摘要本文主要介紹和評(píng)析幾種以銅管為通水部件、抗蝕能力強(qiáng)、能適應(yīng)我國(guó)一般供暖水質(zhì)使用要求的新型銅鋁散熱器，適合于在住宅供暖中使用，可供同行在工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)時(shí)參考。

關(guān)鍵詞住宅銅鋁散熱器評(píng)析

1概述

我國(guó)的住宅建設(shè)，在近幾十年內(nèi)每年的建設(shè)量約為5.0億m2，其中較大部分在采暖區(qū)，年需散熱器約為1.5億片（折合鑄鐵四柱--600型散熱器）。加上舊房改建及老供暖系統(tǒng)更換散熱器，數(shù)量會(huì)更多一些。由于建設(shè)部已明令自2000年10月1日起實(shí)施按戶計(jì)熱與控制，并且城市供熱方式還是以城市集中供熱為主，所以適合熱水供暖使用的散熱器仍然是我們研究的重點(diǎn)。已于2001年4月1日實(shí)施的國(guó)家采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范采暖部分，對(duì)鋁制散熱器的內(nèi)防腐及鑄鐵散熱器內(nèi)腔不含粘砂等問題提出了明確的要求。在現(xiàn)有的各種散熱器中，鑄鐵散熱器要推廣和采用內(nèi)腔無粘砂新工藝；鋼（板）制散熱器沿需解決人防腐技術(shù)；鋁制散熱器按即將實(shí)施的建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須采用人防腐措施，以能適用于水的pH≤12,氯離子含量≤120ppm的供暖系統(tǒng)。而新型銅鋁散熱器是以銅管為通水部件、充分發(fā)揮銅材耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)；以鋁材做成散熱部件，充分發(fā)揮鋁材密度小、易成型等優(yōu)點(diǎn)，可以生產(chǎn)在型式、尺寸、重量等方面都能適合住宅使用要求的產(chǎn)品。本文將重點(diǎn)介紹我國(guó)目前興起的幾種新型銅鋁散熱器，以供同行選用或開發(fā)產(chǎn)品時(shí)參考。

2住宅對(duì)散熱器的要求

一般說來，住宅用散熱器的要求為"安全可靠、輕薄美新"。"安全可靠"包括熱工性能及制造質(zhì)量?jī)纱蠓矫妗Ｒ笤谝?guī)定的壓力條件下不漏水、在與普通鋼管近似的有效使用年限內(nèi)安全工作且散熱量無大的衰減、以及不會(huì)對(duì)人體造成損傷等方面；"輕"指采用鋼、鋁、銅、塑等薄壁輕型材料生產(chǎn)散熱器，以減輕散熱器自重，以及在熱工性能提高的基礎(chǔ)上減少金屬用量；"薄"指散熱器的厚度（寬度）盡量小一些，以少占平面面積，希望厚度在40～100mm范圍內(nèi)；"美"指散熱器的外形、尺度、比例、色彩能與建筑裝修協(xié)調(diào)且有良好的表面處理；"新"造型新穎及新材料、新工藝、新技術(shù)的采用。

摘要本文首先對(duì)同一散熱器按照不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測(cè)試，并結(jié)合散熱器的實(shí)際使用條件，對(duì)散熱器進(jìn)行了全工況測(cè)試，得出了散熱器熱特性系數(shù)與測(cè)試條件無關(guān)的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上建立熱特性方程，進(jìn)行數(shù)值求解，并利用求解結(jié)果繪制了散熱器全工況圖。利用散熱器全工況圖，設(shè)計(jì)人員可以方便地進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)工況散熱量的換算。

關(guān)鍵詞熱特性系數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)全工況圖

隨著計(jì)量供熱的提出，作為末端設(shè)備的散熱器，既要求能夠提供必要的散熱量以滿足房間熱負(fù)荷需求，又必須能夠適應(yīng)用戶對(duì)室溫調(diào)節(jié)和用熱量控制目的。另一方面，散熱器的設(shè)計(jì)工況常與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工況不同，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)散熱器的標(biāo)準(zhǔn)散熱量進(jìn)行換算。所有這些都要求，對(duì)散熱器的全工況特性有一個(gè)全面的了解。本文在對(duì)散熱器熱特性深入分析的基礎(chǔ)上，得出熱特性系數(shù)與測(cè)試條件無關(guān)的結(jié)論。最后建立散熱器熱特性方程，并繪制散熱器全工況圖。

圖1散熱器熱工測(cè)試系統(tǒng)圖

1-被測(cè)試件；2-低位加熱水箱；3-高位加熱水箱；4-循環(huán)水泵；5-上水；

6-旁流管；7-循環(huán)管；8-流量測(cè)量裝置；9-冷水；10-表冷器；11-風(fēng)機(jī)；

摘要銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器是內(nèi)銅(或鋼)外鋁的新型散熱器，其容水部件為銅(或鋼)管，管外的散熱部件為鋁合金翼型管。它充分發(fā)揮不同金屬材料各自在搞腐蝕或易加工成形等方面的優(yōu)點(diǎn)，能滿足我國(guó)現(xiàn)代建筑對(duì)散熱器的要求。本文將對(duì)該型散熱器的相關(guān)技術(shù)問題作一探討，對(duì)產(chǎn)品的基本構(gòu)造和技術(shù)特點(diǎn)作必要的分析，并對(duì)工程選用要點(diǎn)作必要的闡述，為這一產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)選用和產(chǎn)品開發(fā)提供一些參考。

關(guān)鍵詞銅鋁復(fù)合柱翼散熱器

1概述

我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，建設(shè)任務(wù)巨大，年需采暖散熱器約為3.0億片，具有世界上得天獨(dú)厚的巨大市場(chǎng)。幾十年來，我國(guó)的散熱器生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)展，改變了鑄鐵散熱器一統(tǒng)天下的局面。但是，由于我國(guó)發(fā)展過程中一些自身?xiàng)l件的局限性，雖然在采暖熱媒方面推行了集中熱水供暖，但熱媒本身的水質(zhì)、含氧量及失水（補(bǔ)水）量卻難以有效地控制，熱媒水的含氧量過高是導(dǎo)致鋼制散熱器腐蝕的主要因素，當(dāng)然還有材料、加工、維護(hù)等方面的原因。以薄鋼板為原料制造的散熱器腐蝕問題最為嚴(yán)重。其后出現(xiàn)的鋁合金散熱器，雖有較強(qiáng)的搞氧腐蝕能力，但抗感性腐蝕能力差，適于Ph=5～8.5的供暖水質(zhì)中使用。但供暖水質(zhì)多是取決于鋼制鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，Ph=10～12（換熱器系統(tǒng)水的Ph=8.5）。所以在前些年中鋁制散熱器的堿性腐蝕問題也嚴(yán)重地暴露出來，致使散熱器市場(chǎng)又回到以鑄鐵為主的狀況。便是，時(shí)代是前進(jìn)的，隨著建筑標(biāo)準(zhǔn)和水平的提高，相應(yīng)要求有適應(yīng)配套的建筑設(shè)備，以及供熱由福利制進(jìn)入市場(chǎng)而成為商品，而計(jì)量和控制水平的提高領(lǐng)帶于較精密的設(shè)備和儀表，這些都是目前生產(chǎn)的內(nèi)腔粘砂過多的鑄鐵散熱器難以適應(yīng)的。基于上述情況，銅鋁（或鋼鋁）散熱器應(yīng)運(yùn)而生，其基本構(gòu)造形式，一是橫管結(jié)構(gòu)的銅管鋁片對(duì)流散熱器，有條形、箱形及無外罩的閉式折邊三種形式；另一是豎式柱翼型結(jié)構(gòu)，以銅管（或鋼管）為容水部件、而以鋁合金翼型管為散熱部件組合而成的銅鋁（或鋼鋁）復(fù)合柱翼型散熱器。后者以其安全可靠、輕薄美新的姿態(tài)問世后非常引人注目，并且以其自身的潛質(zhì)，預(yù)計(jì)將成為新世紀(jì)我國(guó)在量發(fā)展的新品種，成為有中國(guó)特色的代表性產(chǎn)品。

2銅鋁（或鋼鋁）復(fù)合柱翼型散熱器的基本構(gòu)造及技術(shù)分析

2．1基本構(gòu)造

摘要：本文著重從測(cè)試裝置、參數(shù)精度、測(cè)試工況、散熱量修正、標(biāo)準(zhǔn)散熱量定義等幾方面對(duì)國(guó)家現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與歐洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)論指出：對(duì)于對(duì)流式散熱器，在熱特性方程中應(yīng)考慮散熱器高度對(duì)散熱量的影響。

關(guān)鍵詞：采暖散熱器測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T13754-92EN442IBR

1引言

關(guān)于采暖散熱器的散熱量測(cè)定方法，國(guó)家早在1986年就參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3147―1975（E）《熱交換器――供水或蒸汽主環(huán)路的熱平衡實(shí)驗(yàn)――原理和試驗(yàn)方法》、ISO3148－1975《用空氣冷卻閉式小室確定輻射散熱器、對(duì)流散熱器和類似設(shè)備散熱量的試驗(yàn)方法》、ISO3149－1975《用液體冷卻閉式小室確定輻射散熱器、對(duì)流散熱器和類似設(shè)備散熱量的試驗(yàn)方法》、ISO3150-1975（E）《輻射散熱器、對(duì)流散熱器和類似設(shè)備散熱量計(jì)算和結(jié)果的表達(dá)式》制定了部頒標(biāo)準(zhǔn)《采用閉式小室測(cè)試采暖散熱器的熱工性能》JGJ32-86，并于1987年5月1日實(shí)施。1992年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)重新修訂后，上升為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖散熱器散熱量測(cè)定方法》GB/T13754－92，于1993年4月1日實(shí)施。至今國(guó)家一直使用該標(biāo)準(zhǔn)。

歐洲標(biāo)準(zhǔn)《輻射器和對(duì)流器》EN442分為3個(gè)部分，第一部分，技術(shù)說明和要求，EN442－1，1995；第二部分：測(cè)試方法和等級(jí)評(píng)定，EN442－2，1996；第三部分：一致性評(píng)價(jià)，EN442－3，1997。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN442是由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/技術(shù)委員會(huì)CEN所編制，按照CEN內(nèi)部條例，以下國(guó)家必須執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)，這些國(guó)家是：澳大利亞、比利時(shí)、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、意大利、波蘭、西班牙、瑞典、英國(guó)等18個(gè)國(guó)家。

IBR是美國(guó)鍋爐與散熱器制造商協(xié)會(huì)（InstituteofBoilerandRadiatorManufacturers）的簡(jiǎn)稱，于1981年更名為Hydronics協(xié)會(huì)（HI，HydronicsInstitute），1995年合并于美國(guó)燃?xì)饩咧圃焐虆f(xié)會(huì)（GAMA，theGasApplianceManufacturersAssociation）。

隨著我國(guó)供暖空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，供暖設(shè)備的應(yīng)用研究由于受到工作量大且難度高、而資金不足的困擾，落后于新型散熱器的研究開發(fā)。近十年來有關(guān)散熱器應(yīng)用方面的許多問題，日益被設(shè)計(jì)和使用單位重視，研究工作有所開展，研究成果不斷推出。

現(xiàn)將已經(jīng)取得的部分進(jìn)展作簡(jiǎn)單的綜合介紹，內(nèi)容以散熱器的應(yīng)用研究而不以新型散熱器開發(fā)為主。

1散熱器表面涂料對(duì)散熱器量的影響

美國(guó)早在20年代即已有研究報(bào)道。至80年代，我國(guó)先有哈爾濱建工學(xué)院的試驗(yàn)，后有清華大學(xué)的專題研究。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)供暖散熱器名稱的界定：部分靠輻射散熱的稱為輻射器（Radiator），幾乎完全靠自然對(duì)流散熱的稱為對(duì)流器（Convector）。對(duì)于輻射器來說，表面黑度將直接影響散熱器的輻射散熱量，因此，散熱器表面涂料的黑度，就顯得十分重要了。但對(duì)于對(duì)流器，這種影響則可忽略。

研究結(jié)果表明：對(duì)于柱型、翼型、板型和扁管型散熱器，將傳統(tǒng)的銀粉漆改為任何顏色的非金屬涂料后，可使其標(biāo)準(zhǔn)散熱量比涂銀粉漆時(shí)提高10%以上。這一結(jié)論對(duì)采用傳統(tǒng)涂料銀粉漆的鑄鐵散熱器來說尤其重要，也就是由于這個(gè)原因，規(guī)定鑄鐵散熱器在熱工性能檢測(cè)時(shí)表面為鑄鐵自然狀態(tài)，不得飾以任何涂料。

摘要：為保證檢測(cè)的可靠性和精度，散熱器檢測(cè)臺(tái)要求散熱器進(jìn)口水溫度精確控制在±0.2℃的波動(dòng)范圍內(nèi)，而測(cè)試間溫度波動(dòng)在±0.1℃內(nèi)。因?yàn)椴煌崞鞯牧髁坎煌械腜ID控制方法無法在大流量范圍內(nèi)保持其魯棒性。本文基于對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)的定量分析，建立了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。根據(jù)系統(tǒng)特殊的工作模式，結(jié)合反饋和前饋控制，作者提出了一種新的控制策略。數(shù)值模擬顯示了它的有效性；實(shí)際運(yùn)行中新策略調(diào)試簡(jiǎn)單，控制精度非常高，無需流量測(cè)點(diǎn)。而且穩(wěn)定速度和魯棒性很好，尤其對(duì)于特別大或特別小的流量效果更為明顯，從而大大提高了系統(tǒng)的檢測(cè)能力，并顯著降低了電耗。此外，文章對(duì)新舊控制方法進(jìn)行了比較，并提出了針對(duì)散熱器檢測(cè)系統(tǒng)的一般控制策略，并用于指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：散熱器檢測(cè);控制策略；反饋控制；前饋控制

1散熱器檢測(cè)系統(tǒng)

散熱器檢測(cè)的主要任務(wù)是保持散熱器水流量一定時(shí)，在高中低溫三種工況下分別測(cè)量其進(jìn)出口水溫和周圍空氣溫度，由此計(jì)算并擬合出散熱量的計(jì)算公式。測(cè)量的準(zhǔn)確性主要取決于上述三個(gè)參數(shù)的控制精度，國(guó)家散熱器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[1]要求把進(jìn)口水溫度的波動(dòng)控制在±0.2℃的范圍內(nèi)，而散熱器所在檢測(cè)小室的空氣溫度要控制在±0.1℃內(nèi)。高中低三個(gè)工況下的水溫要分別維持在95±0.2℃，75±0.2℃和55±0.2℃；空氣溫度則為18±0.1℃。這樣的精度要求是很高的。

系統(tǒng)如圖1所示。供水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一次和二次兩個(gè)加熱水箱。一次加熱器把流出散熱器的低溫水加熱到比較高的溫度，二次加熱器將水加熱到最終溫度。散熱器所在小室為鐵殼，而小室所在房間絕熱。鐵殼與房間內(nèi)的環(huán)境用通過蒸發(fā)器和加熱器的送風(fēng)來控制，調(diào)節(jié)加熱器功率可改變送風(fēng)溫度，從而將散熱器周圍空氣溫度維持在要求值。

2原有控制方案及存在的問題

提要為了建立我國(guó)散熱器的設(shè)計(jì)參數(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)，以我國(guó)常用的散熱器為對(duì)象，以閉式小室檢測(cè)室為主要實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)設(shè)計(jì)常用的各種散熱器選用參數(shù)(如不同熱媒、流量、連接方式、表面狀況、片數(shù)和長(zhǎng)度等)，進(jìn)行了全面的實(shí)驗(yàn)研究，給出了相應(yīng)的計(jì)算選用方法，并對(duì)閉式小室檢測(cè)值的實(shí)用性進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞散熱器標(biāo)準(zhǔn)散熱器計(jì)算溫差閉式小室標(biāo)準(zhǔn)流量

AbstractInordertoestablishanationalstandardforselectingradiatordesignparametersaresearchgroupmadeaseriesofexperimentsoncommonlyusedradiatorsinclosedtestrooms,inquiringtheeffectsofdifferentheatingmedia,thewaterflowrate,theconnectionmethods,thesurfaceconditions,thenumberofsectionsandthelengthofradiatorsconditions,thenumberofsectionsandthelengthofradiatorsonheatemission,whichproducedsomecorrespondingmethodsforselectinganddesigningradiators.Introducesthisresearchandsomeofitsresults.

Keywordsradiatorstandardheat-emissiondesigntemperature-differenceclosedradiatortestroomstandardflowrate

我國(guó)供暖散熱器設(shè)計(jì)選用時(shí)所采用的各種數(shù)據(jù)和修正值，長(zhǎng)期沿用原蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)資料，為了能夠適應(yīng)我國(guó)散熱器的設(shè)計(jì)工作的需要，提高熱能的有效利用率，在研究我國(guó)供暖散熱器工作特性的基礎(chǔ)上，盡快編制出適應(yīng)國(guó)情的散熱器設(shè)計(jì)選用參數(shù)體系，是建筑發(fā)展的需要。

由中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所組織，有清華大學(xué)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院空調(diào)所、哈爾濱建筑大學(xué)、中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)委員會(huì)工程性能測(cè)試小組和北京散熱器廠共同參加的《采暖散熱器設(shè)計(jì)參數(shù)試驗(yàn)研究》課題小組，自1989年起，在我國(guó)現(xiàn)有的三個(gè)散熱器標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)室進(jìn)行了三百余次的試驗(yàn)，完成了課題規(guī)定的研究?jī)?nèi)容；在此基礎(chǔ)上，提出了符合我國(guó)國(guó)情、接近實(shí)際和可供設(shè)計(jì)人員使用的供暖散熱器設(shè)計(jì)參數(shù)。這項(xiàng)研究成果于1992年12月通過了建設(shè)部科技發(fā)展司組織的專家鑒定。

摘要

就散熱器外表面涂裝、暖氣罩的設(shè)置、散熱器更換、無效熱損失等對(duì)建筑節(jié)能、用戶使用、系統(tǒng)維護(hù)的影響進(jìn)行了分析，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：輻射器散熱器裝飾節(jié)能

Abstract

Analysestheeffectsofradiatorsurfacepainting,installationofradiatorcases,replacementofradiatorsonbuildingenergyefficiency,user''''sutilizationandsystemmaintenance.Providessomesolutions.

Keywords：radiatorconvectordecorationenergysaving

隨著我國(guó)供暖空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，供暖設(shè)備的應(yīng)用研究由于受到工作量大且難度高、而資金不足的困擾，落后于新型散熱器的研究開發(fā)。近十年來有關(guān)散熱器應(yīng)用方面的許多問題，日益被設(shè)計(jì)和使用單位重視，研究工作有所開展，研究成果不斷推出。

現(xiàn)將已經(jīng)取得的部分進(jìn)展作簡(jiǎn)單的綜合介紹，內(nèi)容以散熱器的應(yīng)用研究而不以新型散熱器開發(fā)為主。

1散熱器表面涂料對(duì)散熱器量的影響

美國(guó)早在20年代即已有研究報(bào)道。至80年代，我國(guó)先有哈爾濱建工學(xué)院的試驗(yàn)，后有清華大學(xué)的專題研究。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)供暖散熱器名稱的界定：部分靠輻射散熱的稱為輻射器（Radiator），幾乎完全靠自然對(duì)流散熱的稱為對(duì)流器（Convector）。對(duì)于輻射器來說，表面黑度將直接影響散熱器的輻射散熱量，因此，散熱器表面涂料的黑度，就顯得十分重要了。但對(duì)于對(duì)流器，這種影響則可忽略。

研究結(jié)果表明：對(duì)于柱型、翼型、板型和扁管型散熱器，將傳統(tǒng)的銀粉漆改為任何顏色的非金屬涂料后，可使其標(biāo)準(zhǔn)散熱量比涂銀粉漆時(shí)提高10%以上。這一結(jié)論對(duì)采用傳統(tǒng)涂料銀粉漆的鑄鐵散熱器來說尤其重要，也就是由于這個(gè)原因，規(guī)定鑄鐵散熱器在熱工性能檢測(cè)時(shí)表面為鑄鐵自然狀態(tài)，不得飾以任何涂料。

一、我國(guó)供熱現(xiàn)狀

1．煤炭是我國(guó)供熱的基本能源

世界能源資源中，煤炭?jī)?chǔ)量豐富，石油天然氣相對(duì)不足，而我國(guó)更是一個(gè)富煤國(guó)家。其中1998年中國(guó)能源生產(chǎn)中原煤產(chǎn)量占72%，原油18.5%，天然氣2.4%。我國(guó)現(xiàn)有住宅的采暖年耗量指標(biāo)是28kg/m·an，例如北京冬季建筑物采暖能耗大約為全市各種生產(chǎn)總能耗的40%，在東北地區(qū)所占比例甚至更大。其中僅僅1997年，全國(guó)供熱用煤就達(dá)3876萬噸。因此每年消耗在冬季供暖方面的能源非常龐大，只有煤炭才能滿足這樣的需求。同時(shí)，燃油、燃煤氣比燃煤的費(fèi)用分別高出35%和175%左右。因此，我國(guó)供熱的基本能源以煤為主是必然的選擇。

2．集中供熱是現(xiàn)在我國(guó)最基本的供熱方式

1990年全國(guó)集中供熱面積為2.1億平方，而到了1998年就已經(jīng)達(dá)到8.6億平方米。

在八年的時(shí)間內(nèi)集中供熱面積增加為原來的4倍多，并且還從三北地區(qū)向南方發(fā)展，見圖1。1999年我國(guó)688個(gè)城市中，具有集中供熱城市已經(jīng)達(dá)到286個(gè)。集中供熱普及率為29.1%。