1.7 供暖设备与附件（2017-4-4）

1.7.1 散热器片数计算（2017-4-2）

考点总结：

1.流量修正系数β4的使用原则

（1）流量修正系数的含义及取值方法

新版教材在散热器面积计算公式中增加了“流量修正系数”β4，其基本原理是：散热器标准测试工况的进出口温差为25℃，此时流经散热器的流量称为标准流量，当实际工况散热器进出口温差小于25℃时，在保证换热量相同的情况下，流经散热器的流量增加，散热器内表面流速增大，对流换热系数增大，所需散热器面积减小，因此在计算散热器面积时，可选取小于1的流量修正系数。其中流量增加倍数的计算公式为：

根据α计算值查表1.8-5即可得流量修正系数，当流量增加倍数不是整数时可采用插值法。如柱形散热器供回水温度为5℃时，计算得α=5，查表得β4=0.83。

（2）流量修正系数使用误区

考生请注意，流量修正系数的选取是以散热器散热量不变为前提的，因此必须准确审题，如本书第1.7.2节中建筑节能改造的类似题目，由于房间负荷减小（如减小至65%），即便是供回水温差减小（如减小为20℃），实际流经散热器的流量依旧减小，故此类散热器负荷发生变化的题目，一般不考虑流量修正系数的影响。

2.散热器片数取舍原则

关于散热器片数计算尾数取舍问题一直存在争议，唯一的依据来自于《09技措》第2.3.3条，但是笔者认为散热器片数选取只能进位而不能舍去，因为舍去散热器尾数后，从理论计算角度就无法满足在设计工况下室温的要求了，这显然是不合理的，工程设计当中也只会采取进位。对于此类问题，笔者建议考生根据实际考题和选项设置灵活应对。

1.计算第一组散热器比第五组散热器相差片数为下列何值?（2006-4-1）

散热器为铸铁640型，传热系数K=3.663Δt0.16W/（m2·K），单片面积为0.2m2/片，每个散热器的散热量均为1500 W，散热器明装，系统如图所示：

（A）8

（B）9

（C）10

（D）11

答案：［C］

主要解答过程：

由于采用单管串联系统，设第1组的出口水温为t1，第5组的进口水温为t5，流经每组散热器流量相等：

t1 =90℃，t5=75℃

根据《教材2017》P87式（1.8-1），此时注意，对比《教材（第二版）》P46式（1.6-1），新版教材增加了流量修正系数β4，而β4的取值方法应根据表1.8-5注：“表中流量增加倍数为1时的流量即为散热器进出口水温为25℃时的流量，也称标准流量”，因此对于本题来说进出口温差为5℃，在保持换热量相等的情况下，流量增加倍数为5，铸铁640型散热器为柱形，因此β4取0.83。

对于第1组散热器，查表得：β2=1.0，β3=1.0，β4=0.83，并先假设β1=1.0，则散热器面积为：

所需片数为：n′1=2.289/0.2=11.4，取β1=1.05，

则实际所需片数为：n1=11.4×1.05=11.97，取12片。

对于第5组散热器，查表得：β2=1.251，β3=1.0，β4=0.83，并先假设β1=1.0，则散热器面积为：

所需片数为：n′5=4.115/0.2=20.6，取β1=1.05

则实际所需片数为：n5=20.6×1.05=21.6,取22片。

因此第一组散热器比第五组散热器相差片数为：22-12=10（片）

注：根据表1.8-2，作者认为只有片数≥21时β1取1.1，因此本题在计算片数为20.6时，只能取β1=1.05，此处有争议。

2.某办公楼的会议室（ tn =18℃）计算供暖热负荷为2200 W，设计选用铸铁四柱640型散热器，散热器装在罩内，上部和下部均开口，开口高度为150 mm，供暖系统为双管上供下回系统，热媒为85～60℃热水，散热器为异侧上进下出。该会议室选用散热器的片数，应该是下列选项的哪一个？已知：铸铁四柱型散热器单片散热面积f=0.205 m2；当Δt=64.5℃时，散热器的传热系数K=9.3W/（m2·℃）；10片的散热器传热系数计算式K=2.442Δt0.321。（2008-3-4）

（A）25片

（B）23片

（C）22片

（D）20片

答案：［A］

主要解答过程：

本题可参考《教材（第二版）》P48计算例题。

先假定β1 =1.0，取β2 =1.0、 β3 =1.04、 β4 =1.0。 Δt=（85 +60 ）/2 -18 =54.5 （℃）。 K=2.442 ×54.50.321 =8.81[W/（m2·℃）]

所以n0=F0/f=23.2片，根据表1.6-2取β1=1.1，则n=n0β1=25.5片，取26片。

注：（1） 2008年出题时，《教材（第二版）》表1.6-2给出的23片时的修正系数为1.04，最终计算片数为：23.2×1.04=24.1（片），取整进位为25片。而《教材（第三版）》第15次印刷后，将≥21片时的片数修正系数改为1.1，故导致本题计算结果为26片，没有合适答案。

（2）关于散热器片数取舍原则，可参考本节考点总结。

3.某办公楼的办公室tn =18℃，计算供暖热负荷为850 W，选用铸铁四柱640散热器，散热器罩内暗装，上部和下部开口高度均为150 mm，供暖系统热媒为80 ～60℃热水，双管上供下回，散热器为异侧上进下出。问该办公室计算选用散热器片数应是下列哪一项？（已知：铸铁四柱640型散热器单片散热面积 f=0.205 m2；10 片的散热器传热系数计算公式 K=2.442Δt0.321）（2011-4-2）

（A）8片

（B）9片

（C）10片

（D）11片

答案：［C］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1）

F=β1β2β3β4 ，先假设β1 =1.0，根据表1.8-3和表1.8-4得β2 =1.0，β3 =1.04

供回水温差为20℃，流量增加倍数为：25÷20=1.25，根据表1.8-5采用插值法得β4=0.975

F=×1 ×1 ×1.04 ×0.975=1.91（m2） 片数：n0 ==9.32

查表1.8-2，得9~10片时β1=1.0，因此：n=9.55×1.0=9.32（片），取整进位为10片。

注：关于散热器片数取舍原则，可参考本节考点总结。

4.某5层住宅为下供下回双管热水供暖系统，设计条件下供回水温度95℃/70℃，顶层某房间设计室温20℃，设计热负荷1148 W。进入立管水温为93℃。已知：立管的平均流量为250kg/h，一～四层立管高度为10m，立管散热量为78W/m。设定条件下，散热器散热量为140W/片，传热系数K=3.10（tpj-tn）0.278W/（m2·K），散热器散热回水温度维持70℃，该房间散热器的片数应为下列何项？（不计该层立管散热和有关修正系数）（2012-4-3）

（A）8片

（B）9片

（C）10片

（D）11片

答案：［B］

主要解答过程：

立管散热过程：

4.18 ××（93 -t进）=10m ×0.078kW/m ∴t进=90.31℃

标准供回水温度下散热器散热量：

实际供回水温度下散热器散热量：

两式相比解得：

Q′=133.3W/片 ∴n=1148/Q′=8.61片≈9片

1.7.2 散热器水温及散热量计算（2016-4-1，2017-3-3，2017-3-15）

1.某热水供暖系统流量为32 t/h时锅炉产热量为0.7 MW，锅炉回水温度65℃，热网供回水温降分别为1.6℃和0.6℃，在室温18℃时，钢制柱形散热器的K2值与95℃/70℃时的K1值相比约为下列哪项？（钢柱式散热器K=2.489ΔT0.8069W/m2·K）（2007-4-3）

（A）0.9

（B）0.89

（C）0.88

（D）0.87

答案：［B］

主要解答过程：

0.7 MW =c×32 t/h ×（ tg-65℃） ⇒ tg=83.8℃

散热器供水温度为：tgs=tg-1.6℃=82.2℃

回水温度为：ths=th+0.6℃=65.6℃

2.某办公楼会议室计算供暖热负荷为4500kW，采用铸铁四柱640型散热器，供暖热媒为热水，供回水温度为80℃/60℃，会议室为独立环路。办公楼围护结构节能改造后，该会议室的供暖热负荷降至3100 W，若原设计的散热器片数与有关修正系数不变，要保持室内温度为18℃（不大于21℃），供回水温度应是下列哪一项？（已知散热器的传热系数计算公式 K=2.442Δt0.321，供回水温差为20℃）（2010-4-3）

（A）供回水温度为75℃/55℃

（B）供回水温度为70℃/50℃

（C）供回水温度为65℃/45℃

（D）供回水温度为60℃/40℃

答案：［B］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1），各修正系数不变，忽略其影响。改造前后热负荷：

两式相比得：

=57.2℃ tg′-th′=20℃

tg′=67.2℃ th′=47.2℃

3.某办公楼会议室供暖负荷为5500 W，采用铸铁四柱640型散热器，供暖热水为85℃/60℃，会议室为独立环路。办公室进行围护结构节能改造后，该会议室的供暖热负荷降至3800 W，若原设计的散热器片数与有关修正系数不变，要保持室内温度为18℃（不超过21℃），供回水温度应是下列哪一项？（已知散热器的传热系数公式 K=2.442Δt0.321 ，供回水温差为20℃） （2011-3-2）

（A）75℃/55℃

（B）70℃/50℃

（C）65℃/45℃

（D）60℃/40℃

答案：［B］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1），由于修正系数保持不变，则：

原始散热量：Q0 =K0FΔt0 =2.442 ×F×

改造后散热量：Q=KFΔt=2.442 ×F×Δt1.321

两式相除得：，解得：tg+th =118.4℃，又因为tg-th =20℃

因此：tg=70℃，th=50℃

4.某办公楼供暖系统原设计热媒为85～60℃热水，采用铸铁四柱散热器，室内温度为18℃。因办公楼进行了围护结构节能改造，其热负荷降至原来的67%，若散热器不变，维持室内温度为18℃（不超过21℃），且供暖热媒温差采用20℃，选择热媒应为下列何项？（已知散热器传热系数K=2.81Δt0.276）（2012-3-2）

（A）75~55℃热水

（B）70~50℃热水

（C）65~45℃热水

（D）60~40℃热水

答案：［B］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1），由于修正系数保持不变，则：

原始散热量：Q0 =K0FΔt0 =2.81 ×F×

改造后散热量：0.67Q=KFΔt=2.81 ×F×Δt1.276

两式相除得：，解得：tg+th =115.64℃，又因为tg-th =20℃

因此取tg=70℃，th=50℃

5.某住宅楼设计供暖热媒为85～60℃热水，采用四柱型散热器，经住宅楼进行围护结构节能改造后，采用70～50℃热水，仍能满足原设计的室内温度20℃（原供暖系统未做变更）。则改造后的热负荷应是下列何项？（散热器传热系数K=2.81Δt0.297）（2012-4-5）

（A）为原热负荷的67.1%~68.8%

（B）为原热负荷的69.1%~70.8%

（C）为原热负荷的71.1%~72.8%

（D）为原热负荷的73.1%~74.8%

答案：［B］

主要解答过程：

改造前热负荷：Q=KF（tpj-tn）=2.81F×（-20 ） 1.297=478.36 F

改造后热负荷：Q′=K′F（ t′pj-tn ） =2.81 F×（-20 ） 1.297 =336.18 F

两式相比得：Q′/Q=336.18F/478.36F=70.2%

6.某住宅小区，住宅楼均为6层，设分户热计量散热器供暖系统（异程双管下供下回式），设计室内温度为20℃，户内为单管跨越式（户间共用立管）。原设计供暖热水的供回水温度分别为85℃/60℃。对小区住宅楼进行了围护结构节能改造后，该住宅小区的供暖热负荷降至原来的65%，若维持原系统流量和设计室内温度不变，供暖热水供回水的平均温度和温差应是下列何项？（已知散热器传热系数计算公式K=2.81Δt0.276）（2013-3-2）

（A）tpj=59~60℃，Δt=20℃

（B）tpj=55~58℃，Δt=20℃

（C）tpj=55~58℃，Δt=16.25℃

（D）tpj=59~60℃，Δt=16.25℃

答案：［C］

主要解答过程：

因为系统流量不变，热负荷减小为65%，因此供回水温差也应减小为改造前的65%，

即：tg-th=0.65 ×（tg0 -th0）=0.65 ×（85 -60）=16.25（℃）

根据《教材2017》P87式（1.8-1），由于修正系数保持不变，则：

原始散热量：Q=K0FΔt0 =2.81 ×F×Δt0 1.276

改造后散热量：0.65Q=KFΔt=2.81 ×F×Δt1.276

两式相除得：，解得：tpj=57.46℃。

注：本题出题符号混乱!要注意题干中传热系数表达式中的Δt与选项中的Δt含义不同!

7.某住宅楼供暖系统原设计热媒为85～60℃热水，采用铸铁四柱640型散热器，经对该楼进行围护结构节能改造后，室外供暖热水降至65 ～45℃仍能满足原设计的室内温度20℃（原供暖系统未做任何变动）。围护结构改造后的供暖热负荷应是下列何项？（已知散热器传热系数计算公式K=2.81Δt0.297）（2013-4-3）

（A）为原设计热负荷的56%~60%

（B）为原设计热负荷的61%~65%

（C）为原设计热负荷的66%~70%

（D）为原设计热负荷的71%~75%

答案：［A］

主要解答过程：

改造前房间热负荷：Q1 =K1FΔt1 =2.81 F（ tpj1-tn ） 1.297 =2.81 ×F×（-20 ） 1.297

改造后房间热负荷：Q2 =K2FΔt2 =2.81 F（ tpj2-tn ） 1.297 =2.81 ×F×（-20 ） 1.297

注：本题为2010年案例（下）第3题原题改编。

8.某住宅小区住宅楼均为6层，设计为分户热计量散热器供暖系统（异程双管下供下回式）。设计供暖热媒为85℃/60℃热水，散热器为内腔无砂四柱660型，K=2.81Δt0.276 [ W/（m2 ·℃） ]。因住宅楼进行了围护结构节能改造（供暖系统设计不变），改造后该住宅小区的供暖热水供回水温度为70℃/50℃，即可实现原室内设计温度20℃。问：该住宅小区节能改造前与改造后供暖系统阻力之比应是下列哪一项?（2014-3-4）

（A）0.8~0.9

（B）1.0~1.1

（C）1.2~1.3

（D）1.4~1.5

答案：［C］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1），并认为散热器修正系数不变，有：

两式相比得：

由于系统管网阻力系数S值不变：

9.某住宅楼采用上供下回双管散热器供暖系统，室内设计温度为20℃，热水供回水温度90℃/65℃，设计采用椭四柱660型散热器，其传热系数K=2.682Δt0.297 [ W/（m2 ·℃） ]。因对小区住宅楼进行了围护结构节能改造，该住宅小区的供暖热负荷降至原设计负荷的60%，若原设计供暖系统保持不变，要保持室内温度为20 ～22℃，供暖热水供回水温度（供回水温差为20℃）应是下列哪一项？并列出计算判断过程（忽略水流量变化对散热器散热量的影响）。（2014-4-2）

（A）75℃/55℃

（B）70℃/50℃

（C）65℃/45℃

（D）60℃/40℃

答案：［B］

主要解答过程：

根据《教材2017》P87式（1.8-1），由于散热器片数与安装形式均未变化，且忽略水流量变化对散热器散热量的影响，故各修正系数均未发生变化。改造前后热负荷：

两式相比得：

注：本题为2010年案例（下）第3题原题改编。

10.某住宅室内设计温度为20℃，采用双管上供下回供暖系统，设计供回水温度85℃/60℃，铸铁柱型散热器明装，片厚60mm，单片散热面积0.24m2，连接方式如图所示。为使散热器组装长度≤1500 mm，每组散热器负担的热负荷不应大于下列哪一个选项？（2014-4-3）注：散热器传热系数K=2.503Δt0.293 [W/（m2·℃）]，β3 =β4 =1.0

（A）（1600~1740）W

（B）（1750~1840）W

（C）（2200~2300）W

（D）（3100~3200）W

答案：［A］

主要解答过程：

由散热器长度限制可知，最大片数值为：n ==25 （片）。

根据《教材2017》P87式（1.8-1）并查表1.8-2和表1.8-3得β1=1.1，β2=1.42。

注：本题出题图文不符，题干为上供下回，而配图散热器为下供上回，本题根据配图下供上回选取修正系数进行计算。

1.7.3 换热器（2017-3-1）

1.计算汽水换热器的传热面积F（m2）为下列何值?（2006-4-5）

已知：换热量Q=15×105W；传热系数：K=2000W/（m2·℃）；

水垢系数：β=0.9；一次热媒为0.4MPa蒸汽（t=143.6℃）；

二次热媒为95~70℃。

（A）11＜F≤12

（B）12＜F≤13

（C）13＜F≤14

（D）14＜F≤15

答案：［C］

主要解答过程：

根据《教材2017》P106式（1.8-27）和式（1.8-28），

2.某低温热水地面辐射供暖，供回水温度60℃/50℃，热用户与热水供热管网采用板式换热器连接，热网供回水温度为110℃/70℃，该用户供暖热负荷为3000kW，供水温度及供回水温差均采用最高值，换热器传热系数为3100W/（m2·℃），采用逆流换热时，所需换热器的最小面积。（2007-3-5）

（A）23~25m2

（B）30~32m2

（C）36~38m2

（D）40~42m2

答案：［C］

主要解答过程：

根据《教材2017》P106式（1.8-29），对于逆流换热器：

=32.7 （℃） 求最小面积取B=0.8，则

3.某小区供暖热负荷为1200kW，供暖一次热水由市政热力管网提供，供回水温度为110℃/70℃，采用水-水换热器进行换热后提供小区供暖，换热器的传热系数为2500W/（m2·℃），供暖供回水温度为80℃/60℃，水垢系数B=0.75。该换热器的换热面积应是下列何项?（2008-3-1）

（A）16~22m2

（B）24~30m2

（C）32~38m2

（D）40~46m2

答案：［C］

主要解答过程：

如题目未说明，默认为逆流换热。根据《教材2017》P106：

4.一容积式水—水换热器，一次水进出口温度为110℃/70℃，二次水进出口温度为60℃/50℃。所需换热量为0.15MW，传热系数为300W/（m2·℃），水垢系数为0.8，设计计算的换热面积应是下列哪一项?（2010-4-6）

（A）15.8~16.8m2

（B）17.8~18.8m2

（C）19.0~19.8m2

（D）21.2~22.0m2

答案：［B］

主要解答过程：

注意：根据《教材（第二版）》P695或《给水排水规范》第5.4.7条，容积式水加热器计算温差应取算数平均温差。

5.某空调系统供热负荷为1500kW，系统热媒为60℃/50℃的热水，外网热媒为95℃/70℃的热水，拟采用板式换热器进行换热，其传热系数为4000W/（m2·℃），污垢系数为0.7，计算换热器面积应是下列哪一项?（2011-4-4）

（A）18~19m2

（B）19.5~20.5m2

（C）21~22m2

（D）22.5~23.5m2

答案：［B］

主要解答过程：

根据《教材2017》P106式（1.8-29），在题目未指明的情况下，一般按照逆流换热计算。