每组散热器的进、出口水温必须逐一分别计算,(,见第下章,),。,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。,二、散热器内热媒平均温度,t,pj,2,在蒸汽供暖系统中：,当蒸汽表压力小于等于,0,03Mpa,时，,tpj,取等于,100;,当蒸汽表压力大于,0,03MPa,时，,tpj,取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。,三、散热器传热系数,K,散热器传热系数,K,值的物理概念,当散热器内热媒平均温度,tpj,与室内气温相差,l,时，每,l,散热器面积所放出的热量,W,。,K,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,：,散热器的制造情况,（如采用的材料、几何尺寸、结构形式，表面喷涂等因素；,散热器的使用条件,（如使用的热媒、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），所以难以用理论的数学模型表征出各种因素对散热器,K,值的影响，,只有通过实验方法确定。,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最主要因素是什么？为什么？,四、散热器传热系数,K,的修正系数,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,(21),中的,1,、,2,、,3,都是考虑散热器的实际使用条件与测定实验条件不同,而对,K,或,Q,值，亦即对散热器面积,F,引入的修正系数。,1,、散热器组装片数修正系数,1,；,柱型以,10,片为实验组合标准,四、散热器传热系数,K,的修正系数,四、散热器传热系数,K,的修正系数,四、散热器传热系数,K,的修正系数,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对某些型式的散热器的,K,值和,Q,值也有一定影响。如在闭式钢串片散热器中,当流量减少较多时肋片的温度明显降低传热系数,K,和散热量,Q,值下降。对不带肋片的散热器，水流量对传热系数,K,和散热量,Q,值的影响较小，可不予修正。,