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1、-工程一:室热水供暖工程施工工程一:室热水供暖工程施工模块三:散热器施工安装模块三:散热器施工安装单元单元 2 2散热器的计算散热器的计算1-3-2-1 散热器面积及片数的计算方法1.1.计算散热器的散热面积计算散热器的散热面积供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。根据热平衡原理,散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为F Q123K(tpjtn)2-1-2式中F散热器的散热面积m2;Q散热器的散热量W;K散热器的传热系数W/m2;tpj散热器热媒平均温度;tn供暖室计算温度;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。
2、2.2.确定散热器的传热系数确定散热器的传热系数 K K散热器的传热系数 K 是表示当散热器热媒平均温度tpj与室空气温度 tn的差为 1时,每1 m2散热面积单位时间放出的热量。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。影响散热器传热系数的最主要因素是散热器热媒平均温度与室空气温度的差值tpj。另外散热器的材质、几何尺寸、构造形式、外表喷涂、热媒种类、温度、流量、室空气温度、散热器的安装方式、片数等条件都将影响传热系数的大小。因而无法用理论推导求出各种散热器的传热系数值,只能通过实验方法确定。国际化规组织ISO规定:确定散热器的传热系数 K 值的实验,应在一个长宽高为40.2m40.2m2.
3、80.2m 的封闭小室,保证室温恒定下进展,散热器应无遮挡,敞开设置。通过实验方法可得到散热器传热系数公式K=atpjb=atpj-tnb2-1-3式中K在实验条件下,散热器的传热系数W/m2;a、b由实验确定的系数,取决于散热器的类型和安装方式;tpj散热器热媒与室空气的平均温差,tpj=tpjtn。从上式可以看出散热器热媒平均温度与室空气温差tpj越大,散热器的传热系数 K 值就越大,传热量就越多。附录 9 给出了各种不同类型铸铁散热器传热系数的公式。应用这些公式时,需要确定散热器的热媒平均温度 tpj。3.3.确定散热器热媒平均温度确定散热器热媒平均温度散热器热媒平均温度 tpj应根据热
4、媒种类热水或蒸汽和系统形式确定。热水供暖系统.z.-tpj=(tjtc)22-1-4式中 tpj散热器热媒平均温度;tj散热器的进水温度;tc散热器的出水温度。对于双管热水供暖系统,各组散热器是并联关系,散热器的进出口水温可分别按系统的供、回水温度确定,例如,低温热水供暖系统,供水温度 95,回水温度 70,热媒平均温度为tpj=(9570)=82.5 2对于单管热水供暖系统,各组散热器是串联关系,因水温沿流向逐层降低,需确定各管段的混合水温之后逐一确定各组散热器的进、出口温度见公式1-1-7,进而求出散热器热媒平均温度。公式1-1-7也适用于水平单管系统各管段水温的计算。计算出各管段水温后,
5、就可以计算散热器热媒的平均温度。蒸汽供暖系统,当蒸汽压力 p 30kPa(表压)时,tpj取 100;当蒸汽压力 p30kPa 表压时,tpj取与散热器进口蒸汽压力相对应的饱和温度。4.4.确定散热器传热系数的修正系数确定散热器传热系数的修正系数散热器传热系数的计算公式是在特定条件下通过实验确定的,如果实际使用条件与测定条件不相符,就需要对传热系数K 进展修正。1组装片数修正系数1实验测定散热器的传热系数时,柱型散热器是以10 片为一组进展实验的,在实际使用过程中单片散热器是组对成组的,各相邻片之间彼此吸收辐射热,热量不能全部散出去,只有两端散热器的外侧外表才能把绝大局部辐射热量传给室,这减少
6、了向房间的辐射热量。因此组装片数超过 10 片后,相互吸收辐射热的面积占总面积的比例会增加,散热器单位面积的平均散热量会减少,传热系数 K 值也会随之减少,需要修正 K值,增加散热面积。反之,片数少于6 片后,散热器单位面积的平均散热量会增加,K 值也会增加,需要减少散热面积。散热器组装片数修正系数1见表 2-1-1。表 2-1-1散热器组装片数修正系数12连接形式修正系数2实验测定散热器传热系数时,散热器与支管的连接形式为同侧上进下出,这种连接形式散热器外外表的平均温度最高,散热器散热量最多。如果采用表 2-1-2 所列的其他连接形式,散热器外外表平均温度会明显降低,tpj也远比同侧上进下出
7、连接形式低,传热系数K 也会减小,因此需要对传热系数进展修正,取21,增加其散热面积。表 2-1-2 列出了不同连接形式时,散热器传热系数的修正系数2。表 2-1-2散热器连接形式修正系数23安装形式修正系数3实验确定传热系数 K 时,是在散热器完全敞开,没有任何遮挡的情况下测定的。如果实际安装形式发生变化,有时会增加散热器的散热量 如散热器外加对流罩;有时会减少散热量如加装遮挡罩板。因此需要考虑对散热器传热系数 K进展修正。表 2-1-3 列出了散热器安装形式修正系数3。其实质是在不同安装形式下对散热器散热面积进展修正。另外,实验说明:在一定的连接方式和安装形式下,通过散热器的流量对*些形式
8、散热器的 K 值和 Q 值有一定的影响;散热器外表采用不同的涂料时,对 K 值和 Q 值有影响;蒸.z.-汽供暖系统中,蒸汽散热器的传热系数K 值要高于热水散热器的 K 值。可根据具体条件,查阅有关资料确定散热器的传热系数K 值。表 2-1-3散热器安装形式修正系数35.5.计算散热器的片数或长度计算散热器的片数或长度散热器的片数或长度n=F2-1-f式中 n散热器的片数或长度片或m;F所需散热器的散热面积m2;F每片或每 m 散热器的散热面积m2/片或 m2/m ,可查附录 9 确定。实际设置时,散热器每组片数或长度只能取整数。供暖通风与空气调节设计规规定,柱型散热器面积可比计算值小0.1
9、m2,翼型或其他散热器的散热面积可比计算值小5%。另外,铸铁散热器的组装片数,粗柱型 M132不易超过20 片;细柱型不易超过25片;长翼型不易超过 7 片。4.4.【能力训练】试计算图【能力训练】试计算图 2-1-2-1-所示立管各组散热器的面积及片数。所示立管各组散热器的面积及片数。条件:每组散热器的热负荷已标于图中,单位为W。系统供水温度 95,回水温度 70。选用二柱 M132 型散热器,装在墙龛,上部距窗台板100mm。供暖室计算温度 tn=18。【解】计算步骤:1计算各立管管段的水温由公式1-1-7图 2-1-8t1=tg-Qi1(tgth)Qt2=95-=95-14952(957
10、0)=88.19(14951260 1260 1474)2(14951260)2(9570)=82.45(14951260 1260 1474)2t3=95-(149512601260)2(9570)=76.71(1495126012601474)22计算各组散热器的热媒平均温度tpj9588.19=92288.1982.45tpj3=85282.45 76.71tpj2=80276.71 70tpj1=732tpj4=3计算散热器的传热系数 K 查附录 9,M132 型散热器传热系数的计算公式为K=2.426tpj0.286,所以K4=2.42692-180.286=8.31 W/m2K3=
11、2.42685-180.286=8.08 W/m2K2=2.42680-180.286=7.90 W/m2.z.-K1=2.42673-180.286=7.65 W/m24计算散热器面积 F用公式2-1-2计算四层:先假设片数修正系数1=1.0,查表 2-1-2,同侧上进下出连接形式修正系数2=1.0;查表 2-1-3,该散热器安装形式修正系数3=1.06,则F4=Q4K4(tpj4tn)Q3K3(tpj3tn)Q2K2(tpj2tn)Q1K1(tpj1tn)1231231495111.06 2.58m28.31(9218)1260111.06 2.47m28.08(8518)1260111.
12、06 2.73m27.90(8018)1474111.06 3.72m27.63(7318)F=F2=123F1=1235计算散热器的片数查附录 9,M132 型散热器每片面积 f=0.24 m2/片,由公式2-1-得2.58m210.75片n4=0.24m2/片查表 2-1-1,片数修正系数1=1.0510.75 片1.05=12.29 片0.29 片0.24/片=0.07 m20.1 m2因此 n4=12 片同理n3=2.47/0.24=10.29片10.29片1.05=10.8片0.8片0.24/片=0.192 m20.1m2因此 n3=11 片n2=2.73/0.24=11.38片11.38片1.05=11.95片0.95片0.24/片=0.228 m20.1 m2因此 n2=12 片n1=3.72/0.24=15.5 片15.5 片1.05=16.28 片0.28 片0.24/片=0.07 m20.1 m2因此 n1=16 片.z.