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散热器容水量对采暖系统节能效果的计算分析

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1、散热器容水量对采暖系统节能效果的计算分析摘要：散热器是采暖系统的基本设备，而容水量是散热器的重要参数，影响采暖系统的节能效果。本文通过计算分析，得出在采暖系统中，应当尽可能采用容水量小的散热器。关键词：散热器容水量采暖系统节能一、前言近年来，我国的住宅建设发展迅速，其中较大部分在采暖区，而目前城市供热方式还是以城市集中供热为主，采暖散热器是采暖系统的基本设备，因此采暖散热器的施工安装量巨大。据估计，我国每年生产散热器10亿片，如能节省10%，就是一亿片，从而大大降低其造价和金属耗量。因此提高散热器的效率，对整个采暖系统的节能具有重要意义。而散热器的容水量作为采暖散热器的重要参数，必然对系统采暖效果和节能有重要影响。二、散热器的相关参数散热器是采暖系统的末端装置，它将热媒携带的热量传递到房间内，补偿房间的热损失，达到维持房间一定空气温度的目的。本文假设每片散热器容水量为KA1，散热量为KA2，并设，如果锅炉从冷水温度T1升至供水温度T2，所需散热器片数为N：设散热器容水量为G2，则三、容水量对供暖系统的影响为了简化分析，本文假设这样一个区域采暖系统，它由锅炉、散热器和热水管

2、道组成，其中锅炉和管道的容水量之和远小于系统中全部散热器的容水量之和，即可忽略不计。设Q1为建筑物采暖热负荷，Q2为等效散热器的存有水的热量，Q3为等效散热器的自身金属所含的热量， Q2、Q3分别为， c为水的热比容，为该散热器的金属热比容M为等效散热器的重量（m为每片散热器的重量）系统热负荷为Q，则其中，设HJ为每片散热器的金属热容量， Hs为每片散热器的水的热容量，并设C1为系统载荷系数，C2为系统热比容，则系统热负荷其中系统载荷系数C1对采暖系统具有重要意义，由此式可见，系统载荷系数C1具有如下物理意义：1）系统温升，则载荷增加。2）系统载荷与散热器容水量成正比，与散热器散热量成反比。3）系统运行中任何导致容水量增加，散热量减少的做法都会导致系统载荷的增加。以下是几种典型常见散热器的系统载荷系数系统类型容水量散热量重量系统的热比容系统载荷系数系统温升时间铝合金散热器系统0.48kg/柱131W/柱0.63 kg/柱1.481.430.43钢翅片散热器系统0.35kg/片69W/片1.5 kg/片1.501.600.60钢管散热器系统0.25kg/片27W/片0.49 kg

3、/片1.432.101.10大60散热器系统8kg/片465W/片26 kg/片1.543.112.11基于以上定义，下面从如下几个方面分析散热器容水量对采暖系统的影响。1、采暖热水温升热负荷设采暖热水温升热负荷为Qq，则存在如下关系式从上式可以看出，在采暖热负荷相同的情况下，系统温升热负荷，取决于散热器的结构参数和性能参数，即每片散热器的：容水量/散热量。比值越大，温升热负荷越大；比值越小，温升热负荷越小。2、系统的采暖温升时间从上式可以看出，系统的采暖温升时间与采暖热负荷无关，仅取决于散热器的结构参数和性能参数，即每片散热器的：容水量/散热量。比值越大，系统温升时间越长；比值越小，系统温升时间越短。采用容水量小而散热量大的散热器，可以减少采暖温升时间，从而可以提高供热效率。 3、系统能耗设系统稳定供暖时间为th，每天供暖频率为f，每天供暖次数为，则系统耗能为由此可见，在采暖热负荷相同，供暖次数相同的情况下，系统耗能取决于散热器的结构参数和性能参数，即每片散热器的：容水量/散热量。比值越大，系统耗能越多；比值越小，系统耗能越少。采用容水量小而散热量大的散热器，可以减少采暖系统能耗。以

4、上散热器容水量对供暖系统的影响，究其原因如下：对整个系统而言，采暖热负荷是一定的，散热器的容水量/散热量的比值大，系统内相对流速减慢，意味着系统循环时间增加，循环量加大，温升能耗加大，传递和输送热量慢，因此，系统温升慢，热效率低。反之，散热器的容水量/散热量的比值小，意味着系统循环时间短，循环量减小，温升能耗减少，系统内相对流速加快，传递和输送热量快，因此，系统温升快，热效率高。从供暖方式来看，虽然连续采暖具有室温波动幅度小、节能和经济等优点，但在采暖初、末期，综合考虑锅炉运行的经济性以及室温允许的波动范围，在室外温度高于某一值后，仍要采取间歇运行方式。所以目前广泛采用的间断式供暖方式，仍然是采暖行业实际运行的选择方式。间断式供暖即在有效的供暖时段内，要保证室内正常温度。采用该方式供暖时，随着锅炉间歇运行规律的变化，供暖系统的供、回水温度、散热器散热量、室内空气温度也补丁的发生变化。若此系统中采用容水量/散热量的比值大的散热器，从冷态启动到工作温度所需运行时间长，热负荷大，能耗也大。因此，对采用容水量大的散热器来说，将造成严重的能源浪费。而容水量小的散热器可以充分满足即开即热，节能经济的效果，这对于实行分区供暖、计量收费的热用户以及供暖部门，都能达到经济运行、节约能耗、提高供暖质量的目的。四、结论通过以上的计算分析，在热水采暖系统中，采用容水量小的散热器是经济合理的。但是容水量小的散热器当停止供暖时，室内温度下降的也快，即热得快凉的也快，这是因为在上述供热参数不变的条件下，热媒中的焓值是一定的，散热器中容水量大，所含的热量也大，当停止供暖时，室温下降的也慢；反之亦然。但是，在正常采暖过程中，供暖应该满足用户合理用热需求和节省费用的目的。所以，在热水采暖系统中，应当尽可能采用容水量/散热量的比值小的散热器，这样不仅可以达到节能的目的，同时也可以提高供热质量和效率。五、参考文献1. 贺平等，供热工程，中国建筑工业出版社。2. 萧曰嵘牟灵泉董重成，民用供暖散热器 6

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