質調節對對流型散熱器散熱量影響的研究

郝 文程書嫻

（1 河南省建筑科學研究院有限公司，河南 鄭州 450000；2 泰安市建設工程施工圖審查中心，山東 泰安 271000）

質調節對對流型散熱器散熱量影響的研究

郝 文1程書嫻2

（1 河南省建筑科學研究院有限公司，河南 鄭州 450000；2 泰安市建設工程施工圖審查中心，山東 泰安 271000）

隨著建筑節能工作的縱深推進，分戶計量、分室控制等節能技術的推廣應用以及住戶行為節能意識的逐步提高，住戶可根據使用中熱舒適度要求的不同、使用時間的不同，通過質調節實現對室內溫度的調控。按照變流量模式運行，進出散熱器的流量實時發生變化。此時散熱器散熱量將發生變化。筆者通過對鋼制高頻焊散熱器不同工況條件下散熱量進行試驗，研究質調節對散熱器散熱量影響，確認散熱器散熱量是否滿足實驗室按照《采暖散熱器散熱量測定方法》（GB/T13754-2008）測試所得出的經驗公式。

質調節；散熱量；衰減

1 概述

按照《供熱計量技術規程》（JGJ173-2009）第7.2.1條要求“新建和改擴建的居住建筑或以散熱器為主的公共建筑的室內供暖系統應安裝自動溫度控制閥進行室溫調控”。由于室溫溫度調控的需求，散熱器在實際運行中流量是變化的，即用戶實施的“質調節”措施。調節后的散熱器其散熱性能是否遵循《采暖散熱器散熱量測定方法》（GB/T13754-2008）測試所得的經驗公式。本文以對流型散熱器為例進行研究。

對流型散熱器區別于常規的輻射散熱器，其散熱特點是以對流為主，以輻射為輔，通過散熱器的流量大，是相近散熱量條件下輻射散熱器的2倍左右，因此通過散熱器流量的變化及溫差的變化，對散熱器散熱量的影響尤為明顯。以某公司生產的HGP4-20/180-1.0型鋼制高頻焊散熱器為例，研究質調節對散熱器散熱量的影響。

2 標準工況下對流型散熱器散熱量分析

HGP4-20/180-1.0型鋼制高頻焊散熱器（長×寬×高）1000mm×120mm×400mm，重量為18.70kg，連接方式為同側上進下出，某實驗室散熱器熱工試驗臺測試散熱量經驗公式為：

各測試工況的具體參數如表1所示：

式1是基于在定流量（94.56kg/h）下散熱器散熱能力的計算公式，通過該公式計算標準工況下（供水溫度88.75 ℃，回水溫度76.25 ℃，基準點溫度18 ℃）的散熱量為：

表1 試驗工況下鋼制高頻焊散熱器測試結果

標準工況下流量計算為：

3 運行工況下對流型散熱器散熱量分析

為了掌握鋼制高頻焊散熱器分戶計量中流量變化后散熱能力的衰減程度，我們以HGP4-20/180-1.0型為例，進行變流量調節，測試不同工況下的散熱量。鑒于熱計量后由于溫度調節的需要，住宅室內設計溫度均提高2 ℃，即室內設計溫度基本上按20 ℃考慮，為了與室內設計溫度趨于一致，運行工況下室內基準點的溫度設定在20 ℃左右。

表2顯示，不同工況條件下，當通過散熱器進出口流量發生變化時，散熱器的散熱量與標準工況下散熱量（1346.5W）相比，差額很大。當供回水溫度為45/40 ℃時，散熱量能力僅為標準工況下的23%，衰減77%；當供回水溫度為70/55 ℃時，散熱能力僅為標準工況下的48%，衰減50%左右。

3.1 溫差變化對散熱器散熱能力的影響

鑒于各工況基準點溫度基本上在20.50±0.2 ℃之間，故僅考慮散熱器進出口溫差變化對散熱器散熱能力的影響。

表2 變流量調節散熱器實測散熱量

工況2與工況10散熱器進出口溫差分別為20 ℃、15 ℃，流量變化非常接近，差額2%左右，可近似按流量相同考慮，兩個工況下散熱器的散熱量變化比例差別較大，分別為0.36及0.26，差額10%。

3.2 流量變化對散熱器散熱能力的影響

工況1、工況3、工況7、工況10、工況12散熱器進出口溫差均為10 ℃，流量變化比例分別為0.69、0.58、0.46、0.37、0.30，對應散熱量的變化比例0.55、0.46、0.37、0.31、0.24，變化曲線見圖1。

圖1 流量變化對散熱量的影響曲線（10℃溫差）

工況2、工況4、工況8、工況11散熱器進出口溫差均為15 ℃，流量變化比例分別為0.40、0.34、0.28、0.22，對應散熱量的變化比例0.48、0.41、0.34、0.26，變化曲線見圖2。

圖1和圖2顯示，散熱器在相同的進出口溫差下，流量變化引起的散熱量的變化，其變化比例近似成直線，散熱量的變化比例小于流量的變化比例。

圖2 流量變化對散熱量的影響曲線（15℃溫差）

3.3 變流量、變溫差對散熱量的綜合影響

從節約能源的角度考慮，熱源在提供給熱負荷時將隨著室外環境溫度的變化適時調整供水溫度，用戶在使用中將根據對室內舒適度要求的不同、作息時間的不同，適時調整進出散熱器的流量，即流量的變化及溫差的變化共同作用影響實際散熱效果。

針對按照經驗公式計算的理論散熱量與實測散熱量進行比較，如表3所示：

由表3可知，流量及溫度變化對散熱器散熱能力的影響并不明顯，保持在-15%～+3%左右。

表3 計算公式計算散熱量與實測散熱量比對表

4 結論

4.1 散熱器在相同的進出口溫差下，流量變化引起散熱量的變化，其變化比例近似成直線，且散熱量的變化比例小于流量的變化比例；

4.2 散熱器在相同的進出口溫差越大，散熱量的變化越顯著；

4.3 當改變運行工況時，散熱器的散熱能力與標準工況相比，衰減明顯，且供水溫度越低，衰減越明顯。非極端天氣，常用供水溫度供回水溫度為70/55 ℃時，散熱能力僅為標準工況下的48%，衰減50%左右。

4.4 流量及溫度變化對散熱器散熱能力的影響并不明顯，保持在-15%～+3%左右。

[1] GB/T13754-2008. 采暖散熱器散熱量測定方法[S]. 北京：中國標準出版社，2008，11.

2017-05-26