【學(xué)員問題】供暖散熱器應(yīng)用研究進展分析和主流趨勢？

　　【解答】隨著我國供暖空調(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)取得的部分進展作簡單的綜合介紹，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.散熱器表面涂料對散熱器量的影響

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

　　根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對供暖散熱器名稱的界定：部分靠輻射散熱的稱為輻射器（Radiator），幾乎完全靠自然對流散熱的稱為對流器（Convector）。對于輻射器來說，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。但對于對流器，這種影響則可忽略。

　　研究結(jié)果表明：對于柱型、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提高10%以上。這一結(jié)論對采用傳統(tǒng)涂料銀粉漆的鑄鐵散熱器來說尤其重要，也就是由于這個原因，規(guī)定鑄鐵散熱器在熱工性能檢測時表面為鑄鐵自然狀態(tài)，不得飾以任何涂料。

　　推廣采用百金屬涂料，以達到節(jié)省所需散熱面積的目的，經(jīng)濟效益將是十分顯著的；對于這一點工程設(shè)計人員若能取得共識，并在設(shè)計時注意落實，應(yīng)該不難實現(xiàn)。但至今我國未能如有的國家那樣，作為政府行為，明令禁止在散熱器表面涂刷銀粉漆。容忍這種狀況，已經(jīng)并且還在繼續(xù)給我國資源造成巨大的浪費。

　　2.稀土孕育技術(shù)的應(yīng)用

　　由清華大學(xué)與河北省冀縣暖氣片廠合作，研究開發(fā)了稀土孕育灰鑄鐵散熱器。利用稀土孕育技術(shù)，即鑄鐵碳當(dāng)量在4.3%左右，硫磺、磷小于0.1%，錳在0.4～0.8%之間，在熔化鐵水的出爐溫度大于1300℃時，進行稀土處理。稀土孕育可以凈化鐵水中所含的氧、硫等元素，增加材料的致密性和連續(xù)性，并提高鐵水密度和流動性，使共晶團細(xì)化；這樣既可減薄壁厚，增強材料的抗拉強度約20%，又可改善材料的加工性能，提高產(chǎn)品的成品率。這一技術(shù)的應(yīng)用和推廣，是我國鑄鐵散熱器工藝革新方面的新進步。正確運用這一工藝，可以使鑄鐵散熱器具有較高的機械強度，承壓能力可達0.8MPa，其技術(shù)特性已經(jīng)正式列入部頒產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)之中。

　　3.供暖散熱器設(shè)計參數(shù)試驗研究

　　由于中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究所主持，清華大學(xué)、哈爾濱建工學(xué)院、中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)所和北京市散熱器廠聯(lián)合完成的《采暖散熱器設(shè)計參數(shù)的試驗研究》，已以通過建設(shè)部組織的鑒定，這是我國首次利用自己的試驗手段，對國產(chǎn)各種型式散熱器進行的設(shè)計參數(shù)試驗，內(nèi)容包括閉式小室檢測值與工程設(shè)計選用值的對比，各種連接方式、變流量、片數(shù)和涂料等影響的修正，高溫?zé)崦剑�熱水和蒸汽）設(shè)計參數(shù)確定和阻力系數(shù)。這是一次工作量很大的聯(lián)合攻關(guān)項目。本項課題內(nèi)容比較實用全面，將為我國供暖工程設(shè)計選用的各種參數(shù)提供比較科學(xué)的數(shù)據(jù)，標(biāo)志我國開始結(jié)束長期以來引用外國工程設(shè)計數(shù)據(jù)的歷史。

　　4.散熱器上進上出連接方式

　　從1968年起，這種連接方式的供暖系統(tǒng)即在蘇聯(lián)廣泛應(yīng)用。據(jù)介紹可以減少散熱器用量的33%，以重量計可減少管材用量的三分之二，而且運行可靠，易于施工。

　　我國已經(jīng)進行研究并在工程設(shè)計中試用

　　研究表明，這種連接方式可以用于我國目前生產(chǎn)的柱型、長翼型、板型等多種連接方式可以選擇的散熱器，但現(xiàn)行扁管散熱器和閉式串片型散熱器則不宜使用。實驗研究時還發(fā)現(xiàn)，散熱器上進上出連接時，在流量較小時，散熱器下部將出現(xiàn)明顯的冷“水袋”，而當(dāng)流量大于某一啟動流量時，散熱器表面溫度立即變得均勻，且無冷死角。這時的熱量幾乎等于該散熱器在上進下出連接時的標(biāo)準(zhǔn)散熱量值。

　　研究的結(jié)論是，對于柱（10片）和長翼型（3片）散熱器，工程設(shè)計時的啟動流量約為500kg/h.這種連接方式，對于大面積房間內(nèi)采用的水平串聯(lián)系統(tǒng)，且有很大的實用價值。

　　5.鋼制散熱器耐蝕性研究

　　由中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會采暖散熱器研究所和中國科技大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)的項目《國產(chǎn)鋼制散熱器耐蝕性研究》，已經(jīng)作為重點研究課題由建設(shè)部立項。從階段性研究報告提供的初步結(jié)論可知：

　　①在水質(zhì)方面，供暖熱水中的溶解氧是形成腐蝕的主要因素，充水保養(yǎng)、采取除氧措施或加緩蝕劑，都是必要的。

　�、阡撝粕�熱器腐蝕失效與散熱器型式有關(guān)，依腐蝕造成損害的順序，一般是柱型→板型→扁管型→串片型。其早期（幾天至幾個月）失效的主要原因在生產(chǎn)廠，問題產(chǎn)生在制造工藝之中。散熱器成型工藝，變形拉伸過大，最易出現(xiàn)針狀空孔腐蝕，這是造成腐蝕失重試驗表明，縫隙腐蝕發(fā)生于一定范圍的縫隙之中，控制散熱器加中時的縫隙大小，也是防止腐蝕發(fā)生的重要措施之一。所以，從工藝入手，早期失效是可以避免的。

　�、蹜�(yīng)該推薦采用散熱器專用型號的鋼制薄板；設(shè)計出正確的加工工藝規(guī)程；利用高科技手段，合理進行板型散熱器的型式與結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　�、懿扇⊥苛匣虮砻嫣幚淼姆椒�，解決散熱器內(nèi)防腐，在當(dāng)前不失為一種手段，也是可取的；但需要實踐考驗，注意經(jīng)濟合理性。

　　近幾年來，北京市散熱器廠、黑龍江機械工業(yè)研究所、河南省沈丘建材廠、山西省文水縣鳳凰散熱器廠、安徽利辛縣水暖設(shè)備廠和吉林省工具鍛造廠等單位，經(jīng)過努力摸索研究和吸收先進技術(shù)，分別采用滲氨技術(shù)、陰極電滬涂料技術(shù)、熱浸鋁、熱浸鋅和內(nèi)防腐涂料等手段，對鋼制散熱器進行防腐處理，經(jīng)三年實際運行考驗，其短期有效性是可以肯定的。

　　6.散熱器標(biāo)準(zhǔn)檢測值與設(shè)計選用值的對比

　　這是自我國按國際標(biāo)準(zhǔn)建立散熱器熱工性能實驗室并實施檢測以來引起各個有關(guān)方面、尤其是設(shè)計人員關(guān)注的一個問題。關(guān)于將檢測值換算為工程設(shè)計值的問題，哈爾濱建工學(xué)院于1990年曾在實際房間內(nèi)進行了專門的對比試驗，結(jié)果如下：

　　散熱器實際房間的散熱器比標(biāo)準(zhǔn)檢測值的提高率（%）

　　型式四柱M-132長翼鋼柱板型鋼串片

　　提高率13.510.67.010.66.48.4

　　盡管對實際房間散熱量大于閉式小室檢測值，以及上表所列數(shù)值差異的原因，還未及研究分析，作出科學(xué)的解釋，但實際房間內(nèi)散熱器的散熱量大于閉式小室檢測結(jié)果，已可以肯定。據(jù)所掌握的資料，國外一些企業(yè)在介紹產(chǎn)品性能時，公開用文字說明將閉式小室檢測值乘以大于1的數(shù)，作為向用戶提供的散熱數(shù)據(jù)；同樣，國內(nèi)一些設(shè)計單位在設(shè)計選用散熱器時，已經(jīng)采取了對標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)給以大于1的修正，也證明了這一點。

　　7.新材質(zhì)散熱器的研制與開發(fā)

　　目前，主要有鋁制品和塑料制品。國內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的鋁制散熱器中，由航天部3267工廠利用壓力鑄造生產(chǎn)的鋁制輻射對流型散熱器，是一種仿意大利產(chǎn)品，其工藝性好，外型美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，重量很輕，是國內(nèi)可以稱之為具有裝飾功能的高檔次鑄造散熱器，但其工藝難度高，因而售價也高；鋁制扁管散熱器采用鋁合金擠壓7015型扁管組合，經(jīng)氬弧焊接制成扁管型或百面型，產(chǎn)品體輕而用，適宜在潮濕環(huán)境中工作，已由山東生產(chǎn)；還有一種由天津和四川等地生產(chǎn)的，利用兩張薄鋁板興覆處理，壓延結(jié)合后，經(jīng)吹脹形成水道，制成“吹脹式”散熱器，這是一種體重更輕的鋁制超薄型家用散熱器，壁厚僅為0.8mm，承壓0.2MPa，散熱器外形為600×1000mm時，標(biāo)準(zhǔn)散熱量超過100W；但產(chǎn)品抗沖擊性和整體剛屬于勻較差，在型式設(shè)計上還需完善。

　　塑料散熱器在西安、北京、山東和浙江等地，均已進行研制。據(jù)了解，利用導(dǎo)熱塑料或聚丙烯改性增強塑料的散熱器已在試制中，型式有肋片型、管柱型和柱型，這種產(chǎn)品外觀好，光滑潤澤，耐腐蝕且體重較輕，成本僅及同型鋼制產(chǎn)品的一半，但由于其材質(zhì)導(dǎo)熱性能變化，散熱能力約比同型號鋼制散熱器低13～20%，在供暖溫度下耐壓能力較低，甚至有的在供暖溫度下塑料變形過大，散熱器工作時出現(xiàn)塌腰變形或接口漏水，使用壽命和安全性還需提高。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。