第5讲散热器热工计算

第5讲 散热器热工计算
1、散热器性能的要求 热工性能好：散热器的传热系数大。 经济性好：散热器传给房间的单位热量所需金属量 越少，成本越低。 安装使用方便：便于组合，结构尺寸要小，能满足 大批量生产的要求。 卫生美观：不积灰和易于清洁，易与建筑装饰相协 调。 使用寿命长：散热器不易被腐蚀和破坏。



（10）采用柱型、板式、扁管等各种类型钢制散热器及铝制之散 热器的采暖系统，必须采用防腐蚀措施。采用铝制散热器时，必 须选择内壁有可靠防腐措施的产品，且应严格控制热媒水的PH值 ，小于等于9.0。采用户用热量表进行分户热量分摊和采用散热器 温控阀的热水供暖系统中，如采用铸铁散热器，必须选择内腔无 砂工艺生产的产品。环境温度高的房间如浴室、游泳馆等，应优 先选择耐腐蚀的铸铁散热器。同类产品中，应选择具有较高金属 热强度的产品。 （11）散器的片数或长度，应按以下原则取舍：双管系统—热 量尾数不超过所需散热量的5%时可舍去，大于等于5%时应进位 。单管系统—上游1/3、中间1/3、下有1/3散热器数量计算尾数分 别不超过所需散热量的7.5%、5%、2.5%时可舍去，反之应进位 。
（4）蒸汽供暖系统散热器温度 蒸汽压力≤0.03 MPa时，取100℃；当蒸汽表压力大 于0.03 MPa时，取与散热器进口蒸汽压力相应的饱 和温度。

25 t sg t sh
流量增加倍数的计算
3、散热器的布置原则 （ 1 ）散热器宜安装在外墙窗台下，当安装或布置有 困难时，可靠内墙布置，但应尽量靠近外窗位置。 （ 2 ）为防止冻裂散热器，两道外门之间的门斗内， 不应设置散热器。有冻结危险的楼梯间或其它有冻结 危险的场所，应由单独的立、支管供暖，且散热器前 不得设置调节阀。 （ 3 ）考虑散热器组片连接强度及施工安装的限制要 求，铸铁散热器的组装片数，粗柱型不宜超过20片， 细柱型不宜超过25片。 （4）安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器， 传感器应设在能正确反映房间温度的位置。

tmg t g
Q
i 1 n i 1
m 1
i
Q
( t g th )
tmh t g
Q
i 1 n i 1
m
i
Q
( t g th )
(G Gs )ctmg Gs ctsmh Gctmh (G G)ctmg Gctsmh Gctmh
tsmh tmg

如厂家样本给出每片散热器的散热量:
Q n 1 2 3 4 Qs

计算散热器散热量时，应扣除室内明装不保温供 暖管道的散热量，可按下式计算：
Qp FK(t p tn )
散热器进出口热媒温度的确定 （1）双管系统散热器的进、出口水温为系统的设计 供、回水温度。 （2）单管顺流式（水平式、垂直式）沿水流方向第 m个散热器的进出口温度的确定：

热媒温度计算举例 tg
t1 81 ℃ 95 81 67℃ 0 .5 81 70 t3 81 59℃ 0 .5 t t 81 59 t s1 pj 1 3 70℃ 2 2 95 t 2 95 67 t s 2 pj 81 ℃ 2 2 t 2 95

2、散热器的选择规定 （1）散热器的工作压力，应满足系统的工作压力， 并符合国家现行有关产品标准的规定 （2）民用建筑宜采用外形美观、易于清扫的散热器。 （3）放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用 易于清扫的散热器。 （4）具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的 房间，应采用耐腐蚀的散热器。 （5）采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足 产品对水质的要求，在非供暖季节应充水保养；蒸 汽供暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热 器。含氧量小于等于0.1mg/L，PH=10~12
Q1 t1 Q2 t2
t s1 pj t s 2 pj
1000 800 1000 Gc p 95 70 95 t1 t1 81 ℃ t s1 pj t s 2 pj 81 70 75.5℃ 2 95 81 88℃ 2
95 70 82.5℃ 2

4、散热器的选择计算
Q Q F 1 2 3 4 1b 1 2 3 4 K t pj tn at pj tn
K a t pj t n F n f
b
t pj (tsg tsh ) / 2

修正系数的确定、热媒平均温度的确定、传热系数的 确定。连接形式、安装形式、组装片数、热水流量、 表面涂料影响散热量。
tmg tmh


进流系数＝Gs/G 1 散热器环路（散热器支管、阀门和散热器）的阻力数 Ss 1 跨越管的阻力数 Sk
1 l S 2 d
单管跨越系统不适宜用高阻恒温阀，适用低阻两通 或三通恒温阀。同时应核算散热器的进流系数，不 应小于30%。不是所有恒温阀都能使用。 双管系统适用高阻恒温阀，有利于减轻垂直失调。


（7 ）在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房 间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、 厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，亦可同 邻室串联连接。 可采用异侧连接的水平单管串联； 也可采用上下接口的同侧连接，此时散热器间的 上下连接管应与散热器接口同径。
4、散热器供暖要求 （ 1 ）应采用热水作为热媒，集中供暖宜按 75/50 ℃ 连续供暖设计，供水温度不宜大于 85 ℃，供回水温 差不宜小于20℃。 （2 ）居住建筑的制式宜采用垂直双管、共用立管的 分户独立循环双管系统，也可采用垂直单管跨越式 系统； （3 ）公共建筑宜采用双管系统，也可采用单管跨越 式系统，包括上/下分式垂直双管、下分式水平双管、 上分式垂直单双管、上分式全带跨越管的垂直单管、 下分式全带跨越管的水平单管。

Gcp
Q
i 1
n
i
(t g th )

Q
i 1
m 1
i
t g tmg

Q
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i
t g tmh
tmg t g
Q
i 1 n i 1
m 1
i
Q
( t g th )
tmh t g
Q
i 1 n i 1
m
i
Q
( t g th )
（3）单管跨越式（水平式、垂直式） 进流系数＝Gs/G



（4）既有建筑的室内垂直单管顺流式系统应改成垂直单管跨 越式系统或垂直双管系统，不宜改造为分户独立循环系统。 （ 5）垂直单管或水平单管跨越式系统散热器不宜超过 6组串 联。原因：散热器流量与散热量的关系曲线与进出口温差有 关，温差越大越接近于线性。散热器串联组数过多，每组散 热器温差过小，不仅增加了散热器面积，恒温阀的调节性能 也很难满足要求。 垂直双管系统每组散热器上宜设置高阻力手动调节阀或自力 式两通恒温阀；全带跨越管垂直单管系统每组散热器间设跨 越管，并宜设低阻力手动三通调节阀或自力式三通恒温阀； 垂直单双管系统、水平双管系统宜设置高阻力手动调节阀或 自力式两通恒温阀；全带跨越管水平单管系统宜设手动三通 调节阀或自力式三通恒温阀。

（ 6 ）采用铝制散热器时，应选用内防腐型铝制散 热器，并满足水质对产品的要求。主要是碱腐蚀。 PH=5~8.5；供水温度高于85℃，PH大于10的连续 供暖不应采用铝合金散热器。 （7）铜制散热器， PH=7.5~10，氯离子，硫酸根 离子含量不大于100mg/L。 （ 8 ）安装热量表和恒温阀的热水供暖系统，不宜 采用水流通道内含有粘砂的散热器。 （9）高大空间供暖不宜单独采用对流型散热器。

（ 5 ）除幼儿园、老年人和有特殊功能要求（如精神 病院、法院审查室等）的建筑物的散热器必须暗装或 加防护罩，散热器应明装。散热器外表面应刷非金属 性涂料（散热量比刷金属性涂料增加10%）。 （ 6 ）在楼梯间或有回马廊的大厅布置散热器时，考 虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层，当散 热器数量过多，在底层无法布置时，可按一定比例分 配在下部各层。多层住宅楼梯间一般可不设置散热器。