TLF60/80铜铝暖气片在国内的应用现状分析

TLF60/80铜铝暖气片

TLF60/80铜铝暖气片在是河北凯德采暖设备有限公司自主研发的一种能够适应我国水质的复合暖气片产品。它以铜管作为容水部件,因铜材具有抗腐蚀,承压能力大的特点,解决了钢制暖气片、钢铝暖气片易受水质腐蚀的问题。并且以铝翼管作为散热部件,发挥了铝易成形,质量轻,散热性能好的优点,满足了散热设备“安全可靠、轻薄美新”的要求。 2010年,随着国内铜材价格的上涨,使铜铝暖气片价格有所上涨。经比较,铜铝暖气片片的性价比相对钢制翅片管暖气片(侧进侧出型) 高。我们以金属热强度为优化指标,钢制翅片管暖气片进行了结构优化。最后得出不同管径的最优外形结构尺寸。    

由于铜铝暖气片在国内的应用现状分析建立了理论方程,然后通过实验验证了理论分析的可靠性。通过对不同管径不同外形尺寸暖气片的理论计算,以金属热强度为优化指标,得出了该结构中散热性能最好的结构尺寸。

铜铝暖气片在应用中的理论分析和试验验证经分析,铜铝暖气片的散热量包括铝翼片散热量,两外表面的辐射散热量,空腔内因空气流动引起的散热量等。

1、TLF60/80铜铝暖气片散热量的理论计算

铝翼片的散热机理可简化为翅片的散热。可看作是具有负内热源的一维稳态导热。根据傅里叶定律和能量守恒定律建立数学模型。可得单个翼片的计算公式[2]如下:

2、TLF60/80铜铝暖气片两外表面的辐射散热

由于双铜管铜铝复合柱翼型暖气片的单柱暖气片外表辐射面积与采暖房间面积的比值非常小,所以可以把暖气片与周围空间的辐射散热看做空腔与内包壁之间的辐射换热。可利用下列公式[1]直接计算,

3、铜铝暖气片中空腔内因空气流动引起的散热量

铜铝暖气片的内腔在水平面上形成封闭形状,可以形成“烟囱效应”。所谓“烟囱效应”是指由于外界冷空气和空腔内热空气的密度差而使闭式空腔内产生抽吸力作用,所产生的抽吸力是铝翼管内的闭式空腔与室内空气进行对流换热的主要动力。闭式空腔内部周围被加热的空气在抽吸力的作用下将热量传到室内,从而完成室内供热的目的。按《带闭式空腔的铜铝复合柱翼型暖气片理论研究及优化》中对空腔铜铝暖气片内散热量的计算方法计算[3]。—为空腔壁面平均温度与空腔内空气温度之差,℃;
A—为空腔壁面面积,㎡; a—为空腔内气体的对流换热系数,w/(㎡.k)。

如果按上述计算原理,对铜管外径为12mm,13mm,和14mm,铝翼片为四对的不同外形尺寸的双铜管铜铝复合柱翼型暖气片进行了散热量,金属热强度(只考虑铝翼管的重量)的计算。我们对铜铝暖气片在应用中的优势分析把铜铝暖气片中最优结构(直径14mm,外形尺寸为75×90mm)和单铜管铜铝复合柱翼型暖气片最优结构(直径22,外形结构为75×75)进行经济对比。

暖气片的散热量不仅与铜管直径有关,还与铝翼片的高度,间距有关。铝翼片的散热量随翼片高度的增加,起先铝翼片的散热量迅速增大,但增量逐渐地越来越小,最后趋近一渐近值。这反映了翼片高度增加到一定程度后,如果在继续增加翼片高度,散热量增加很少,却会导致翼片效率的降低。这是金属热强度随暖气片外形尺寸的增大先是增大后减小的原因。

如果从经济角度分析,双铜管铜铝暖气片比单铜管铜铝暖气片更为科学,散热性更好,我们就得出双铜管铜铝暖气片每瓦暖气片的成本比单铜管铜铝复合柱翼型暖气片的下降22.1%。证明了双铜管铜铝复合柱翼型暖气片具有经济优势。此结果可以指导暖气片的生产厂家进行相应生产。目前我国用于采暖的能源占能源相当大的比重,由于采暖业的节能减排工作提出以下观点,供全社会及专家讨论、研究、参考。采暖业节能减排的关键在于三个方面:技术、体制和理念。技术必须领先科技,且简单可行。

采暖业现行技术太落后。集中供热:烧煤烧水+管路的跑冒滴漏=慢热(3天)+低效率+高污染;单一取暖产品:电热丝+导热油+光=局部高热+高能耗。体制又包含两个方面:立法和运行机制。立法,我们已经做了,但监督和执行难度大,任重而道远。
机制,必须按市场经济规律办事,不能吃大锅饭。把使用和个人的经济利益挂钩起来,这是所有节约措施中最有效的办法。理念,要倡导一种全新的理念—精确采暖(精确制热)。

第一、精确制热,必须是定时制热。目前北方的集中供热没有做到这一点,整个采暖季节每天24小时全开。采暖主要是让人体舒适,应该是人到哪热到哪。白天离开家,应该把家里暖气关掉;下班离开单位,应该把单位暖气关掉。如果能做到这一点,就可以省下50%左右的能源。

第二、精确制热,必须是定点制热。采暖主要是让人体舒适,那么加热人体或人体周围的一立方米的局部空间即可。一个10平方米的房间需要1.2千瓦的电功率,但加热一个人体或人体周围的一立方米的局部空间,只需要0.12千瓦。局部采暖只需整个空间采暖10%左右的能源。如果能做到以上两点,从理论上讲我们在采暖上可以节省95%的能源。这可不是一个小数字,它将是革命性的,每年可以节省十几座三峡电厂(三峡水库年均发电量847亿KW.H)。我们要大力倡导精确采暖这一理念,人在床上睡觉,只要床热或者周遍1立方的空间热即可,无须床底、墙角也达到20℃。更不需要人在家里睡觉,单位的暖气还开着,单位的厕所还有20℃。这种浪费是巨大的,惊人的,是每年十几座三峡水库的发电量的浪费精确制热取暖是要有牺牲精神的,如必须忍受短暂的移动中的寒冷,如从桌子、床头短暂移动到卫生间。但是为了地球、为了子孙后代,这种牺牲是值得的。精确采暖是需要技术支持的,要有这种精确采暖的技术和产品,十分欣慰的是,我们已经找到这样的采暖技术,而且是切实可行的。它基本的技术要求:即开即热、高效节能、长寿耐用、方便经济、安全无忧等。