【學(xué)員問(wèn)題】供暖散熱器應用研究進(jìn)展分析和主流趨勢？

　　【解答】隨著(zhù)我國供暖空調技術(shù)的發(fā)展，供暖設備的應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(kāi)發(fā)。近十年來(lái)有關(guān)散熱器應用方面的許多問(wèn)題，日益被設計和使用單位重視，研究工作有所開(kāi)展，研究成果不斷推出。

　　現將已經(jīng)取得的部分進(jìn)展作簡(jiǎn)單的綜合介紹，內容以散熱器的應用研究而不以新型散熱器開(kāi)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(zhuān)題研究。

　　根據國際標準化組織對供暖散熱器名稱(chēng)的界定：部分靠輻射散熱的稱(chēng)為輻射器（Radiator），幾乎完全靠自然對流散熱的稱(chēng)為對流器（Convector）。對于輻射器來(lái)說(shuō)，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。

　　研究結果表明：對于柱型、翼型、板型和扁管型散熱器，將傳統的銀粉漆改為任何顏色的非金屬涂料后，可使其標準散熱量比涂銀粉漆時(shí)提高10%以上。這一結論對采用傳統涂料銀粉漆的鑄鐵散熱器來(lái)說(shuō)尤其重要，也就是由于這個(gè)原因，規定鑄鐵散熱器在熱工性能檢測時(shí)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，以達到節省所需散熱面積的目的，經(jīng)濟效益將是十分顯著(zhù)的；對于這一點(diǎn)工程設計人員若能取得共識，并在設計時(shí)注意落實(shí)，應該不難實(shí)現。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)并且還在繼續給我國資源造成巨大的浪費。

　　2.稀土孕育技術(shù)的應用

　　由清華大學(xué)與河北省冀縣暖氣片廠(chǎng)合作，研究開(kāi)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(shí)，進(jìn)行稀土處理。稀土孕育可以?xún)艋�鐵水中所含的氧、硫等元素，增加材料的致密性和連續性，并提高鐵水密度和流動(dòng)性，使共晶團細化；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)的應用和推廣，是我國鑄鐵散熱器工藝革新方面的新進(jìn)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)品標準之中。

　　3.供暖散熱器設計參數試驗研究

　　由于中國建筑標準設計研究所主持，清華大學(xué)、哈爾濱建工學(xué)院、中國建筑科學(xué)研究院空調所和北京市散熱器廠(chǎng)聯(lián)合完成的《采暖散熱器設計參數的試驗研究》，已以通過(guò)建設部組織的鑒定，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(jìn)行的設計參數試驗，內容包括閉式小室檢測值與工程設計選用值的對比，各種連接方式、變流量、片數和涂料等影響的修正，高溫熱媒（熱水和蒸汽）設計參數確定和阻力系數。這是一次工作量很大的聯(lián)合攻關(guān)項目。本項課題內容比較實(shí)用全面，將為我國供暖工程設計選用的各種參數提供比較科學(xué)的數據，標志我國開(kāi)始結束長(cháng)期以來(lái)引用外國工程設計數據的歷史。

　　4.散熱器上進(jìn)上出連接方式

　　從1968年起，這種連接方式的供暖系統即在蘇聯(lián)廣泛應用。據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(jìn)行研究并在工程設計中試用

　　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(cháng)翼型、板型等多種連接方式可以選擇的散熱器，但現行扁管散熱器和閉式串片型散熱器則不宜使用。實(shí)驗研究時(shí)還發(fā)現，散熱器上進(jìn)上出連接時(shí)，在流量較小時(shí)，散熱器下部將出現明顯的冷“水袋”，而當流量大于某一啟動(dòng)流量時(shí)，散熱器表面溫度立即變得均勻，且無(wú)冷死角。這時(shí)的熱量幾乎等于該散熱器在上進(jìn)下出連接時(shí)的標準散熱量值。

　　研究的結論是，對于柱（10片）和長(cháng)翼型（3片）散熱器，工程設計時(shí)的啟動(dòng)流量約為500kg/h.這種連接方式，對于大面積房間內采用的水平串聯(lián)系統，且有很大的實(shí)用價(jià)值。

　　5.鋼制散熱器耐蝕性研究

　　由中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )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(diǎn)研究課題由建設部立項。從階段性研究報告提供的初步結論可知：

　�、僭谒�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、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(gè)月）失效的主要原因在生產(chǎn)廠(chǎng)，問(wèn)題產(chǎn)生在制造工藝之中。散熱器成型工藝，變形拉伸過(guò)大，最易出現針狀空孔腐蝕，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(shí)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�該推薦采用散熱器專(zhuān)用型號的鋼制薄板；設計出正確的加工工藝規程；利用高科技手段，合理進(jìn)行板型散熱器的型式與結構設計。

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

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

　　6.散熱器標準檢測值與設計選用值的對比

　　這是自我國按國際標準建立散熱器熱工性能實(shí)驗室并實(shí)施檢測以來(lái)引起各個(gè)有關(guān)方面、尤其是設計人員關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。關(guān)于將檢測值換算為工程設計值的問(wèn)題，哈爾濱建工學(xué)院于1990年曾在實(shí)際房間內進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的對比試驗，結果如下：

　　散熱器實(shí)際房間的散熱器比標準檢測值的提高率（%）

　　型式四柱M-132長(cháng)翼鋼柱板型鋼串片

　　提高率13.510.67.010.66.48.4

　　盡管對實(shí)際房間散熱量大于閉式小室檢測值，以及上表所列數值差異的原因，還未及研究分析，作出科學(xué)的解釋?zhuān)�但�?shí)際房間內散熱器的散熱量大于閉式小室檢測結果，已可以肯定。據所掌握的資料，國外一些企業(yè)在介紹產(chǎn)品性能時(shí)，公開(kāi)用文字說(shuō)明將閉式小室檢測值乘以大于1的數，作為向用戶(hù)提供的散熱數據；同樣，國內一些設計單位在設計選用散熱器時(shí)，已經(jīng)采取了對標準檢測數據給以大于1的修正，也證明了這一點(diǎn)。

　　7.新材質(zhì)散熱器的研制與開(kāi)發(fā)

　　目前，主要有鋁制品和塑料制品。國內已經(jīng)生產(chǎn)的鋁制散熱器中，由航天部3267工廠(chǎng)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(guān)，結構緊湊，重量很輕，是國內可以稱(chēng)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(jià)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(shí)，標準散熱量超過(guò)100W；但產(chǎn)品抗沖擊性和整體剛屬于勻較差，在型式設計上還需完善。

　　塑料散熱器在西安、北京、山東和浙江等地，均已進(jìn)行研制。據了解，利用導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(guān)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(guò)大，散熱器工作時(shí)出現塌腰變形或接口漏水，使用壽命和安全性還需提高。

　　以上內容均根據學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請及時(shí)溝通、指正。