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发布时间:2025-01-16 点此:13次
建筑物内的供暖或制冷设备位于能量传输系统的末端,称为终端设备。供暖系统常用的末端设备,即散热设备,包括散热器、加热器、辐射板和风机盘管(夏季后两者可同时提供制冷)。它是采暖系统的主要组成部分。它将热量辐射到室内,以补充室内的热量损失,维持所需的室内温度。
其中散热器是应用最广泛、最常见的冷却装置。
散热器的作用:将采暖系统的加热介质(蒸汽或热水)携带的热量通过散热器壁传递到房间,达到采暖的目的。
散热器类型:
按传热方式分:辐射散热器和对流散热器。
按材质分:铸铁、钢、铝合金、铜铝复合、塑料散热器。
按结构分:柱式、翼型、管式、平板式、柱翼式。
柱式散热器:材质——铸铁、铝、铜铝复合; K值大,美观
板式散热器:材质-钢; K值大,美观;高压轴承,寿命长;
串式散热器:材质-钢、铝;以对流为主
1)铸铁散热器:
类型:翼型(长翼、圆翼)、柱型、柱翼型。
优点:结构简单、耐腐蚀(材质:灰铸铁)、使用寿命长、热稳定性好(水容量大)。
缺点:金属消耗高(笨重、制造、安装和运输人工繁重),低于钢制散热器。
2)钢制散热器:
类型:钢弦片、板式、扁管式、立柱式、裸管式。
特点:金属消耗低,金属热强度高;
抗压强度高,适用于高层建筑及高温水采暖;
外观美观整洁,占用空间小,易于布置;水容量较小,热稳定性差;
易腐蚀,使用寿命短。
钢串散热器:由钢管、钢板、集箱和管接头组成。钢弦上的琴弦由0.5毫米薄钢板制成,两端经90℃折叠,形成闭合形状。许多封闭的垂直空气通道增强了对流散热能力。
有带罩和不带罩两种。带罩钢串散热器是典型的对流散热器(对流散热几乎占100%)。
钢扁管散热器:由矩形水道扁管叠焊而成,两端加集流管。
板型有单板、双板、单板加对流板、双板加对流板。单、双板扁管散热器的两侧都是光板。板面温度较高,辐射热较多。带对流翅片的单、双板扁管散热器比同规格的不带对流翅片的单片扁管散热器散热量更多,且热量主要通过对流传递。
钢制裸管散热器:由钢管焊接而成,易于清除灰尘堆积。耗钢量大,占地面积大。
铝合金散热器:加工容易,重量轻,外形美观,但成本较高,且不如铸铁散热器耐用。
塑料散热器:重量轻、节省金属、耐腐蚀,但不能承受过高的温度和压力。
散热器布置:
应安装在外墙窗台下方。
暖气片应露天安装,幼儿园、老年建筑必须隐蔽安装或加防护罩。
铸铁散热器的数量不应超过:粗柱型(含柱翼型)20个,细柱型25个,长翼型7个。
储藏室、盥洗室、卫生间、厨房、走廊等辅助房间的散热器可与相邻房间串联。
热水采暖散热器串联时,可接在同一侧,但上下串联管的直径应与散热器接口的直径相同。
楼梯间或其他有结冰危险的地方应采用单独的垂直管道和支管进行加热。散热器前不应安装调节阀。
安装在装饰盖内的温控器必须使用外部传感器。传感器应放置在能够准确反映室温的位置。
两扇外门的外室内及门斗内不宜安装散热器,以防冻裂。
楼梯间或走廊曲折的大厅内的散热器应尽可能布置在底层。当散热器数量过多而无法布置在底层时,应按下表进行分配。多层住宅楼梯间一般不需要散热器。
楼梯间或走廊曲折的大厅内的散热器应尽可能布置在底层。当散热器数量较多,无法布置在底层时,应按规范配置。多层住宅楼梯间一般不需要散热器。
散热器的选型及布置:
选择原则:根据实际情况,选择经济、实用、耐用、美观的散热器。
原理:容易引起室内冷暖气流,将从室外侵入的冷空气迅速加热。人们停留的区域温馨舒适,占用的室内有效空间和使用面积较少。
散热器计算:
散热器计算确定了房间供暖所需的冷却面积和散热器数量。
1、散热器面积计算:
注:计算散热面积时,若外露加热管的散热量超过房间采暖系统设计热负荷的5%,则应从Q值中减去系统管道向房间的放热量。
计算公式:
2、散热器内热介质平均温度的计算:
一个。热水加热系统:tpj=(tsg+tsh)/2℃
单管系统:需要一一计算进出水温度,然后求F;
双管系统:tpj=(t΄g+t΄h)/2 ℃
b.蒸汽加热系统:
当蒸汽压力≤0.03MPa时,tpj为100℃;
当蒸汽压力>0.03MPa时,tpj取散热器进口蒸汽压力对应的饱和温度tb。
3、散热器传热系数K值:
ak的物理意义:
它是散热器散热能力的标志。指(tpj-tn)为1℃时每平方米散热器的散热量。
b.影响因素:散热器制造条件;散热器的使用条件。
其中,影响传热系数和散热量最重要的因素是△t。 K值通过实验确定。
注:Q=KA(tm-tR)W
K——散热器的传热系数。
k修正:
(1) 组装件数修正系数
注:钢板式、扁管式等整体式散热器与不同规格的散热器分别进行测试,以获得各自的热性能值,无需对件数进行修正。
(2)连接形式修正系数
连接形式(见图)同侧上下k值最高 > 对方上下上 > 对方下出 > 对方下上 >对面上升出>同侧下降出差最大。
(3)安装形式修正系数
对K值的修正也就是对散热器面积的修正。
注:进出时水流的总趋势与散热器冷却后水的重力作用相反,这使得散热性能变差,传热系数变小,所需散热器面积增大。相同的热负荷。
流量:对内部传热系数影响不大,但对散热器的平均温度影响很大。平均温度高,外部传热系数大,表现出关系q=Ln(G)
不同的涂料也有影响(银涂料即铝粉的发射系数比混合涂料低)
表面参数(辐射):油漆0.9;铝粉0.4;未经处理的铸铁表面 0.7 - 不同涂层散热 15%。
不同的加热介质有不同的k值。蒸汽散热器内表面冷凝放热,表面温度比较均匀。对于相同的tpj,蒸汽散热器高于热水。
注:修正值见《供热工程》附录或《供热通风设计手册》。
4、散热片数量和长度的计算:n=A/a
其中:a为散热器的散热面积,m2/个。
注:n 四舍五入为整数。圆形、长翼型、板式、扁管式散热器的散热面积可比计算值小0.1㎡。串联散热器、圆形翼型等散热器的散热面积可小于计算值。 5%。
注:我们通过计算确定n值,在计算F时,其中一项是芯片数修正系数。因此,计算F时,首先假设β1=1.0,找到n值,然后修正Fkai云体育app官方下载,然后求出F。
注:每组散热器的数量或长度不应超过下列规定:M-132 20 个;四柱式、五柱式,25个;长翼型,7片;圆翼型,4m;钢弦片,板式,扁管式,2.4m。
组装件数修正系数β1:
边缘片的传热效果优于中间片:
散热器形式
各种铸铁、钢制散热器
钢板/扁管散热器
每组件数或长度
≤5
6~10
11~20日
≥21
≤600
600~1000
≥1000
修正系数
0.95
1.00
1.05
1.1
0.95
0.98
1.00
连接方式修正系数β2:
水流的总趋势与冷却引起的重力方向一致。
安装形状修正系数β3:
同一采暖系统中同一型号的散热器按以下四种安装方式安装时,哪一种的散热量最大?
安装形式
β3
安装在墙壁凹槽内(半暗装),散热器上部与墙壁距离100mm
1.06
明装式,但散热器上部被窗台板覆盖,散热器距台板高度为150mm。
1.02
安装在罩内,上部敞开,下部距地面150mm
0.95
安装在盖内,上下开口,开口高度150mm。
1.04
流量修正系数β4:
进出水温差为25℃时为标准流量(β4=1)
散热器类型
客流量增长倍数
立柱式/长翼式多翼式/镶翼式
1.00
0.90
0.86
0.85
0.83
0.83
0.82
扁管型
1.00
0.94
0.93
0.92
0.91
0.90
0.90
散热器计算示例(一):
某办公会议室(tn=18℃),计算供暖热负荷为2200W。设计采用铸铁四柱640型散热器,安装在罩盖内。上部和下部都是开放的。开口高度为150mm。供暖系统为上供、下回水。系统,加热介质为85/60℃热水,散热器来自对面。该会议室选用了多少个散热器?
检查样品:铸铁四柱640型散热器单片散热面积f=0.205m2。当△t=64.5℃时,散热器传热系数K=9.3W/(m2·℃),10片散热器传热系数计算公式K=2.442△t0.321。
片数尾数计算的处理:
双管系统:如果热量分数不超过所需散热量的5%,则可以废弃。如果大于或等于5%,则应四舍五入。
单管系统:上游(1/3)、中间(1/3)、下游(1/3)散热器数量不超过所需散热量的7.5%、5%、2.5%可废弃分别。否则应携带。
摘自:2009年全国土木建筑工程设计技术措施(暖通空调·电力)。
散热器计算示例(2):
某办公会议室(tn=18℃),计算采暖热负荷为850W,设计采用铸铁四柱640型散热器,安装在罩内,上下开口高度均为150mm,采暖系统热量介质为80/60℃热量,双管自上而下供水,散热器自上而下分侧布置。这个会议室应该使用多少个散热器?
查样:铸铁四柱640型散热器单片散热面积f=0.205m2,10片散热器传热系数计算公式为K=2.442△t0.321 。
辐射传热——房间热负荷和冷负荷Q:
根据现行规范GB50736-2012《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》:
全范围辐射供暖室内设计温度可降低2℃,全范围辐射制冷室内设计温度可提高0.5~1.5℃。
局部供热系统的热负荷根据总体供热热负荷系数确定。
敷设供暖和制冷部件的建筑物地板和墙壁的传热损失不应计算。
局部面积与房间总面积的比值K
K≥0.75
K=0.55
K=0.40
K=0.25
K≤0.20
计算系数
0.72
0.54
0.38
0.30
在铺设加热和冷却组件的地板或墙壁上,不存在通过地板或墙壁向外的传热负荷。
向外辐射面的传热负荷应按辐射室内加热介质的供热量(制冷剂的制冷量)计算。
房间热负荷附加值:
对于采用集中热源进行分户热量计量或采用分户独立热源的热水辐射供暖系统,需要考虑间歇供暖的附加值和房间之间的传热负荷。额外的房间热负荷为:
计算点数:
单位建筑面积向上供暖或制冷能力:
摘自:JGJ142-2012《辐射采暖制冷技术规程》
传热向下Q2:
相关因素:表面材质、厚度、平均水温、水温差(流量)。
辐射——受热面平均温度:
民用建筑供水温度宜为35-45度。
热水地板辐射采暖系统的供回水温度应通过计算确定。供水温度不应大于60度,供回水温差不应大于10度,且不应小于5度。民用建筑供水温度宜为35-45度。
本文从地面辐射采暖安全、长寿、舒适的角度出发,规定水温不宜超过60度。从舒适度和节能考虑,地暖供水温度宜较低。国内外经验表明,35-45度是比较合适的范围。保持较低的供水温度,有利于延长化工管道的使用寿命,提高室内热舒适度;控制供回水温差,有利于保持较大的热介质流量,更容易排除管道内的空气,也有利于保证地温均匀。在严寒和寒冷地区,设计供水温度应在保证室内温度的基础上选择。在严寒地区,建议回水温度不低于30度。
对于人们经常停留的地面,美国相关标准研究表明,当地面温度为21-24度时,不满意率低于8%。对日本相关数据的研究表明,当地温上限为31度时,从人体健康和舒适度的角度来看是可以接受的。考虑到我国的生活习惯,定为29度。
辐射——平均冷却表面温度:
表面温度比室内露点高1~2℃。供水温度一般为14-18℃。负荷越大,水温越低;供回水温差不应大于5℃,且不应小于2℃。
根据欧洲标准,人们长时间坐卧的房间地板温度下限为20度,人们经常活动的房间地板温度下限为18度。
辐射供冷系统只能去除室内显热负荷,而不能去除室内潮热负荷。为了防止散热面结露,增加舒适度,需要额外的除湿和通风系统。室内部分显热负荷由辐射制冷系统承担kaiyun官网登录,送风系统承担室内全部潜热负荷和剩余显热负荷。
当采用温度和湿度独立控制时,需要单独设计。
表面温度检查:
供暖:确保平均地面温度不超过规定限值。
冷却:不低于规定限度。
吊顶8.48度>地面8.19度(当室内温度18度,机组地面向上制冷量为60W时),即制冷时吊顶温度可略高于地面(吊顶向上放置)冷管与自然对流方向一致)。
使用ASHRAE手册提供的计算方法通过回归得到检查加热地板平均表面温度的近似公式。如果平均表面温度高于规定限值,则应改善建筑物的热工性能或安装其他辅助采暖设备,降低地面辐射供暖系统的热负荷,以满足限值要求。
辐射——表面温度的隐含约束:
加热、冷却管道及分配管道的流速不应小于0.25m/s;布水器、集水器的最大断面流速不宜大于0.8m/s;分支循环不应超过8个。
地面辐射传热——主要设计步骤:
确定房间热负荷Q1(1000W)
计算单位建筑面积向上散热量q1(66.7W/m2,覆盖房间)
假设管道覆盖整个房间(15m2),求单位面积向上散热量q1*(73.2 W/m2)。
表中值q1*略大于计算值q1,并采用相应间距布置管道,使实际敷设面积小于房间面积(实际可行)。
实际铺设面积:Q1/q1*=13.7m2
地表温度标定tpj=tn+9.82×(q1*/100)0.969=25.3℃
辐射供暖实例(1):
寒冷地区住宅楼采用热水地板辐射采暖系统(间歇供暖),每户热源为燃气壁挂炉。某户客厅面积为32m2Kaiyu体育官网app注册入口,基本耗热量为0.96kW。计算客厅的实际房间热负荷。
辐射供暖实例(2):
浴室采用低温热水地板辐射采暖系统。室内设计温度为25℃,不超过平均地板表面温度的最高上限。敷设供暖管道时单位面积散热量的上限是多少?
最高限制:32℃
由tpj=tn+9.82×(q1/100)0.969可知
25+9.82×(q1/100)0.969≤32→q1≤70.5W/m2
辐射供暖实例(3):
大楼一层门厅采用地面辐射供暖系统。门厅面积为360m2,可敷设采暖管道的建筑面积为270m2,室内设计温度为20℃,求规定的地表温度上限对应的最大房间热负荷。
最高限制:32℃
由tpj=tn+9.82×(q1/100)0.969可知
20+9.82×(q1/100)0.969≤32→q1≤123W/m2
Q1=270×123/1000=33.2kW
加热器:
加热器是热风采暖系统的热备份和传热设备。热风加热是较为经济的加热方式之一。对流散热几乎占100%。具有热情低、升温快的特点。它适用于高层工业厂房和其他建筑物的供暖。
关于热风采暖的设计,属于通风空调工程。本段仅介绍加热器作为加热设备。加热器是由通风机、电动机和空气加热器组成的组合装置。在风机的作用下,空气通过吸气口进入机组。经空气加热器加热后,从送风口送至室内,以维持所需的室内温度。
加热器分为轴流式和离心式两种,常称为小型加热器和大型加热器。
根据其结构特点和适用加热介质可分为蒸汽加热器、热水加热器、蒸汽热水两用加热器、冷热水两用加热器。
轴流加热器:体积小、结构简单、安装方便。但其送出的热气流射程较短,出口风速较低。
因此它主要用于加热室内循环空气,通常悬挂或支架在墙壁或柱子上。热风通过出风口的百叶调节板直接吹向工作区域。
离心式加热器:用于集中输送大量热空气的加热设备。
由于配备离心风机,因此具有较大的工作压头和较高的出口速度。它的风量范围比轴流式加热器大得多,并且具有更大的送风量和产热量。常用于中央送风供暖系统。
离心式大型加热器除了加热室内循环空气外,还可以加热部分室外新鲜空气。它还用于房间通风和供暖。
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