• 试论在采暖设备安装中对散热器问题的探讨
  •   来源:中国论文网
  • 2015-12-07
我们在采暖设备的安装过程中,对散热器的选型是一个重要问题,要在比较分析的基础上,首先注意其经济造价,然后得关注其安装要求。还得在保障产品质量前提下,尽量就地取材,在设计及散器选型上要从实际出发,既要合理又要经济美观。随着我国对外开放和经济建设的不断发展,大量的国外建筑用采暖散热器产品进入中国市场,我们非常必要研究有掌握相关的国际标准,掌握国际标准与我国现行的国家标准的差异,更好的为我国的散热器行业发展服务。关于采暖散热器的散热量测定方法,我国早在1986年就参照国际标准ISO3147,3148,3149,3150-1975,制定了部颁标准《采用闭式小室测试采暖散热器的热工性能》JGJ32-86,并于1987年5月1日实施。1992年对该标准重新修订后,上升为国家标准《采暖散热器散热量测定方法》GB/T3754-92,于1993年4月1日实施。多年来,我国一直使用该标准。同时,除了散热器标准问题,我们还应看到其他方面的突破。

一、散热器的发展研究

目前,主要有铝制品和塑料制品,因而大大代替了以前的钢制散热器,避免了钢制散热器易腐蚀等问题。国内已经生产的铝制散热器中,由航天部3267工厂利用压力铸造生产的铝制辐射对流型散热器,是一种仿意大利产品,其工艺性好,外型美观,结构紧凑,重量很轻,是国内可以称之为具有装饰功能的高档次铸造散热器,但其工艺难度高,因而售价也高;铝制扁管散热器采用铝合金挤压7015型扁管组合,经氩弧焊接制成扁管型或百面型,产品体轻而用,适宜在潮湿环境中工作,已由山东生产;还有一种由天津和四川等地生产的,利用两张薄铝板兴覆处理,压延结合后,经吹胀形成水道,制成"吹胀式"散热器,这是一种体重更轻的铝制超薄型家用散热器,壁厚仅为0.8mm,承压0.2MPa,散热器外形为600×1000mm时,标准散热量超过100W;但产品抗冲击性和整体刚属于匀较差,在型式设计上还需完善。塑料散热器在西安、北京、山东和浙江等地,均已进行研制。据了解,利用导热塑料或聚丙烯改性增强塑料的散热器已在试制中,型式有肋片型、管柱型和柱型,这种产品外观好,光滑润泽,耐腐蚀且体重较轻,成本仅及同型钢制产品的一半,但由于其材质导热性能变化,散热能力约比同型号钢制散热器低13~20%,在供暖温度下耐压能力较低,甚至有的在供暖温度下塑料变形过大,散热器工作时出现塌腰变形或接口漏水,使用寿命和安全性还需提高。

二、散热器表面涂料的改进


美国早在20年代即已有研究报道。至80年代,我国先有哈尔滨建工学院的试验,后有清华大学的专题研究。根据国际标准化组织对供暖散热器名称的界定:部分靠辐射散热的称为辐射器(Radiator),几乎完全靠自然对流散热的称为对流器(Convector)。对于辐射器来说,表面黑度将直接影响散热器的辐射散热量,因此,散热器表面涂料的黑度,就显得十分重要了。但对于对流器,这种影响则可忽略。研究结果表明:对于柱型、翼型、板型和扁管型散热器,将传统的银粉漆改为任何颜色的非金属涂料后,可使其标准散热量比涂银粉漆时提高10%以上。这一结论对采用传统涂料银粉漆的铸铁散热器来说尤其重要,也就是由于这个原因,规定铸铁散热器在热工性能检测时表面为铸铁自然状态,不得饰以任何涂料。推广采用百金属涂料,以达到节省所需散热面积的目的,经济效益将是十分显著的;对于这一点工程设计人员若能取得共识,并在设计时注意落实,应该不难实现。但至今我国未能如有的国家那样,作为政府行为,明令禁止在散热器表面涂刷银粉漆。容忍这种状况,已经并且还在继续给我国资源造成巨大的浪费。

三、散热器连接方式的改进

从1968年起,这种连接方式的供暖系统即在苏联广泛应用。据介绍可以减少散热器用量的33%,以重量计可减少管材用量的三分之二,而且运行可靠,易于施工。我国已经进行研究并在工程设计中试用。研究表明,这种连接方式可以用于我国目前生产的柱型、长翼型、板型等多种连接方式可以选择的散热器,但现行扁管散热器和闭式串片型散热器则不宜使用。实验研究时还发现,散热器上进上出连接时,在流量较小时,散热器下部将出现明显的冷"水袋",而当流量大于某一启动流量时,散热器表面温度立即变得均匀,且无冷死角。这时的热量几乎等于该散热器在上进下出连接时的标准散热量值。研究的结论是,对于柱(10片)和长翼型(3片)散热器,工程设计时的启动流量约为500kg/h。这种连接方式,对于大面积房间内采用的水平串联系统,且有很大的实用价值。

四、新技术的运用

由清华大学与河北省冀县暖气片厂合作,研究开发了稀土孕育灰铸铁散热器。利用稀土孕育技术,即铸铁碳当量在4.3%左右,硫磺、磷小于0.1%,锰在0.4~0.8%之间,在熔化铁水的出炉温度大于1300℃时,进行稀土处理。稀土孕育可以净化铁水中所含的氧、硫等元素,增加材料的致密性和连续性,并提高铁水密度和流动性,使共晶团细化;这样既可减薄壁厚,增强材料的抗拉强度约20%,又可改善材料的加工性能,提高产品的成品率。这一技术的应用和推广,是我国铸铁散热器工艺革新方面的新进步。正确运用这一工艺,可以使铸铁散热器具有较高的机械强度,承压能力可达0.8MPa,其技术特性已经正式列入部颁产品标准之中。

五、我国供暖工程设计有了自己的参数

由中国建筑标准设计研究所主持,清华大学、哈尔滨建工学院、中国建筑科学研究院空调所和北京市散热器厂联合完成的《采暖散热器设计参数的试验研究》,已以通过建设部组织的鉴定,这是我国首次利用自己的试验手段,对国产各种型式散热器进行的设计参数试验,内容包括闭式小室检测值与工程设计选用值的对比,各种连接方式、变流量、片数和涂料等影响的修正,高温热媒(热水和蒸汽)设计参数确定和阻力系数。这是一次工作量很大的联合攻关项目。本项课题内容比较实用全面,将为我国供暖工程设计选用的各种参数提供比较科学的数据,标志我国开始结束长期以来引用外国工程设计数据的历史。

总论:

在上面关于我国供暖设备安装中关于散热器问题的探讨中,我们不难看出,在我国现今的散热器研究开发中,有了很多重大的突破,这也使得我们在供暖设备的安装过程中,可以根据经济适用原则,在散热器选型问题上做出更好的选择,同时,也为推动我国供暖设备的发展提供了更多的可能。
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