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所屬欄目:工業(yè)設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2011-03-05 11:33 熱度:
摘要經(jīng)過對散熱器的性能指標(biāo)、冬季采暖影響室溫的幾種因素、散熱器的使用壽命與防腐技術(shù)等的分析,便于用戶及設(shè)計(jì)工作者合理的選擇散熱器。
關(guān)鍵詞散熱器性能指標(biāo)使用壽命防腐技術(shù)
散熱器是將熱媒的熱量向室內(nèi)散發(fā)的一種中間介質(zhì)現(xiàn)已成為生活中不可缺少的組成部分。其質(zhì)量的優(yōu)劣,性能的好壞,外觀的華陋,直接關(guān)系到使用的安全性,經(jīng)濟(jì)性,裝飾性等問題。因此關(guān)注散熱器,就是關(guān)注人們的生活質(zhì)量。
散熱器的選擇及性能指標(biāo)
下面介紹幾種常見散熱器的性能指標(biāo)[1],以利于設(shè)計(jì)工作者(或用戶)判別散熱器的好壞,進(jìn)而選擇優(yōu)質(zhì)散熱器產(chǎn)品。
1、單位散熱量(瓦):是指每米或每片(柱)散熱器在標(biāo)準(zhǔn)工況下的散熱量(瓦)的大小。很顯然在所需散熱量一定的情況下單位散熱量越大,散熱器所需數(shù)量就越小。
2、金屬熱強(qiáng)度q(瓦/千克攝氏度):是指散熱器內(nèi)熱媒的平均溫度與室內(nèi)空氣溫度相差1度時(shí),每公斤質(zhì)量的散熱器單位時(shí)間所散出的熱量。Q值越大,說明散出同樣的熱量所耗用金屬越少。這個(gè)指標(biāo)可作為同一材質(zhì)散熱器經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)指標(biāo)。對于各種不同材質(zhì)的散熱器,其經(jīng)濟(jì)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)宜以散熱器的單位散熱量的成本(元/瓦)來衡量。
3、散熱面積F(平方米):這是指散熱器的散熱元件(散熱部分)與室內(nèi)外空氣相接觸的表面積。肋化系統(tǒng)越高的散熱器,其F值就越大,串片式散熱器的F值是各類產(chǎn)品中最大的。
4、傳熱系數(shù)K(瓦/平方米):是指散熱器內(nèi)熱媒的平均溫度與室內(nèi)空氣溫度相差1度時(shí),每平方米散熱面積單位時(shí)間所散出的熱量。該值與散熱面積的乘積,再乘以標(biāo)準(zhǔn)溫度(64.5度)就是散熱器的額定散熱量。即Q=K*F*64.5,在散熱面積一定的情況下,K值越大,散熱器的散熱量就越大。另外還有一些參數(shù),如散熱器的重量,工作壓力,進(jìn)出水口中心距,水容量,散熱器的外形尺寸等,都是選擇時(shí)應(yīng)該注意的方面。
冬季采暖影響室溫的幾種因素
由于散熱器是整個(gè)采暖系統(tǒng)的終端產(chǎn)品,所以當(dāng)冬季取暖室溫不夠時(shí),人們往往誤認(rèn)為室溫低是散熱器不好,其實(shí)影響室溫的因素很多,具體分析如下:
1、散熱器散熱量的大小
居室的房型、位置、保溫結(jié)構(gòu)及采暖面積等諸多因素決定需要安裝多大散熱量的散熱器,所以在選擇裝飾性強(qiáng)的散熱器,滿足個(gè)性化需求的同時(shí)應(yīng)選擇配置合理的散熱器,使得散熱器的散熱量略大于房間的總耗熱量。
2、散熱器的位置
散熱器下口距地面應(yīng)大于100mm,宜明裝;散熱器宜安裝在房間的窗下,這樣可以阻止冷輻射和冷空氣的環(huán)流,當(dāng)人們靠近窗戶時(shí),不會明顯感覺有冷空氣侵入;散熱器長度最好等于窗戶的寬度,不宜將窄而高的散熱器安裝于側(cè)墻。
3、供暖系統(tǒng)熱媒及循環(huán)水量的確定對室溫的影響
現(xiàn)在民用供暖系統(tǒng)中的熱媒多為不超過95℃的熱水,當(dāng)熱水供暖系統(tǒng)的供回水溫差△t=25℃并配以合理的循環(huán)水量,就能達(dá)到室溫18℃(2℃偏差)的室溫標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐證明,系統(tǒng)總溫降大于40℃的系統(tǒng)則難以達(dá)到室溫的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),而循環(huán)水量過小,則達(dá)不到規(guī)定的熱量效果,循環(huán)水量過大,則造成能源的浪費(fèi)。
4、系統(tǒng)形式的選擇
依據(jù)建筑特點(diǎn),從經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)穩(wěn)定性選擇理想的采暖系統(tǒng),同樣房間,散熱器數(shù)量相同,因采取不同的系統(tǒng)形式,可能出現(xiàn)室溫不同。
5、供暖系統(tǒng)的保養(yǎng)除垢
區(qū)域供熱循環(huán)水中的硬離子會導(dǎo)致鍋爐、換熱器、散熱器、或管道中形成垢,垢的沉積會妨礙鍋爐的正常運(yùn)行,每1mm垢會造成燃燒消耗增加10%,因此必須對其進(jìn)行軟化和脫鹽處理,否則將在系統(tǒng)中流速小的地方(散熱器的底部)沉積下來,對散熱器腐蝕是非常嚴(yán)重。此外,沉積還造成對熱計(jì)量系統(tǒng)干擾。為了保護(hù)供熱系統(tǒng)和散熱器,在二次水循環(huán)系統(tǒng)和三次水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行100%的過濾是必要的。
6、熱舒適性的選擇要求
熱舒適簡單的說就是一種環(huán)境狀態(tài),在這種狀態(tài)下,周圍環(huán)境即不過冷也不過熱。隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)觀念的改變越來越重視生活質(zhì)量,傳統(tǒng)的輻射式散熱器已不能滿足人們的需求,對流輻射式和對流式散熱器應(yīng)運(yùn)而生,使房間溫度無冷角,生活更舒適。
7、散熱器外裝修對散熱器散熱的影響。
無論哪種類型的散熱器外裝修或多或少影響散熱器的正常散熱。而外型美觀、無需裝修的散熱器既能美化居室,保證正常散熱,又可以節(jié)約裝修費(fèi)用。散熱器的外裝修不可畫蛇添足。
散熱器的使用壽命與防腐技術(shù)
選擇散熱器時(shí)除了考慮價(jià)格外,主要還要考慮使用壽命。決定散熱器使用壽命的主要客觀因素是金屬的抗腐蝕性能。為降低內(nèi)腐蝕應(yīng)對水質(zhì)提出要求[2],一般鋼制PH=10~12,O2≤0.1mg/L;鋁制PH=5~8;銅制PH=7.5~10為適宜值。銅或不銹鋼散熱器Cl-、SO42-含量分別不大于100mg/L。在供水溫度高于85℃、PH值大于10的連續(xù)供暖系統(tǒng)中,不宜采用鋁合金散熱器。
鋼制散熱器的使用對熱媒都有一定要求。為散熱器提供熱源的媒體主要有水和蒸汽,它們所含的氧氣對鋼的腐蝕是目前鋼制散熱器難以解決的大問題。它要求水中含氧量不大于0.1mg/L,盡管提供的散熱器使用的熱水是經(jīng)過除氧處理的,但由于某種原因大面積的集中供熱方式無法使整個(gè)系統(tǒng)密閉,從而導(dǎo)致無法與氧氣隔絕,加之停止供熱之后對系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)要放空散熱器,這樣,系統(tǒng)的含氧量就超標(biāo),氧化腐蝕無法避免。特別是在潮濕狀態(tài)下,氧化更加嚴(yán)重。
鋁制散熱器,因鋁的特性是氧化迅速,和空氣接觸的一瞬間其表面便氧化,形成一層薄薄的,但很堅(jiān)固、質(zhì)密的氧化膜,形成鋁的保護(hù)層,避免了向深度氧化。氧化應(yīng)絲毫不會受影響鋁制散熱器的使用壽命。因此,鋁往往認(rèn)為是抗氧化最好的材料之一。但是,因?yàn)殇X制散熱器怕堿性水腐蝕,它適用水質(zhì)PH值5-8,(PH值是酸堿度值,當(dāng)PH=7時(shí)為中性)。當(dāng)作為熱媒的熱水PH>9時(shí),會隨著水溫的升高,腐蝕加劇溫度每升高10℃,腐蝕增加3.5倍,當(dāng)PH=12,水溫〉70℃時(shí),2mm厚的鋁管一周內(nèi)就會漏水,因?yàn)榉N種原因鋁的腐蝕不是一層一層的,而是形成無數(shù)的原電池,即化學(xué)腐蝕,從內(nèi)壁開始越來越深,直至穿透。此外為保護(hù)鍋爐,要保證鍋爐內(nèi)的水的硬度達(dá)到PH9~12,需在水中加添加劑其成分一般為NaCl或Na4PO4。而從鍋爐內(nèi)輸出這樣的水,一旦進(jìn)入采暖系統(tǒng),即會形成對鋁制散熱器的腐蝕,因此鋁制散熱器必須進(jìn)行內(nèi)防腐處理。市場上有廠家采取內(nèi)刷涂料的辦法,收到了一定的效果,但涂層不均的話,出現(xiàn)一個(gè)小小的氣泡,就會形成金屬電化學(xué)腐蝕,則會使腐蝕速度更快。
目前以銅管代替鋁管的防腐蝕措施被廣泛采用,銅是良好的導(dǎo)熱材料,其耐氧化和堿腐蝕的性能極佳,只是銅是比較貴重的有色金屬,采用它作散熱器,成本稍高。
通過對散熱器的性能指標(biāo)、冬季采暖影響室溫的幾種因素、散熱器的使用壽命與防腐技術(shù)等的分析。目前在散熱器的選擇上優(yōu)先選擇銅鋁復(fù)合對流散熱器,其次是鋼鋁復(fù)合散熱器,再次是鋼制或鑄鐵散熱器。
參考文獻(xiàn):
[1]暖通空調(diào)/陸亞俊主編中國建筑工業(yè)出版社,2002:33
[2]實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊/陸耀慶主編2版中國建筑工業(yè)出版社,2008:398
文章標(biāo)題:散熱器的選擇趨勢
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