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济南铁道职业技术学院暖通教研室,供暖系统的散热设备,GONGNUANXITONGDESANRESHEBEI,GONGNUANXITONGDESANRESHEBEI,,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。,,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。,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。,,散热器的功能是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,,,第一节散热器,散热器的功能是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。,,,,第一节散热器,,,,,第一节散热器,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。,对散热器的基本要求,,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1度时，每公斤质量散热器单位时间所做出的热量。即q＝K／GW／kg℃式中q一散热器的金属热强度，w／kg℃；K散热器的传热系数。W／㎡．℃；G散热器每1㎡散热面积的质量，kg／㎡。,对散热器的基本要求,,,,第一节散热器,,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，散热器的生产上艺应满足大批量生产的要求。,,,,第一节散热器,对散热器的基本要求,,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。,,,,第一节散热器,对散热器的基本要求,,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、金属热强度低于的钢制热器。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,,,,第一节散热器,,,,第一节散热器,,,,第一节散热器,（一）、翼型散热器,翼型散热器分类1.圆翼型,圆翼型,,,,第一节散热器,圆翼型散热器（点击观看动画）,,,,第一节散热器,2.长翼型,,,,第一节散热器,（一）、翼型散热器,长翼型,,,,第一节散热器,,（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；但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。,,,,第一节散热器,,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，每片并行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。,,,,第一节散热器,柱型散热器,,,,第一节散热器,二柱型散热器,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TZ2558；TZ4358；TZ4558；TZ4658；TZ4958。如标记TZ465，TZ4表示灰铸铁四柱型，6表示同侧进出口中心距为600mm，5表示最高工作压力0.5MPa。,,,,第一节散热器,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。,,,,第一节散热器,二、钢制散热器,,,,第一节散热器,,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。,,,,第一节散热器,闭式钢串片对流散热器示意图,钢制板型散热器示意图,,,,第一节散热器,,二、钢制散热器,四扁管型散热器组成它是采用52x11x1．5㎜宽x高x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；4l6mm8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。,,,,第一节散热器,三钢制柱型散热器其构造与铸铁柱型散热器相似，每片也有几个小空立柱。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捍复合成单片，单片之间经气体弧焊联接成散热器。,,钢制散热器特点,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0.3W／kg℃左右。2．耐压强度高。铸铁散热器的承压能力一般Pb0.4一0.5Mpa。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。,,,,第一节散热器,,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。,,,,第一节散热器,钢制散热器特点,,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。,,,,第一节散热器,,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。,,,,第一节散热器,,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,,,,第一节散热器,,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。,,,,第一节散热器,一、散热面积的计算,散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。散热器散热面积F按下式计算,,,,,第二节散热器的计算,二、散热器内热媒平均温度tpj,tpj的定义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。tpj的计算1．在热水供暖系统中，tpj为散热器进出口水温的算术平均值。tpj（tsgtsh）/2,,,,第二节散热器的计算,,注意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，所以每组散热气的进、出口水温必须逐一分别计算。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。,,,,第二节散热器的计算,二、散热器内热媒平均温度tpj,2．在蒸汽供暖系统中当蒸汽表压力≤0．03Mpa时，tpj取等于100℃;当蒸汽表压力＞0．03MPa时，tpj取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。,,,,第二节散热器的计算,三、散热器传热系数K及其修正系数值,散热器传热系数度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。它是散热器散热能力强弱的主要标志。,,,,第二节散热器的计算,三、散热器传热系数K及其修正系数值,1．散热器组装片数修正系数β1柱型散热器是以l0片作为实验组合标淮，整理出K、Q与△t的关系式。随着柱型散热器片数的增加，其外侧表面占总散热面积的比例减小．散热器单位散热面积的平均散热量也就减少，因而实际传热系数K减小，在热负荷定的情况下所需散热面积增大。,,,,第二节散热器的计算,2．散热器连接形式修正系数β2所有散热器K＝f△t和Q＝f△t关式，都是在散热器支管与散热器同侧连接，上进下出的实验状况下整理得出。在散热器支管同侧连接，下进上出情况下，实验表明外表面的平均温度接近于出口水温tsh，远比实验整理公式所采用的tpj低，因此，按上进下出实验公式计算其传热系数K值时，应予以修正，亦即需增加散热面积，以β2＞1值进行修正。,,,,第二节散热器的计算,三、散热器传热系数K及其修正系数值,,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。,,,,第二节散热器的计算,散热器片数或长度的确定,散热器的总片数或总长度计算公式,n＝F／f,,,,第二节散热器的计算,散热器一般应安装在外墙的窗台下为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器散热器般应明装，布置简单楼梯间布置散热器时应尽量布置在底层,铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值二柱M132型20片；柱型四柱25片；长翼型7片,散热器的布置,,散热器在室内的平面布置（点击观看动画）,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖,地暖是“低温地板辐射采暖系统”的简称，就是将地暖专用管材按一定规程铺设在地板或地砖下，实现向室内供暖的目的。在不久的将来，地暖将成为主要的采暖方式。,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,低温地面辐射采暖是一种利用建筑物地面进行辐射采暖的技术，它是将整个地面作为散热器，在地板结构层内铺设专用管道，通过往管道注入55℃以下的低温热水加热地板混凝土，使地表温度保持在25℃左右，产生辐射，使室内温度达到人体适宜的温度。,,,,第二节散热器的计算,,地板辐射的优点■舒适、卫生、保健辐射散热是最好的采暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，不易造成污浊空气对流，室内十分洁净，改善人体血液循环，促进人体新陈代谢。可防止因天寒受凉而造成的腿部疾病，对老年人和儿童尤为适用。■高效、节能辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高如设计按17℃参数选用，可达到20℃的供暖效果；热量集中在人体受益的高度内；热媒低温传送，热量损失小。,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,,地板辐射采暖温度分布（更符合脚暖头凉的温度分布）,普通暖气采暖温度分布,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,■热稳定性好由于地面层及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，因此在间歇供暖的条件下室内温度变化缓慢。■不占使用面积室内取消了暖气片及其支管，增加了使用面积，便于装修和家俱布置。■运行费用低节省燃料，电力消耗低，是最经济的供暖系统■使用寿命长交联聚乙烯地暖专用管是世界公认的可连续使用50年以上的材料,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,采暖方式与室内温度场分布,理想采暖方式,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,地板辐射采暖介绍,不同采暖方式与理想采暖方式温度场对比,理想采暖方式,对流散热器采暖,,,,第二节散热器的计算,不同采暖方式与理想采暖方式温度场对比,理想采暖方式,热风采暖,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,地板辐射采暖介绍,不同采暖方式与理想采暖方式温度场对比,理想采暖方式,地面辐射采暖,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,低温热水地板辐射采暖的结构和布置形式,,,1、聚苯乙烯保温板2、交聚乙烯管3、地面层4、水泥沙将找平层5、细石混凝土6、聚苯乙烯保温板7、防水层8、楼板9、垫层,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍,结构层厚度公共建筑90mm，住宅70mm；热煤温度≤65℃（最高≤80℃）；供回水温度8-15℃；工作压力≤0.8Mpa；结构层受荷载≤2000kg/m3,若＞2000kg/m3时，应采取相应措施；供水干管上设置过滤网，防止异物进入系统内；,,,,第二节散热器的计算,地板辐射采暖介绍----适用范围,各式住宅、别墅楼办公商务楼、会展馆、大型会议展厅停车场机场跑道，候机楼、飞机库工业厂房、水产养殖、种植大棚、娱乐场所、体育场馆,,,,第二节散热器的计算,