浅谈散热器的选择安装和使用

张妮娜

随着人们生活水平的不断提高,居室装修越来越受到人们的关注。在我国北方地区,普通的对流式散热器仍作为人们冬季取暖的主要设备。但是,由于安装方与供热方的脱节,再加上家装市场的鱼龙混杂,导致很多用户安装了散热器却起不到相应的作用,相反还徒增烦恼。本文简述了民众安装较为普遍的对流式散热器的一些知识,希望对大家有所帮助。

1 散热器的类型简述

散热设备向房间的散热过程主要包括三种形式:1)供热系统的热媒通过散热器壁面以对流传热的方式向房间散热,此种散热设备称为对流散热器,各种以绕(串)片管为散热元件的带外罩散热器均属此类型;2)供热系统的热媒通过散热器壁面以辐射和对流的方式向室内散热,这种散热设备称为辐射散热器,例如铸铁或钢(铝)制板型、柱型、管型、扁管型、柱翼型和闭式串片型散热器等;3)散热设备向房间吹入高于室温的空气,直接向房间供热,这种系统称之为热风供暖系统。本文重点论述的是普通对流散热器。

2 散热器的热工特性

根据传热学原理,散热器的放热过程属于自然对流换热。靠近散热器外表面的空气由于接触受热,使得其密度变小而产生浮升力,热空气上升,散热器下部和旁边的冷空气则流进补充并同样被加热然后上升。由此可见,热空气浮升的快慢主要取决于被加热的程度,散热器传给空气的热量越多,则冷热空气的密度差也就越大,自然对流换热过程就越强。

对流换热基本计算式为:

其中,Q为换热量;α为换热系数;tb为散热器的外表面温度;tn为室内空气温度;Δt为散热器外表面与室温之间的温度差;F为散热器的外表面积。

通过分析可以看出,散热器自然对流换热主要取决于以下几点:

1)散热器外表面与室温之间的温度差Δt。显然,Δt越大,所传递的热量就越多,使靠近外表面的热空气与离外表面较远的冷空气之间的密度差愈大,因此自然对流就愈强烈,自然对流换热也就愈强烈。2)散热器外表面面积F的大小。传热面积F的大小对自然对流的强弱有很大的影响,其外表面积越大,自然对流换

3 散热器的选择

1)选材质。钢质系列:外形美观,艺术造型夸张,怕氧化,要采取内防腐处理,应满水保养;铝质系列:体轻,造型多变,怕碱性腐蚀,要采取必要的内防腐处理;铜管铝串片对流散热器系列:铜质水道防腐,铝翼片散热佳,强强联合,防腐效果最佳;全铜不锈钢系列:防腐效果好;卫浴系列:造型多样艺术性强,材质重防腐,多附加功能(设毛巾杆等)。2)散热器安装的选择原则就是:专业、熟练、有保障。

4 选择、安装散热器的部分行规

1)民用建筑宜选用外观美观、易于清扫的散热器。2)热水采暖系统采用钢制散热器时,应采取必要的防腐措施;蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管型等散热器。3)散热器宜安装在外墙窗台下。4)两道外门之间不宜设置散热器。5)楼梯间的散热器,应尽量分配在底层或按一定的比例分配在下层各部。6)散热器应明装,内部装修要求较高的民用建筑可暗装,托儿所和幼儿园应暗装和加防护罩。7)铸铁散热器的组装片数不宜超过下列数值:柱型(M132):20片;柱型(细柱):25片;长翼型:7片。

5 热水采暖系统散热器常见故障及排除

5.1 散热器局部不热现象

散热器局部不热现象分析原因大致有以下几种:1)阀门失灵、阀芯脱落在阀座内堵塞了热媒流动通道,这时可打开阀门盖进行修理,或把失灵的阀门更换掉。2)管路集气致使阻塞,也会导致局部散热器不热,这时应打开系统中所设置的放气附件。3)管路堵塞,这时可通过放水确定堵塞点位置,针对性的进行处理。4)采暖系统管道坡度安装不合理,管道出现鼓肚现象,在其内部产生气塞,堵塞或减小了该管段的流通截面积,从而导致局部不热。这就要求用户在安装前应请专业人士进行查看,设计调整好管段坡度,使安装后达到符合设计要求的坡度及坡向。5)室内系统的送、回水管道与室外热网的送、回水管道相互接反,或全部接在供(回)水管上,室内系统不能形成一个循环环路。这时应了解外网情况,认真查找,将接错的管道改正过来。

5.2 热力失效

多层建筑采用双管上分式采暖系统时,上层散热器过热而下层散热器不热。这种垂直热力失调的原因有两种可能:1)支管下端管段被水垢等堵塞,对于这种情况应及时清除管段中的污物或更换堵塞管段,减少阻力损失,恢复系统各环路间的压力损失平衡关系。2)通过上下层散热器的热媒流量相差较大。排除故障方法就是将上层散热器支管上的阀门关到最小,向下依次开大,底层阀门全部打开。多层建筑采用下供式系统时,出现下层散热器过热而上层散热器不热的情况,原因可能是上层散热器中集有空气,应该检查散热器或管路上的排气阀,将空气排除;也可能是系统缺水导致散热器上部存有空气,此时应进行补水。在同一系统中有几个并联环路时,有时会出现有的环路过热,有的环路不热的水力失调现象,这时,应调节各个环路上的控制阀门,使各环路间的压力损失接近平衡,从而消除各环路间冷热不均的现象。

5.3 系统回水温度过高

系统出现回水温度过高的现象,主要有以下几个原因:1)热用户供回水连通阀门没关闭或者关闭不严时易出现回水温度过高的现象,此时应检查各入口装置,关严连通阀。2)系统热负荷较小而提供的热量大,这时应调整总供回水阀门,增加系统阻力,从而减少循环流量。

5.4 系统回水温度过低

产生系统回水温度过低的原因大致有以下几种情况:1)热源不能供给足够的热量,使供水温度达不到设计要求,这时需要提高系统整体的供水温度。2)循环水泵的流量小或扬程低,系统循环慢,同时供回水温差大,这时应更换原有水泵。3)室外管网失水严重,系统补水量远远超过正常值,这时应对室外管网进行检查,找出漏点及时修理。4)循环水量过小,此时应检查水泵是否反转,管路中是否有堵塞或者阀门是否没开全,此时应打开阀门,同时清除系统内的污物和沉渣。

5.5 用户私改暖气

在装修中出于美观的考虑,部分用户私改家中的暖气也是导致散热器不热和易发生故障的重要原因。这种做法破坏了整个系统的水力平衡,使用户散热器出现局部不热的现象。而且由于改造过程中使用的材料质量无法保证,还会出现管道破裂跑水的现象,影响用户的采暖效果。

总之,散热器不单纯是用来满足建筑本身的需要,更重要的是用来满足人们的生活需要和环境质量(主要是室温)的要求,所以在设计安装中应在注重美观的情况下更注意实用性要求。散热器的选择、安装若不妥当,将直接影响散热器的使用效果,不但会降低室内温度,浪费大量的热量,还会造成使用过程中故障频发,浪费不必要的人力、物力和财力。所以,散热器的安装和使用应科学、合理,以便其更好的为人类服务。

[1] 李善化,康 慧.实用集中供热手册[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2] 萧日嵘.民用供暖散热器[M].北京:清华大学出版社,2001.

[3] 贺 平,孙 刚.供热工程[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2000.