质调节对对流型散热器散热量影响的研究

郝 文程书娴

（1 河南省建筑科学研究院有限公司，河南 郑州 450000；2 泰安市建设工程施工图审查中心，山东 泰安 271000）

质调节对对流型散热器散热量影响的研究

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（1 河南省建筑科学研究院有限公司，河南 郑州 450000；2 泰安市建设工程施工图审查中心，山东 泰安 271000）

随着建筑节能工作的纵深推进，分户计量、分室控制等节能技术的推广应用以及住户行为节能意识的逐步提高，住户可根据使用中热舒适度要求的不同、使用时间的不同，通过质调节实现对室内温度的调控。按照变流量模式运行，进出散热器的流量实时发生变化。此时散热器散热量将发生变化。笔者通过对钢制高频焊散热器不同工况条件下散热量进行试验，研究质调节对散热器散热量影响，确认散热器散热量是否满足实验室按照《采暖散热器散热量测定方法》（GB/T13754-2008）测试所得出的经验公式。

质调节；散热量；衰减

1 概述

按照《供热计量技术规程》（JGJ173-2009）第7.2.1条要求“新建和改扩建的居住建筑或以散热器为主的公共建筑的室内供暖系统应安装自动温度控制阀进行室温调控”。由于室温温度调控的需求，散热器在实际运行中流量是变化的，即用户实施的“质调节”措施。调节后的散热器其散热性能是否遵循《采暖散热器散热量测定方法》（GB/T13754-2008）测试所得的经验公式。本文以对流型散热器为例进行研究。

对流型散热器区别于常规的辐射散热器，其散热特点是以对流为主，以辐射为辅，通过散热器的流量大，是相近散热量条件下辐射散热器的2倍左右，因此通过散热器流量的变化及温差的变化，对散热器散热量的影响尤为明显。以某公司生产的HGP4-20/180-1.0型钢制高频焊散热器为例，研究质调节对散热器散热量的影响。

2 标准工况下对流型散热器散热量分析

HGP4-20/180-1.0型钢制高频焊散热器（长×宽×高）1000mm×120mm×400mm，重量为18.70kg，连接方式为同侧上进下出，某实验室散热器热工试验台测试散热量经验公式为：

各测试工况的具体参数如表1所示：

式1是基于在定流量（94.56kg/h）下散热器散热能力的计算公式，通过该公式计算标准工况下（供水温度88.75 ℃，回水温度76.25 ℃，基准点温度18 ℃）的散热量为：

表1 试验工况下钢制高频焊散热器测试结果

标准工况下流量计算为：

3 运行工况下对流型散热器散热量分析

为了掌握钢制高频焊散热器分户计量中流量变化后散热能力的衰减程度，我们以HGP4-20/180-1.0型为例，进行变流量调节，测试不同工况下的散热量。鉴于热计量后由于温度调节的需要，住宅室内设计温度均提高2 ℃，即室内设计温度基本上按20 ℃考虑，为了与室内设计温度趋于一致，运行工况下室内基准点的温度设定在20 ℃左右。

表2显示，不同工况条件下，当通过散热器进出口流量发生变化时，散热器的散热量与标准工况下散热量（1346.5W）相比，差额很大。当供回水温度为45/40 ℃时，散热量能力仅为标准工况下的23%，衰减77%；当供回水温度为70/55 ℃时，散热能力仅为标准工况下的48%，衰减50%左右。

3.1 温差变化对散热器散热能力的影响

鉴于各工况基准点温度基本上在20.50±0.2 ℃之间，故仅考虑散热器进出口温差变化对散热器散热能力的影响。

表2 变流量调节散热器实测散热量

工况2与工况10散热器进出口温差分别为20 ℃、15 ℃，流量变化非常接近，差额2%左右，可近似按流量相同考虑，两个工况下散热器的散热量变化比例差别较大，分别为0.36及0.26，差额10%。

3.2 流量变化对散热器散热能力的影响

工况1、工况3、工况7、工况10、工况12散热器进出口温差均为10 ℃，流量变化比例分别为0.69、0.58、0.46、0.37、0.30，对应散热量的变化比例0.55、0.46、0.37、0.31、0.24，变化曲线见图1。

图1 流量变化对散热量的影响曲线（10℃温差）

工况2、工况4、工况8、工况11散热器进出口温差均为15 ℃，流量变化比例分别为0.40、0.34、0.28、0.22，对应散热量的变化比例0.48、0.41、0.34、0.26，变化曲线见图2。

图1和图2显示，散热器在相同的进出口温差下，流量变化引起的散热量的变化，其变化比例近似成直线，散热量的变化比例小于流量的变化比例。

图2 流量变化对散热量的影响曲线（15℃温差）

3.3 变流量、变温差对散热量的综合影响

从节约能源的角度考虑，热源在提供给热负荷时将随着室外环境温度的变化适时调整供水温度，用户在使用中将根据对室内舒适度要求的不同、作息时间的不同，适时调整进出散热器的流量，即流量的变化及温差的变化共同作用影响实际散热效果。

针对按照经验公式计算的理论散热量与实测散热量进行比较，如表3所示：

由表3可知，流量及温度变化对散热器散热能力的影响并不明显，保持在-15%～+3%左右。

表3 计算公式计算散热量与实测散热量比对表

4 结论

4.1 散热器在相同的进出口温差下，流量变化引起散热量的变化，其变化比例近似成直线，且散热量的变化比例小于流量的变化比例；

4.2 散热器在相同的进出口温差越大，散热量的变化越显著；

4.3 当改变运行工况时，散热器的散热能力与标准工况相比，衰减明显，且供水温度越低，衰减越明显。非极端天气，常用供水温度供回水温度为70/55 ℃时，散热能力仅为标准工况下的48%，衰减50%左右。

4.4 流量及温度变化对散热器散热能力的影响并不明显，保持在-15%～+3%左右。

[1] GB/T13754-2008. 采暖散热器散热量测定方法[S]. 北京：中国标准出版社，2008，11.

2017-05-26