散热器及设计选型与暖风机的简介
建筑物室内的供暖或供冷设备处于能量输送系统的终端,称之为末端设备。供暖系统末端装置即散热设备常用的有散热器、暖风机、辐射板和风机盘管(后两种夏季可同时供冷)。它是供暖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。
散热器的作用:将供暖系统的热媒(蒸汽或热水)所携带的热量,通过散热器壁面传向房间达到采暖的目的。
优点:结构相对比较简单、耐腐蚀(材料:灰口铸铁)、常规使用的寿命长、耐热性好(水容量大)。
钢串片散热器:由钢管、钢片、联箱及管接头组成,钢串片上的串片采用0.5mm的薄钢片串片两端折边90℃形成封闭形。许多封闭垂直空气通道,增强了对流放热能力。
有带罩和无罩两种,有罩的钢串片散热器是典型的对流散热器(对流散热量几乎占100%)。
钢制扁管型散热器:由长方形的水通路扁管叠加焊接在一起,两端加上联箱制成。
板型有单板、双板,单板带对流片和双板带对流片四种结构及形式。单双板扁管散热器两面均为光板,板面温度比较高,有较多的辐射热。带对流片的单双板扁管散热器,每片散热量比同规格的不带对流片的大,热量主要以对流方式传递。
铝合金散热器:加工方便,重量轻,外形好看,但造价较高,不如铸铁散热器耐用。
铸铁散热器的片数不宜超过:粗柱型(含柱翼型)20,细柱型25,长翼型7。
热水供暖散热器串联时,可同侧连接,但上下串联管直径应与散热器接口直径相同。
有冻结危险的楼梯间或其他有冻结危险的场所,应由单独的立、支管供暖。散热器前不得设置调节阀。
安装在装饰罩内的恒温控制器一定要采用外置传感器,传感器应设在能正确反映房间温度的位置。
楼梯间或有回马廊的大厅散热器应尽量分配在底层,当散热器数量过多,在底层无法布置时,按后表分配。多层住宅楼梯间一般可不设散热器。
楼梯间或有回马廊的大厅散热器应尽量分配在底层,当散热器数量过多,在底层无法布置时,按规范分配。多层住宅楼梯间一般可不设散热器。
原则:易引起室内冷暖气流,室外侵入的冷空气加热迅速,人们停留区域暖和舒适以及少占用室内有效空间和使用面积。
注:在计算散热面积时,如果明装供暖管道散热量超过房间供暖系统模块设计热负荷的5%时,则在Q值中宜减去系统管道对室内的放热。
当蒸汽压力>0.03MPa时,t pj 取与散热器进口蒸汽压力相对应的饱和温度t b 。
是散热器散热能力强弱的标志,指(t pj -t n )为1℃时,每平方米散热器的散热量。
注:钢制板式及扁管式等整体式散热器用不一样的规格的散热器分别做试验,得到各自的热工性能数值,不进行片数修正。
连接形式中(见图),同侧上进下出k值最高>异侧上进下出>异侧下进下出>异侧下进上出>异侧上进上出>同侧下进上出最差。
注:下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反,而使散热性能变差,传热系数变小,在相同热负荷下所需散热器面积增加。
流量:对内换热系数无大影响,但对散热器平均温度有较大影响。平均温度高,外换热系数大,呈q=Ln(G)关系
表面参数(辐射):油漆0.9;铝粉0.4;未处理铸铁表面0.7-不同涂层散热量15%。
热媒不同,k值不同,蒸汽散热器内表面凝结放热,表面温度较均匀,相同的t pj ,蒸汽的高于热水的。
注:n取整,取整时,柱型、长翼型、板型、扁管式散热面积可比计算值小0.1㎡,串片式、圆翼型和其它散热器的散热面积可比计算值小5%。
注:我们是经过计算才确定n值的,而在计算F时有一项是片数修正系数,因此,在计算F时先假定β1=1.0,求n值,然后再对F进行修正,再求F。
注:每组散热器的片数或长度,不应超过下述规定:M-132 20片;四柱、五柱型,25片;长翼型,7片;圆翼型,4m;钢串片、板型、扁管式,2.4m。
同一供暖系统中的同一型号散热器,分别采取了以下4种安装方法时,散热量最大的是哪一种?
某办公室会议室(tn=18℃),计算采暖热负荷为2200W,设计选用铸铁四柱640型散热器,装在罩内,上部和下部均开口,开口高度为150mm,采暖系统为上供下回系统,热媒为85/60℃热水,散热器为异侧上进下出,该会议室选用散热器的片数是多少?
双管系统:热量尾数不超过所需散热量的5%时可舍去,大于或等于5%时应进位。
单管系统:上游(1/3)、中间(1/3)及下游(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%及2.5%时可舍去,反之应进位。
某办公室会议室(tn=18℃),计算采暖热负荷为850W,设计选用铸铁四柱640型散热器,装在罩内,上部和下部开口高度为150mm,采暖系统热媒为80/60℃热水,双管上供下回,散热器为异侧上进下出,该会议室选用散热器的片数是多少?
查样本:铸铁四柱640型散热器单片散热面积为f=0.205m 2 ,10片散热器传热系数计算式K=2.442△t 0.321 。
依据现行规范GB50736-2012《民用建筑供暖通风及空气调节设计规范》进行:
全面辐射供暖室内设计温度可降低2℃,全面辐射供冷室内设计温度可提高0.5~1.5℃。
对采用集中热源分户热计量或采用分户独立热源的热水辐射供暖系统,需考虑间歇供暖附加值和户间传热负荷,附加后房间热负荷为:
热水地面辐射供暖系统的供、回水温度应由计算确定,供水温度不应大于60度,供回水温差不宜大于10度,且不宜小于5度。民用建筑供水温度宜采用35-45度。
本条从地面辐射供暖的安全、寿命和舒适考虑,规定水温不应超过60度。从舒适及节能考虑,地面供暖供水温度宜采用较低数值,国内外经验表明,35-45度是较为贴切的范围。保持较低的供水温度,有助于延长化学管材的常规使用的寿命,有利于提高室内的热舒适感;控制供回水温差,有利于保持较大的热媒流速,方便排除管内空气,更有助于保证地面温度的均匀。严寒和寒冷地区应在保证室内温度的基础上选择设计供水温度,严寒地区回水温度推荐不低于30度。
人员经常停留的地面,美国有关标准研究得出地面温度21-24度时,不满意度低于8%。日本有关的资料研究表明,地面温度上限为31度时,从人的健康舒适考虑,是可接受。考虑到我国的生活小习惯,定为29度。
表面温度高于室内露点1~2℃。供水温度一般14-18℃,负荷越大,水温越低;供回水温差不宜>5℃且不应<2℃。
欧洲标准,人员长时间坐卧的房间地面温度下限为20度,人员活动频繁的房间地面的温度下限为18度。
辐射供冷系统只能除去室内的显热负荷,无法除去室内的潮热负荷。为避免辐射面结露和增加舒适度,需另设除湿通风系统。室内部分显热负荷由辐射供冷系统承担,送风系统承担室内的全部潜热负荷和剩余的显热负荷。
顶棚 8.48度>地面 8.19度(当室内温度18度,单位地面向上供冷量60W时),也即供冷时顶棚温度能略高于地面的(冷管上置与自然对流方向一致)。
校核供暖地面地表面平均温度的近似公式是由ASHRAE手册提供的计算方式,经回归得到的。如果表面平均温度高于规定的限值,应改善建筑的热工性能或设置其他辅助供暖设备,减少地面辐射供暖系统负担的热负荷,满足限值要求。
加热供冷管和输配管流速不宜小于0.25m/s;分水器、集水器最大断面流速不宜大于0.8m/s;分支环路不宜多于8路。
假设管道布满整个房间(15m 2 ),根据供回水温度(40/30℃)、室内设计温度(18℃)、面层条件(水泥)等查表确定单位地面面积向上散热量q1*(73.2W/m 2 )。
查表值q1*略大于计算值q1,取对应间距布管,使实际敷设面积小于房间面积(实际可行)。
寒冷地区某住宅楼采用热水地面辐射供暖系统(间歇供暖),各户热源为燃气壁挂炉,某户的起居室面积为32m 2 ,基本耗热量为0.96kW,计算该起居室实际房间热负荷。
浴室采用低温热水地面辐射供暖系统,设计室内温度为25℃,且不超过地表面平均温度最高上限要求,敷设加热管单位地面面积散热量最大限值是多少?
某建筑首层门厅采用地面辐射供暖系统,门厅面积360m 2 ,可敷设加热管的地面面积为270m 2 ,室内设计温度20,求保证规定地表面温度上限值对应的最大房间热负荷。
暖风机是热风供暖系统的备热和送热设备。热风供暖是比较经济的供暖方式之一,对流散热几乎占100%,具有热情性小,升温快的特点,适用于高大工业生产厂房等建筑的供暖。
关于热风供暖的设计,属于通风空调工程,本段仅将作为供暖设备的暖风机作一介绍。暖风机是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组.在风机作用下,空气由吸风口进入机组.经空气加热器加热后,从送风口送至室内,以维持室内要求的温度。
根据其结构特点及适用的热媒不同,又可分为蒸汽暖风机、热水暖风机、蒸汽、热水两用暖风机以及冷、热水两用暖风机等。
轴流式暖风机:体积小,结构相对比较简单,安装方便。但它送出的热风气流射程短,出口风速低。
所以它大多数都用在加热室内再循环空气,一般将其悬挂或支架在墙上或柱子上。热风经出风口处百叶调节板,直接吹向工作区。
由于它配用离心式通风机,有较大的作用压头和较高的出口速度,比轴流式暖风机的气流射程长很多,送风量和产热量大。常用于集中送风供暖系统。
离心式大型暖风机,除用于加热室内再循环空气外,也可用来加热一部分室外新鲜空气。同时用于房间通风和供暖上。