02供热工程供暖系统的散热设备.pptx

第二章第二章 室内供暖系室内供暖系统的末端装置统的末端装置建筑环境与设备工程教研室效碧彩本章主要内容本章主要内容F散热器的分类及特点F散热器的计算F地温热水地板辐射采暖F暖风机本章重难点：掌握散热器的分类、特点及计算。掌握散热器的布置原则。室内供暖系统的末端装置主要有四种：室内供暖系统的末端装置主要有四种：F散热器F辐射供暖设备F热风供暖设备1、散热器的形式 供暖系统的热媒(蒸汽或热水)，通过散热设备的壁面，主要以自然对流传热方式(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散热器散热器。室内供暖系统的末端装置主要有四种：室内供暖系统的末端装置主要有四种：2、辐射供暖系统：F供暖系统以低温热水(60）为加热热媒，以塑料盘管作为加热管，预埋在地面混凝土层中并将其加热，向外辐射热量的采暖方式称为低温热水地面辐射采暖。此时，建筑物部分围护结构与散热设备合二为一。F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。散热设备可采用在建筑物的顶棚、墙面或者地板内埋设管道、风道与加热电缆的方式；也可采用在建筑物内悬挂金属辐射板的方式。3、热风供暖系统：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。一、散热器的散热过程一、散热器的散热过程 1、散热器内热媒（热水、蒸汽）把热传给散热器内壁（主要以对流方式）。2、内壁靠导热把热量传给外壁(主要以导热方式)。3、外壁靠对流换热把大部分热量传给空气；又靠辐射把另一部分热量传给室内的物体和人(兼有对流、辐射)。第一节第一节 散热器散热器二、对散热器的基本要求二、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 2 2、经济方面的要求、经济方面的要求 F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差为1时，每公斤质量散热器单位时间内所散发出来的热量。1 1、热工性能方面的要求、热工性能方面的要求F散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。一般常用散热器的K值约为510W/()。经济方面的要求经济方面的要求 q=K/G W/kg.q-散热器的金属热强度，W/kg.K-散热器的传热系数，W/m2.G-散热器每1m2散热面积的质量，kg/m2 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。3 3、安装、使用和工艺方面的要求、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。4 4、卫生和美观方面的要求、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 5、使用寿命的要求、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。三、散热器分类三、散热器分类 F按其制造材质 主要有铸铁、钢制散热器两大类（其他材质（铝合金、混凝土等）散热器。F按其构造形式 主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。1 1、铸铁散热器、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；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 11翼型散热器翼型散热器1.圆翼型翼型散热器翼型散热器2.长翼型22柱型散热器柱型散热器柱型散热器的五种规格柱型散热器的五种规格相应型号标准记为TZ255(8)；TZ435(8)；TZ455(8)；TZ465(8)；TZ495(8)。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600 mm，5表示最高工作压力0.5MPa。柱型散热器与翼型散热器相比柱型散热器与翼型散热器相比1、金属热强度及传热系数高；2、外形美观，易清除积灰；3、容易组成所需的面积。因而柱型散热器得到较广泛的应用。因而柱型散热器得到较广泛的应用。2 2、钢制散热器、钢制散热器 1、闭式钢串片对流散热器 2、板型散热器 3、钢制柱型散热器4、扁管型散热器钢制柱型散热器钢制柱型散热器 其构造与铸铁柱型散热器相似，每片也有几个小空立柱。钢制散热器与铸铁散热器相比，钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的优点具有的优点1金属耗量少。2耐压强度高。铸铁散热器的承压能力一般Pb=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。3外形美观整洁，占地小，便于布置。钢制散热器与铸铁散热器相比，钢制散热器与铸铁散热器相比，具有的缺点：具有的缺点：1、钢制散热器的水容量较少，热稳定性差些。2、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。l在蒸汽供暖系统中不应采用钢制散热器。l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。总结总结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。四、散热器的选用四、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：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。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。第二节第二节 散热器的计算（重点）散热器的计算（重点）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tpj 三、散热器传热系数K及其修正系数值 四、散热器片数或长度的确定 一、散热面积的计算一、散热面积的计算散热器散热面积F按下式计算：式中 Q散热器的散热量，W；tpj散热器内热媒平均温度，；tn供暖室内计算温度，；K散热器的传热系数，W/；1散热器组装片数修正系数；2散热器连接形式修正系数；3散热器安装形式修正系数。二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpjtpj 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。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。式中 tsg散热器进水温度，tsh散热器出水温度，二、散热器内热媒平均温度二、散热器内热媒平均温度tpjtpj 1、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(见第三章)。2、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。3、在蒸汽供暖系统中：F 当蒸汽表压力小于等于0.03Mpa时，tpj取等于100;F 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、散热器传热系数三、散热器传热系数K K及其修正系数值及其修正系数值F散热器传热系数度散热器传热系数度K K值的物理概念值的物理概念 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。它是散热器散热能力强弱的主要标志。F 影响散热器传热系数的因素很多，只有通过实验方法确定。1散热器组装片数修正系数 （附录2-3）2散热器连接形式修正系数 （附录2-4）3散热器安装形式修正系数 （附录2-5）四、散热器片数或长度的确定四、散热器片数或长度的确定散热器面积：由于每组片数或总长度未定，先按1=1计算。散热器片数按下式确定：注：柱型散热器面积可比计算值小0.1m2;翼型散热器面积可比计算值小5%。五、散热器的布置五、散热器的布置.散热器一般应安装在外墙的窗台下；.两道外门之间不准设置散热器；.散热器一般应明装，布置简单；.楼梯间内应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层（见下表）各层楼梯间散热器的分配各层楼梯间散热器的分配建筑物总层数计算层数123456265353503020450302055025151065020151574520151010840201510105.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。6.铸铁散热器的组装片数不宜超过：二柱（M132型）20片柱型（四柱）25片长翼型片六、计算例题六、计算例题例题2-1 某房间设计热负荷为1600W，室内安装M-132型散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台高度为150。供暖系统为双管上供式。设计供回水温度为：95/70，室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，计算散热器面积时，不考虑管道向室内散热的影响。求散热器面积及片数。六、计算例题六、计算例题F已知：Q=1600W，tpj=（95+70）/2=82.5，tn=18，ttpj-tn=82.5-18=64.5 F查附录2-1，对M-132型散热器F修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定=1.0；散热器连接形式修正系数，查附录2-4，2=1.0；散热器安装形式修正系数，查附录2-5，3=1.02；F根据式（2-2）六、计算例题六、计算例题FM-132型散热器每片散热面积为0.24（附录2-1）计算片数 为：F查附录2-3，当散热器片数为1120片时1=1.05，F因此，实际所需散热器面积为：F实际采用片数n为：F取整数，应采用M-132型散热器14片。低温辐射供暖 60 中温辐射供暖 80200 高温辐射供暖 200第三节第三节 低温辐射供暖的计算低温辐射供暖的计算 一、低温热水地板辐射采暖一、低温热水地板辐射采暖 低温热水地板辐射供暖是将加热管埋设在地板构造层中，以不高于60的热水为热媒流过加热管，加热地板，通过地面以辐射换热和对流换热方式向室内供给热量的供暖方式。1 低温热水地板辐射供暖的特点 2 辐射供暖地板构造 3 低温热水地板辐射采暖加热盘管的敷设1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点 (1)热舒适度高：地面温度均匀，垂直温度分布合理，室温相同条件下，通常距地面0.050.15m内空气温度比对流供暖约高810；与对流供暖方式相比,空气对流减弱,空气洁净度较高。(2)节约能源：在相同的室内温度下，由于人体辐射热损失减少而实感温度高，可将室内设计温度降低23，热负荷减少到9095%，从而可节约能源，降低运行费用。由于通常热水温度不宜高于60，因此，是特别适合于高效利用低品位热能的一种供暖方式。1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点(3)不占据室内地面有效空间：便于装饰、布置家具，不影响室内美观。(4)房间热稳定性好：对于埋管地面构造，地面层和混凝土层蓄热能力强，即使在间歇运行条件下，室温波动小。(5)便于实现分户热计量，只需要在每户的分水器前安装热量表。（6)有利于隔声和降低楼板撞击声。2 2 辐射供暖地板构造辐射供暖地板构造1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点地面构造地面构造3 3、低温热水地板辐射供暖、低温热水地板辐射供暖 加热盘管的敷设加热盘管的敷设 回转型（旋转型），经过其板面中心的任意剖面，都可以保证高低温管间隔布置，温度分布均匀 平行排管式(S型)，构造简单，但地板温度随管道温度降低而降低，地板受热不均匀 蛇形排管式（往复式），铺设复杂，地面温度场较均匀1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点集、分水器集、分水器1 1、低温热水地板辐射供暖的特点、低温热水地板辐射供暖的特点第五节第五节 暖风机与风机盘管暖风机与风机盘管F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。在风机的作用下，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F暖风机分为轴流式与离心式两种。NC型轴流式暖风机 NBL型离心式暖风机 1轴流式风机；2电动机；3加热器；4百叶片；5支架 1离心式风机；2电动机；3加热器；4导流叶片；5外壳轴流式暖风机轴流式暖风机离心式暖风机离心式暖风机暖风机布置方式暖风机布置方式小结小结1、散热器的种类及特点。2、散热设备面积及片数的计算。3、散热器的选择原则及安装注意事项。4、低温热水地板辐射供暖的特点、组成 与敷设情况。5、暖风机的分类及布置方案。思考：思考：1、散热设备向房间传热的方式有哪几种？2、铸铁散热器与钢制散热器相比有什么优缺点？3、铸铁散热器的散热面积是如何计算的？4、暖风机的适用范围有哪些？