采暖散熱器數量簡易計算軟件的開發

摘 要：本文介紹了采暖散熱器數量簡易計算軟件開發所需參數的計算及取值，介紹了軟件主程序的編制以及計算示例。

關鍵詞：采暖；散熱器；數量計算；軟件開發

中圖分類號：TU83 文獻標識碼：A

1 軟件開發所需參數的計算及取值

基于散熱器數量的簡化計算這一原則，確定以節能建筑為主，兼顧非節能建筑的特征進行綜合考慮，將環境條件、熱負荷參數和散熱器參數作為軟件開發的三個板塊。

1.1 環境條件的確定

環境條件包括省份、城市、墻體和室內設計溫度。其中省份和城市選擇我國采暖地區的大中型城市，按照《民用建筑節能設計標準》列舉的城市確定。對沒有列出的城市，通過計算相近緯度地區的散熱器數量推算。本軟件開發過程中以節能墻體為主，同時考慮紅磚墻，紅磚墻分為370mm墻和490mm墻。節能墻體的傳熱系數K值由《民用建筑節能設計標準》查得，根據《實用供熱空調設計手冊》確定紅磚墻370mm墻K值為1.53 W/（ m²·℃），490mm墻K值為1.25 W/（ m²·℃）。城市冬季室外計算溫度按《供暖通風設計手冊》查得，室內采暖溫度默認值設為18℃，同時設置輸入框，用戶可根據需要輸入不同值。

1.2 熱負荷參數的確定

建筑物的熱負荷計算分為熱指標計算法和傳熱計算法兩類。熱指標計算法如公式（1）所示：

（1）

式中Qn—建筑物的采暖設計熱負荷，W；F—建筑物的建筑面積，m2；Qf—建筑物的采暖面積熱指標，W/m2。

其中住宅面積設置為用戶自行輸入，程序自動套用公式計算，不同城市設置不同熱指標，按《城市熱力網設計規范》取值。傳熱計算法的計算公式如下：

（2）

式中Qw—采暖房間的熱負荷，W；Qj—圍護結構的基本耗熱量，W；Qi—加熱門窗縫隙滲入的冷空氣耗熱量，W。

傳熱計算法需要考慮外墻面積，墻窗比等參數。其中面積、墻窗比為用戶自行輸入。外墻朝向由下拉菜單進行選擇，分為東、南、西、北、東南、西南、東北、西北八個朝向。如果房間帶山墻，需自行輸入側墻面積和側墻墻窗比，朝向修正率的取值為：北、東北和西北朝向取0；東、西朝向取-5%；東南、西南朝向取-10%～-15%；南向取-15%～-25%。

熱指標計算法和傳熱計算法計算熱負荷均存在于界面上，用戶若對兩種方法的參數均輸入數據，則以熱指標計算熱負荷優先計算。住宅面積和外墻面積為空時出現對話框提示。

1.3 散熱器數量計算及參數的確定

散熱器片數可由公式（3）計算：

式中：Qw—采暖設計熱負荷，W；Qds—散熱器單柱散熱量，W；β1—散熱器的片數修正系數；β2—散熱器的連接方式修正系數；β3—散熱器的安裝型式修正系數。

對單柱散熱量Qds的計算，用戶可從下拉菜單選擇散熱器種類計算，還可直接輸入中的a、b計算。若用戶選用的散熱器種類或型號沒有編入軟件，僅知道測試條件，用戶可以輸入該散熱量估算。此時程序自動套用公式（4）計算：

式中qs—單柱散熱器在溫差為64.5℃散熱量，W；a、b、c—與散熱器有關的系數。

散熱器的連接方式修正系數和安裝方式修正系數取值由《供暖通風設計手冊》查得。散熱器進出口溫度默認值設為95℃/70℃，并設置為可自行修改的輸入框，增加進出口溫度選取靈活性。

2 軟件主程序的編制

C++ Builder可設計出美觀實用的界面，用C語言編寫，因此為開發本軟件最佳工具。本軟件用銅鋁復合、鋼鋁復合、鋼制、衛浴和鑄鐵五種常用散熱器，散熱器類型與散熱量計算公式參照吉水散熱器計算公式。主界面見圖1，用戶從下拉菜單中輸入參數。其余參數根據需要自行輸入。其中省份和城市相關聯，散熱器品種和型號規格相關聯。各數據框有默認值，還可打印本計算界面。

3 軟件計算示例

3.1 基本算例

試計算某辦公室冬季采暖熱負荷，外墻面積30m2，墻窗比0.4，外墻朝向為南，帶山墻，側墻面積為20m2，墻窗比為0.4，朝向為東，散熱器連接方式異側上進下出，安裝方式為明裝，計算散熱器數量。根據已知信息，按照采暖系統設計熱負荷計算單個房間耗熱量方法計算。經過原始條件選擇輸入，直接點計算得出片數。經過原始條件輸入，選擇軟件默認銅鋁復合散熱器，得出片數，結果如圖2。

3.2 不同計算方法的對比演示

本軟件對散熱器的計算設計了選擇散熱器類型、輸入散熱器單柱散熱量和直接輸入散熱器單柱散熱量計算公式三種方法，下面對比優先性。在以上算例已知條件下，選擇銅鋁復合散熱器，輸入單柱散熱量為100W，計算結果為12.5片。在選擇銅鋁復合散熱器，輸入單柱散熱量為100W條件下，輸入散熱器單柱散熱量計算公式為Q=0.6×Δt 1.28，計算結果為10.06片。三種計算方法以輸入散熱器單柱散熱量計算公式為優先，其次是單柱散熱量，以上條件不具備時，按選擇的散熱器類型計算。

4 結論

（1）對熱負荷和散熱器數量的計算以及基本參數的確定進行合理簡化后，利用C++ Builder作為開發環境，可以開發出適用于采暖散熱器數量計算的軟件。該軟件界面簡潔、操作簡單，有打印功能。

（2）該軟件優先按照散熱器單柱散熱量計算公式進行計算，最后考慮按照散熱器類型進行計算。

參考文獻

[1]陸耀慶.供暖通風設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1987.