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铜铝复合散热器设计应用的探讨——罗军
发布时间:2007-7  浏览次数:2270

摘 要:本文通过几个生产厂家的散热量技术数据对比和名义散热量的曲线对比,分析铜铝复合散热器随中心距增加其散热
    量增减的变化趋势,在工程设计中更加合理的选用不同中心距的铜铝复合散热器,并介绍了一些实际工程中的散热
    器连接及安装方式。
关键词:散热量高度增减百分比  名义散热量曲线  曲线的变化趋势

  在近两年的精装修房采暖设计中,笔者用过几个生产厂家的铜铝复合散热器产品,将其中的一些设计体会进行总结与同行们交流和探讨。
  1 各厂家铜铝复合散热器散热量的比较
  1.1 在精装修房的采暖设计中,户内各房间的散热器布置位置,都要受到下列一些因素的制约:建筑的落地窗、室内的家具布置、卫生间的卫生洁具布置、厨房的灶台布置等。其中较突出的是散热器与室内的家具布置争位置,由于铜铝复合散热器有各种高度的产品,能够较为合理的解决上述问题;其外形美观、抗腐蚀性好、安装方便,且价格适中,甲方和业主比较容易接受。铜铝复合散热器的上述优点,使其在中档、高档商品房的采暖设计中有较好的应用前景。
  1.2 各厂家所提供的铜铝复合散热器折合同型600中心距的有效散热高度对比见表1,铜铝复合散热器的散热量随高度增减百分比的对比见表2。本文通过下面二个表格,重点比较各厂家的铜铝复合散热器随高度增加时,其散热量减少百分比值。
  铜铝复合散热器折合同型600中心距的有效散热高度对比表(△T=64.5。C)    表1 
  

散热器中心距(mm)

 生产厂家(2)

 生产厂家(4)

 生产厂家(1)

 生产厂家(3)

TLF-A型

TLZY型

TLF-(A)型

TLF-20型

折合同型600中心距的倍数

折合同型600中心距的有效散热高度(mm)

折合同型600中心距的倍数

折合同型600中心距的有效散热高度(mm)

折合同型600中心距的倍数

折合同型600中心距的有效散热高度(mm)

折合同型600中心距的倍数

折合同型600中心距的有效散热高度(mm)

 400

0.77  

 462

0.74

444

0.73

438 

0.73 

438 

 600

600

600 

600 

 600

 1000

 1.53

 918

 1.54

924

 --

 --

 1.47

 882

 1200

 1.80

 1080

 1.80

 1080

 1.95

 1170

 1.70

 1020

 1500

 2.23

 1338

 --

 --

 2.31

1386

  1.97

 1182

 1800

 2.69

 1614

 2.71

 1626

 2.65

1590

 2.25 

 1350

  铜铝复合散热器的散热量随高度变化的增减百分比的对比表(△T=64.5 C)       表2

散热器中心距(mm)

 生产厂家(2)

 生产厂家(4)

 生产厂家(1)

 生产厂家(3)

TLF-A型

TLZY型

TLF-(A)型

TLF-20型

散热量高度增减百分比(%)

有效散热高度与中心距的比

散热量高度增减百分比(%)

有效散热高度与中心距的比

散热量高度增减百分比(%)

有效散热高度与中心距的比

散热量高度增减百分比(%)

有效散热高度与中心距的比

 400

 15.5

1.155

11.0

1.110

9.5

1.095

 9.5

1.095

 600

0

1.000

0

1.000

0

1.000

0

1.000

 1000

 -8.2

0.918

-7.6

0.924

 --

 --

-11.8

0.882

 1200

 -10.0

0.900

-10.0 

0.900

-2.5

0.975

-15.0

0.850

 1500

 -10.8

0.892

 --

 --

-7.6

0.924

-21.2

0.788

 1800

 -10.3

0.897

-9.70

0.903 

-11.7

0.883

-25.0

0.750

  1.3 通过表1和表2可以看出,各家生产的铜铝复合散热器随高度增加其散热量减少的百分比值差别很大。各家同型散热器随高度增加其散热量减少的百分比变化趋势不同,且差别较大;各家中心距1800mm的散热器横向比较,其散热器散热量减少的百分比值也相差一倍多,通过上述比较笔者认为,生产厂家所给的散热器的散热量数值有一部分是不够准确。
设计人员应要求生产厂家提供上述六种中心距的散热器的热工测试报告,以便进行准确的设计。建议各生产厂家通过热工测试报告的分析整理给出更加准确的散热量值。
  1.4 通过表中的数据还不能较为直观的判断生产厂家所给定的散热器的散热量值的准确性,为此采用行业标准(SJ/T01--2003)(资料①)中的名义散热量的概念(折算成该片L=1000mm时的标准散热量),按铜铝复合散热器的中心距与名义散热量绘制下列曲线图。其中标准曲线中的(300—700mm)中心距的名义散热量数据按行业标准(SJ/T01--2003);其上的1200mm及1800mm中心距的名义散热量数据来自资料②。标准曲线中的数据可靠,可以用来衡量其他曲线的准确性。
  1.5. 标准曲线的散热量高度增减百分比(%)
  散热器中心距        (mm)      400     600     1000     1200     1500     1800
  散热量高度增减百分比  (%)     11.6     0      -8.3     -10.5     -14.4     -17.8
  上表中的散热量随高度增减的趋势是符合散热规律,因此认为与标准曲线有相同变化趋势的曲线是准确的曲线。从散热量高度增减百分比可知,在设计中应尽量多的采用较小中心距的铜铝复合散热器。
  1.6 通过文中的铜铝复合散热器的中心距与名义散热量曲线的比较,曲线③变化趋势与标准曲线的变化趋势基本一致,因此认为曲线③给的数据基本准确,曲线④300mm至1200mm中心距的数据基本准确,而1800mm中心距的数据可能仍不够准确,曲线②300mm至1100mm中心距的数据基本准确。  
  上述表格及曲线的整理依据:生产厂家④以其新近提供的实测数据(未见其测试报告) ,并非其产品样本所提供的数据;而其他三家均为产品样本给定的数据。
  希望各生产厂家提高认识,将产品样本中给出的技术数据视为产品质量的一部分,在保证生产出用户信得过产品的同时,也能保证所提供的产品样本中给的技术数据工程设计人员信得过。
  本文以1800mm中心距散热器为例,本应选用8片的房间按不准确的产品样本数据选用7片时,其散热量相差12.5%,将使房间温度相差4ºC以上(沈阳地区),设计上就不能达到房间温度要求。因铜铝复合散热器无法单独增加一片,只能整组更换。1500、1800mm中心距的铜铝复合散热器散热量数据准确非常重要。
  1.7 调整铜铝复合散热器的高度可以解决散热器与室内的家具布置争位置的问题,但随着铜铝复合散热器的高度逐渐增加,其单位高度的散热量是逐渐减少的。以上述的标准曲线为例: 中心距600mm与中心距1200mm、1500mm、1800mm铜铝复合散热器的倍数可近似认为是2、2.5、3,而散热量增加的倍数分别为1.79、2.14、2.47;与中心距600mm的铜铝复合散热器相比,相当于126mm、216mm、318mm的高度随散热器的高度增加而损失啦;其损失高度与相应的中心距之比分别为10.5%、14.4%、17.7%。由此可见,在所需散热量相同的情况下,散热器的工程造价随着选用散热器的高度增加而增加的,选用中心距1200mm以上的铜铝复合散热器比选用中心距600mm的同型散热器,散热器的工程造价将平均增加10%以上,因此建议尽量少的采用较高中心距的散热器,以便降低散热器的工程造价。
  1.8 制定铜铝复合散热器国家标准是当前迫切需要的,并应有中心距为1200mm、1500mm、1800mm的散热器参数值,使铜铝复合散热器行业更规范。
  2 铜铝复合散热器连接方式及安装
  2.1 应用铜铝复合散热器主要是因其有不同的高度系列的产品,能够较好地解决与家具布置的矛盾。住宅采暖设计中,甲方及业主均希望由散热器下面接管,分户供暖的户内供回水管埋设在垫层内,在散热器下面接管较美观且安装方便。
若采用传统的异侧下进下出散热器连接方式,散热器连接形式修正系数β2=1.10(全国民用建筑工程技术措施 暖通空调•动力 2003版),从此项修正看散热器片数增加10%,散热器初投资也相应增加10%,同时也增加散热器的占用位置。
  
  为了解决上述矛盾,我们提出了在铜铝复合散热器的下连箱某一处设封板,见图(一)及图(二),这样进水管处的一片为下进上出其余为上进下出的连接方式。图(一)为北京奥林匹克花园工程的连接方式,图(二)为沈阳河畔新城工程的连接方式;两工程户内均采用双管同程系统,管材采用PB管,散热器均为明装。
  笔者认为图(二)的铜铝复合散热器构造形式及连接方式,可以成为住宅应用铜铝复合散热器的主流形式,建议生产厂家按此种连接方式给出散热器的选型数据,或给出散热器连接形式修正系数β2的值。
  2.2 应用中心距1500mm或1800mm的铜铝复合散热器时,会出现将散热器上部墙面及屋顶熏黑的情况,为此精装修设计在其上部设置了一条玻璃板见图(三),即解决了墙面及屋顶熏黑的问题又起到装饰作用效果很好。

注:本文生产厂家①为北京合众、生产厂家②为天津华琛、生产厂家③为冀州长欣、生产厂家④河北春风。
*本文参考文献: ①. 山东省建设机械行业标准(SJ/T01-2003)采暖散热器  铜铝复合柱翼型散热器(试行稿)
                ②. 牟灵泉  楚广明  张双喜等. 山东暖通空调,2003,3:92~101

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