供暖散热器应用研究进展分析

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    随着我国供暖空调技术的发展,供暖设备的应用研究由于受到工作量大且难度高、而资金不足的困扰,落后于新型散热器的研究开发。近十年来有关散热器应用方面的许多问题,日益被设计和使用单位重视,研究工作有所开展,研究成果不断推出。
现将已经取得的部分进展作简单的综合介绍,内容以散热器的应用研究而不以新型散热器开发为主。

1 散热器表面涂料对散热器量的影响

  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。

2 稀土孕育技术的应用

  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。

3 供暖散热器设计参数试验研究

  由于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**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**,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。

4 散热器上进上出连接方式

  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。