淺談散熱器的選擇安裝和使用

張妮娜

隨著人們生活水平的不斷提高,居室裝修越來越受到人們的關注。在我國北方地區,普通的對流式散熱器仍作為人們冬季取暖的主要設備。但是,由于安裝方與供熱方的脫節,再加上家裝市場的魚龍混雜,導致很多用戶安裝了散熱器卻起不到相應的作用,相反還徒增煩惱。本文簡述了民眾安裝較為普遍的對流式散熱器的一些知識,希望對大家有所幫助。

1 散熱器的類型簡述

散熱設備向房間的散熱過程主要包括三種形式:1)供熱系統的熱媒通過散熱器壁面以對流傳熱的方式向房間散熱,此種散熱設備稱為對流散熱器,各種以繞(串)片管為散熱元件的帶外罩散熱器均屬此類型;2)供熱系統的熱媒通過散熱器壁面以輻射和對流的方式向室內散熱,這種散熱設備稱為輻射散熱器,例如鑄鐵或鋼(鋁)制板型、柱型、管型、扁管型、柱翼型和閉式串片型散熱器等;3)散熱設備向房間吹入高于室溫的空氣,直接向房間供熱,這種系統稱之為熱風供暖系統。本文重點論述的是普通對流散熱器。

2 散熱器的熱工特性

根據傳熱學原理,散熱器的放熱過程屬于自然對流換熱。靠近散熱器外表面的空氣由于接觸受熱,使得其密度變小而產生浮升力,熱空氣上升,散熱器下部和旁邊的冷空氣則流進補充并同樣被加熱然后上升。由此可見,熱空氣浮升的快慢主要取決于被加熱的程度,散熱器傳給空氣的熱量越多,則冷熱空氣的密度差也就越大,自然對流換熱過程就越強。

對流換熱基本計算式為:

其中,Q為換熱量;α為換熱系數;tb為散熱器的外表面溫度;tn為室內空氣溫度;Δt為散熱器外表面與室溫之間的溫度差;F為散熱器的外表面積。

通過分析可以看出,散熱器自然對流換熱主要取決于以下幾點:

1)散熱器外表面與室溫之間的溫度差Δt。顯然,Δt越大,所傳遞的熱量就越多,使靠近外表面的熱空氣與離外表面較遠的冷空氣之間的密度差愈大,因此自然對流就愈強烈,自然對流換熱也就愈強烈。2)散熱器外表面面積F的大小。傳熱面積F的大小對自然對流的強弱有很大的影響,其外表面積越大,自然對流換

3 散熱器的選擇

1)選材質。鋼質系列:外形美觀,藝術造型夸張,怕氧化,要采取內防腐處理,應滿水保養;鋁質系列:體輕,造型多變,怕堿性腐蝕,要采取必要的內防腐處理;銅管鋁串片對流散熱器系列:銅質水道防腐,鋁翼片散熱佳,強強聯合,防腐效果最佳;全銅不銹鋼系列:防腐效果好;衛浴系列:造型多樣藝術性強,材質重防腐,多附加功能(設毛巾桿等)。2)散熱器安裝的選擇原則就是:專業、熟練、有保障。

4 選擇、安裝散熱器的部分行規

1)民用建筑宜選用外觀美觀、易于清掃的散熱器。2)熱水采暖系統采用鋼制散熱器時,應采取必要的防腐措施;蒸汽采暖系統不應采用鋼制柱型、板型和扁管型等散熱器。3)散熱器宜安裝在外墻窗臺下。4)兩道外門之間不宜設置散熱器。5)樓梯間的散熱器,應盡量分配在底層或按一定的比例分配在下層各部。6)散熱器應明裝,內部裝修要求較高的民用建筑可暗裝,托兒所和幼兒園應暗裝和加防護罩。7)鑄鐵散熱器的組裝片數不宜超過下列數值:柱型(M132):20片;柱型(細柱):25片;長翼型:7片。

5 熱水采暖系統散熱器常見故障及排除

5.1 散熱器局部不熱現象

散熱器局部不熱現象分析原因大致有以下幾種:1)閥門失靈、閥芯脫落在閥座內堵塞了熱媒流動通道,這時可打開閥門蓋進行修理,或把失靈的閥門更換掉。2)管路集氣致使阻塞,也會導致局部散熱器不熱,這時應打開系統中所設置的放氣附件。3)管路堵塞,這時可通過放水確定堵塞點位置,針對性的進行處理。4)采暖系統管道坡度安裝不合理,管道出現鼓肚現象,在其內部產生氣塞,堵塞或減小了該管段的流通截面積,從而導致局部不熱。這就要求用戶在安裝前應請專業人士進行查看,設計調整好管段坡度,使安裝后達到符合設計要求的坡度及坡向。5)室內系統的送、回水管道與室外熱網的送、回水管道相互接反,或全部接在供(回)水管上,室內系統不能形成一個循環環路。這時應了解外網情況,認真查找,將接錯的管道改正過來。

5.2 熱力失效

多層建筑采用雙管上分式采暖系統時,上層散熱器過熱而下層散熱器不熱。這種垂直熱力失調的原因有兩種可能:1)支管下端管段被水垢等堵塞,對于這種情況應及時清除管段中的污物或更換堵塞管段,減少阻力損失,恢復系統各環路間的壓力損失平衡關系。2)通過上下層散熱器的熱媒流量相差較大。排除故障方法就是將上層散熱器支管上的閥門關到最小,向下依次開大,底層閥門全部打開。多層建筑采用下供式系統時,出現下層散熱器過熱而上層散熱器不熱的情況,原因可能是上層散熱器中集有空氣,應該檢查散熱器或管路上的排氣閥,將空氣排除;也可能是系統缺水導致散熱器上部存有空氣,此時應進行補水。在同一系統中有幾個并聯環路時,有時會出現有的環路過熱,有的環路不熱的水力失調現象,這時,應調節各個環路上的控制閥門,使各環路間的壓力損失接近平衡,從而消除各環路間冷熱不均的現象。

5.3 系統回水溫度過高

系統出現回水溫度過高的現象,主要有以下幾個原因:1)熱用戶供回水連通閥門沒關閉或者關閉不嚴時易出現回水溫度過高的現象,此時應檢查各入口裝置,關嚴連通閥。2)系統熱負荷較小而提供的熱量大,這時應調整總供回水閥門,增加系統阻力,從而減少循環流量。

5.4 系統回水溫度過低

產生系統回水溫度過低的原因大致有以下幾種情況:1)熱源不能供給足夠的熱量,使供水溫度達不到設計要求,這時需要提高系統整體的供水溫度。2)循環水泵的流量小或揚程低,系統循環慢,同時供回水溫差大,這時應更換原有水泵。3)室外管網失水嚴重,系統補水量遠遠超過正常值,這時應對室外管網進行檢查,找出漏點及時修理。4)循環水量過小,此時應檢查水泵是否反轉,管路中是否有堵塞或者閥門是否沒開全,此時應打開閥門,同時清除系統內的污物和沉渣。

5.5 用戶私改暖氣

在裝修中出于美觀的考慮,部分用戶私改家中的暖氣也是導致散熱器不熱和易發生故障的重要原因。這種做法破壞了整個系統的水力平衡,使用戶散熱器出現局部不熱的現象。而且由于改造過程中使用的材料質量無法保證,還會出現管道破裂跑水的現象,影響用戶的采暖效果。

總之,散熱器不單純是用來滿足建筑本身的需要,更重要的是用來滿足人們的生活需要和環境質量(主要是室溫)的要求,所以在設計安裝中應在注重美觀的情況下更注意實用性要求。散熱器的選擇、安裝若不妥當,將直接影響散熱器的使用效果,不但會降低室內溫度,浪費大量的熱量,還會造成使用過程中故障頻發,浪費不必要的人力、物力和財力。所以,散熱器的安裝和使用應科學、合理,以便其更好的為人類服務。

[1] 李善化,康 慧.實用集中供熱手冊[M].北京:中國電力出版社,2003.

[2] 蕭日嶸.民用供暖散熱器[M].北京:清華大學出版社,2001.

[3] 賀 平,孫 剛.供熱工程[M].第3版.北京:中國建筑工業出版社,2000.