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散热器采暖系统低温运行研究

散热器采暖系统低温运行研究. 董重成 哈尔滨工业大学. 国内采暖热媒温度. 《 城市热力管网设计规范 》 （ GJJ 34-90 ） 版本中规定设计供水温度为 95 ～ 70℃ 。 教材、手册几乎所有的技术资料都按这个参数编写。 现有民用建筑的采暖系统都是根据这个 参数 设计 。 设计参数： 95 ～ 70℃ ， 80 ～ 60℃ 。. 国外采暖热媒温度. 德国现在为 70 ～ 55℃ ，室温 20℃,ΔT=42.5℃ ； 芬兰现在为 70 ～ 40℃ ，室温 20℃ ， ΔT=35℃ ；

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散热器采暖系统低温运行研究

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  1. 散热器采暖系统低温运行研究 董重成 哈尔滨工业大学

  2. 国内采暖热媒温度 • 《城市热力管网设计规范》（GJJ 34-90）版本中规定设计供水温度为95～70℃。 • 教材、手册几乎所有的技术资料都按这个参数编写。现有民用建筑的采暖系统都是根据这个参数设计。 • 设计参数：95～70℃， 80～60℃。

  3. 国外采暖热媒温度 • 德国现在为70～55℃，室温20℃,ΔT=42.5℃； • 芬兰现在为70～40℃，室温20℃，ΔT=35℃； • 欧洲标准EN442中规定标准工况为75～65℃，室温20℃，ΔT=50℃； • 波兰东欧国家， 以前采用95～70℃工况，室温20℃， 现在已经改为80～60℃，室温20℃， ΔT=50℃

  4. 在中欧, 已经认为温差50℃不够低。现有迹象表明: 为了节能，正朝着进一步降低系统温度的方向发展。 • 德国工程师协会 (VDI Guideline6030)《Design-ing free heating surfaces (radiators)》“自由散热表面的设计(散热器)”指出:“使温差降至35K以下可以得到更好的温度场，从而使用户感觉舒适。”温差35K，即为60～50℃，室温20℃的低温热水采暖工况。 该指南还对和采暖有关的建筑物节能提出了如下建议:进一步降低供暖系统的供回水温度至55～45℃，ΔT=30℃。 • 在欧洲，有一种叫做“低表面温度(LST)”散热器，规定它的表面温度不超过43℃。这种散热器特别适合于医院、养老院、幼儿园和小学等需要考虑散热器安全性的场合使用。尽管从安全角度推出，同样也有助于提高能源使用效率。

  5. 采用低温热水采暖的原因 • 健康舒适： • 供水温度高于70℃时，灰尘会在散热器表面烤焦产生糊味，散发有害健康的尘粒或气体。 • 由于散热器与室温的温差减小，室内温度场更加均匀。 • 低温采暖不会使室内空气的相对湿度剧烈减小而产生燥热感，会使室内物体和空气电离程度降低，人体带静电减少，因而更舒适更健康。

  6. 节能 • 低水温有助于采用冷凝锅炉、热泵、太阳能等使用低温热源技术。 • 供暖热水温度的降低可以减少外网管道的热损失， 供回水平均温度每降低1度，外网的热损失减少1.3%。 • 有利于提高热力站内热交换器的换热效率。

  7. 低温散热器采暖系统适用于居住性节能建筑 • 对于那些需要高温采暖或要求迅速升温的建筑物不易采用低温供暖系统。 供水温度60 ℃ 60～45℃

  8. 散热器采暖系统低温运行研究 散热器采暖系统低温运行可行性研究 散热器采暖系统低温运行工程应用分析 低温工况采暖散热器散热量实验研究 低温散热器采暖系统投资分析

  9. 低温热媒制备 ★我国城市供热热源的种类与形式较多。低温散热器采暖系统可利用低温热能资源。 ★低温散热器采暖系统采用低温热源需借助热泵装置。 ★以热电联产或区域锅炉房作为热源实现低温供暖是可行的。

  10. 城市热力管网的供回水温度一般为130～80℃左右。城市热力管网的供回水温度一般为130～80℃左右。 • 散热器采暖系统低温运行的低温热媒温度一般为60 ℃以下。 转换设备 高温水 低温水

  11. 换热站间接连接现场图 图1：

  12. 换热站间接连接现场图 图3：

  13. 清华大学提出 “分栋可调”

  14. 混水泵 注：混水泵出口要安装逆止阀，防止突然停泵时发生倒流现象。

  15. 可实现小区干管小流量、大温差，用户末端大流量、小温差运行。可实现小区干管小流量、大温差，用户末端大流量、小温差运行。 • 通过改变混水比调节供水温度，改变混水泵转速或阀门开度调节楼内循环流量，实现单幢楼宇的独立质、量并调。 • 对于单栋建筑可调节成不同的供水温度，满足需要低温采暖建筑物的低温水温要求。

  16. 散热器采暖系统低温运行舒适性研究 • 采用Fluent软件对标准房间采用辐射型钢制板式散热器和铜管铝翅片对流器进行模拟; • 选取的物理模型为哈尔滨市某节能住宅标准层标准房间，其具体布置如图; • 房间的计算热负荷为700W，室外温度-26℃。

  17. 钢制散热器高温采暖温度分布 钢制散热器低温采暖温度分布 铜铝对流器高温采暖温度分布 铜铝对流器低温采暖温度分布

  18. ★采暖房间中靠近散热器处温度变化大，室内水 平方向温度场变化趋势是从外墙至内墙温度场分布逐渐稳定，室内垂直方向温度场分布较均匀 ★当其低温运行时，房间内温度梯度较小，温度场更加均匀，也就使人感到更舒适

  19. 低温散热器采暖系统研究 低温采暖对管径的影响 既有建筑节能改造后原散热器采暖系统低温运行 低温采暖对散热器数量的影响 散热器数量增加 对室内空间的影响

  20. 哈尔滨、 沈阳、北京、西安 建筑平面图

  21. 建筑围护结构主要热工参数 热负荷计算结果

  22. 供水干管 立管 第一环路 第二环路 回水干管 既有建筑采暖系统图

  23. ①改造前系统高温 运行时系统供回水 干管、立管略大； ②改造后低温运行 时散热器数量是改 造前高温运行时的 1.4倍左右。 节能改造前采暖 系统高温运行 既有建筑 节能改造后采暖 系统低温运行 散热面积增 加对室内空 间的影响 散热器布置平面图

  24. ①系统供回水 管不变，但低 温运行时管段 损失增加； ②低温运行散 热器数量增加。 采暖系统 高温运行 既有建筑 节能改造后 采暖系统 低温运行

  25. 新建节能建筑采暖系统图

  26. ①供回水干管相同 低温运行时立管略大； ②低温运行时散热器 数量是高温运行时的 2倍左右。 采暖系统 高温运行 新建 节能 建筑 采暖系统 低温运行 • 节能建筑的散热器采暖系统低温运行具有可行性。

  27. 散热器采暖系统低温运行工程应用分析 哈尔滨典型住宅系统运行实测 1 2 换热站二级网供回水参数 2 3

  28. 测试曲线

  29. 部分换热站二级网供回水参数 哈工大园区 双城民安小区

  30. 牡丹江民航换热站 沈阳市部分热力公司

  31. 低温工况采暖散热器散热量实验研究

  32. 实验用散热器 钢制板式散热器 钢制柱式散热器 铸铁柱翼散热器 铝柱翼散热器 根铜管顺排式对流器 塑料散热器

  33. 钢制板式 实验结果 钢制柱式 铸铁柱翼 铝制柱翼 铜铝对流器 塑料

  34. 结论 • 采暖散热器在低温运行时的性能曲线近似看作其高温运行时性能曲线的延长线。 散热器低温运行时散热量计算公式

  35. 低温散热器采暖系统投资分析 节能建筑 新建节能建筑 既有建筑经节能改造 低温 采暖 低温 采暖 高温 采暖 高温 采暖

  36. 设备投资比较 系统管道和散热器片数投资的变化 • 与节能改造前建筑采暖系统高温运行相比，节能改造后的建筑散热器采暖系统低温运行时设备投资增加不大。 • 若新建节能建筑散热器采暖系统低温运行，因其供回水温度降低而引起的散热器散热面积增加造成的系统投资的增加幅度为16.8%。

  37. Thank You ! 欢迎讨论！

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