兰州交通大学毕业设计(论文)
K——围护结构的传热系数,W/m2·℃; F—— 户间相隔围护结构的面积, m2; Δt——户间传热温差,本设计取6 ℃;
a——户间传热量修正系数,一层、顶层取70%,2-15层取50% 在计算整栋建筑的总耗热量时,户间传热量不计算在内。 户间传热量见附表1.
3.7计算实例
以0203房间为例: 1.房间的设计热负荷
房间与外界有一面北外墙直接相通,北外墙面积为7.32m2,传热系数为0.977 W/m2·℃,北外窗面积为2.25m2,传热系数为3.9W/m2·℃.房间采暖温度为18℃,室外计算温度为-11℃,温差修正系数为1。窗户缝隙长度7.5m,
围护结构的基本耗热量Q′1.j:由式(3—2)得
北外墙的基本耗热量为Q′1.j=7.32*0.977*(18+11)*1=207.4W 北外窗的基本耗热量为Q′1.j=2.25*3.9*(18+11)*1=254.4W
房间与外界有一面北外墙直接相通,北向朝向修正率为0,风力附加为0,高度修正为0, 窗墙面积比小于1,则无附加,即附加耗热量为〞Q′1.x=0
房间0203的的冷风渗透耗热量Q′2.由式(3—3) 、(3—4)、(3—5)、 (3—6)得: C=[50*0.5(23.2-10)/(0.7*100.40.42)][ (5+11)/(273+ 5)]=96.4 Ch=(0.4*100.4)0.67=1.003 m=1.003[1+(1+96.4)b-1]=21.56
Q′2= Q′2 =0.278*025*1.34*21.56*7.5*29=436.7W 房间0203的的冷风渗透耗热量Q′3.=0.
由式(3—1)得房间的总耗热量为:Q′=207.4+254.4+436+7=898.6W
2.户间传热量Q〞
房间有一面内墙与邻户相隔,面积为12.8m2。与楼上、楼下相隔的屋顶、地面面积均为14.52 m2,则房间的户间传热量为:
Q〞=(1.394*16.82*6+2*14.52*6+2*14.52*6)*0.5=227.6W
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3.8供暖面积热指标:
整个建筑物供暖热负荷: Q =702052 W。 根据本建筑物的特点知: 建筑面积F=13166.3m2
所以供暖面积热指标:X=Q/F=702052/13166.3=53.3W/(m2℃),符合民用建筑(住宅)的面积热指标标准。
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4 散热器的选择计算
4.1散热器分类
供暖散热器是室内建筑设备。它与室内装修和家具想配合,与房间使用者朝夕相处。因此,供暖散热器的选择,除了散热器本身的技术品质之外,还必须符合地区使用习惯、使用者爱好、热网及群体建筑物的环境条件等因素的制约。随着社会的进步和生活水平的提高,人们会越来越愿意接受新、美、好的产品。并且,随着运行管理水平的提高和生活水平的提高,也会不断地改善和提高散热器的工作条件,开拓它们的适用范围。下面所谈的供暖散热器选用原则,系指一般而广泛的常用原则。对有特殊要求的工程项目,可以按各自的特殊要求进行选择。 散热器的类型比较
散热器按制造材质的不同分为铸铁、钢制、铝质和其他材质散热器; 按结构形式的不同分为柱型、翼型、管型和板型散热器;
按传热方式的不同,分为对流型(对流散热量占总散热量的60%以上)和辐射型(辐射散热量占总散热量的50%以上)散热器。
(1)铸铁散热器常用的铸铁散热器有翼型和柱形两种形式。 a.翼型散热器:翼型散热器又分为长翼型和圆冀型两种。
长翼型散热器,其外表面上有许多竖向肋片,内部为扁盒状空间,高度通常为
60㎜.常称为60型散热器。每片的标准长度有280㎜(大60)和200㎜(小60)两种规格,宽度为115㎜。
圆翼型散热器是一根内径为DN=75㎜的管子,其外表面带有许多圆形肋片。圆翼
型散热器的长度有750㎜和100㎜两种,两端带有法兰盘,可将数根并联成散热器组。
翼型散热器制造工艺简单,造价较低,但金属耗量大,传热性能不如柱型散热
器,外型不美观,不易恰好组成所需面积,翼型散热器现已逐渐被柱型散热器取代。
b.柱型散热器:柱型散热器是单片的柱状连通体,每片各有几个中空的立柱相
互连通,可根据散热面积的需要,把各个单片组对成一组。
柱型散热器常用的有二柱M132型、二柱700型和四柱640型等。
M—132型散热器的宽度是132㎜,两边为柱状.中间有波浪形的纵向肋片。 四柱散热器的规格以高度表示,如四柱640型,其高度为640㎜。四拄散热器
有带足片和不带足片两种片形,可将带足片作为端片,不带足片作为中间片,组对成一组,直接落地安装。
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柱型散热器传热系数高,散出同样热量时金属耗量少,易消除积灰,外形也比较美观,每片散热面积少,易组成所需散热面积。
铸铁散热器是目前应用最广泛的散热器,它结构简单,耐腐蚀,使用寿命长,造价低,但其金属耗量大,承压能力低,制造、安装和运转劳动繁重。在有些安装了热量表和恒温阀的热水采暖系统中,普通方法生产的铸铁散热器。内壁常有“粘砂”现象,易于造成热量表和恒温阀的堵塞,使系统不能正常运行。因此《规范》规定:安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内古有粘砂的散热器,这就对铸铁散热器内腔的清砂工艺提出了特殊要求,应采取可靠的质量控制措施。目前我国已有了内腔干净无砂,外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器,美观漂亮,档次高,完全可用于分户热计量系统中。
(2)钢制散热器
a.闭式钢串片式:闭式钢串片式散热器由钢管、钢片、联箱及管接头组成。钢
片串在钢管外面,两端折边90度形成封闭的竖直空气通道,具有较强的对流散热能力。但使用时间较长会出现串片与钢管连接不紧或松动,影响传热效果。
b.板型散热器:由面板、背板、进出口接头、放水门固定套及上下支架组成。
面板、背板多用1.2~1.5 ㎜厚的冷轧钢板冲压成型,其流通断面呈圆弧形或梯形,背板有带对流片的和不带对流片的两种规格。
c.钢制柱型散热器:其结构形式与铸铁柱型相似,它是用1.25~1.5㎜厚的冷
轧钢板经冲压加工焊制而成。
d.扁管散热器:这种散热器是由数根50㎜ x11㎜x 1 5㎜(宽x高x厚)的矩形
扁管叠加焊接在一起,两端加上连箱制成的。高度有三种规格:416mm(8根)、520㎜(10根)和624㎜(12根)。长度有600~2000㎜以200㎜进位的八种规格。
扁管散热器的板形有单板、双板、单板带对流片、双板带对流片4种形式。单、双板扁管散热器两面均为光板,板面温度较高,有较多的辐射热。带对流片的单、双板扁管散热器在对流片内形成空气流通通道,除辐射散热量外,还有大量的对流散热量。
e.钢制光面管散热器:又叫光排管散热器,是在现场或工厂用钢管焊接而成的。因其耗钢量大,造价高,外形尺寸大,不美观,一般只用在工业厂房内。、
(3)铝制散热器铝制散热器的材质为耐腐蚀的铝合金,经过特殊的内防腐处理,采用焊接连接形式加工而成。铝制散热器重量轻,热工性能好,承压能力高,使用寿命长,其外形美观大方,造型多变,可做到采暖、装饰合二为一。使用时应注意产品对水质的要求。应选用内防腐型散热器,并应满足产品对水质的要求。散热器内腔应严格按涂装
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工艺要求由机械程序化操作,以防止简易手工操作的不稳定性。应采用可靠的覆膜涂层或其他物理保护措施,以保证散热器长期稳定地工作。
20世纪开始采用的铸铁散热器用灰口铸铁浇铸而成。由于结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大而沿用至今。在我国的民用建筑及公共建筑中,如果承压要求不高的情况下,普遍采用的是铸铁散热器中的翼型散热器和柱型散热器。
4.2对散热器的要求
供暖散热器是建筑物供暖系统的末端装置,它与供暖系统的管道连为一体,构成热媒循环的系统。安全可靠是对供暖系统(包括散热器在内)的基本要求。包括以下几个方面:
a 散热器的工作压力应能满足供暖系统工作压力的要求,并且在长期运行过程中安全可靠。从降低工程造价的角度考虑,散热器的工作压力只要能满足(保证)供暖系统运行时的工作压力即可,并不是越高越好。但对同一类型的散热器而言,如其他条件均相同,那么,承压能力高就是优点之一。因为并未以成本的增加或金属的增加去换取承压能力的提高。我国目供暖散热器的工作压力多为0.5~8MPa。也有的大型集中供热系统要求更高的工作压力。在高层建筑中,由于供暖系统多按40m上下的高度分区设置、所以对散热器本身的承压能力并没有更高的要求。小型家用热水供暖装置的散热器只要在系统灌满水后不渗不漏即可,可以选取壁薄、价低、承压能力低的散热器。
值得强调的是,散热器要在有效使用期内长期工作的条件下都具有稳定的承压能力,保证长期运行的安全可靠。有的散热器因材质或其他原因不能保证这一要求,那就很值得注意。
b 漏水(汽)的可能少。主要是指散热器的接口要少及其本身腐蚀漏水的可能性少。铸铁散热器由于弱环节往往在片与片组合的接口处,所以接口越少,漏水的可能性越少。钢板散热器,也因型式不同,其腐蚀漏水的严重性不同。
c 耐腐蚀。包括散热器外腐蚀和内腐蚀。对潮湿房间,或有腐蚀性气体的房间,应选用防腐能力亦较高的产品。
d 无划伤或碰伤人体的尖角棱刃,壳应有一定的强度和刚度。
f 无毒、无害、无爆炸可能。包括散热器的专用工质及外表面处理。这一问题,对目前还在研究的热管型散热器(亦称相变换热散热器)以及电热、煤气散热器等,就是一个值得注意的问题。
4.3散热器选择:
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