散热器换热量计算公式-散热器换热系数

下面是中达咨询给大家带来关于暖气罩对室内温度及计量供热的影响相关内容，以供参考。

0引言

在家居装修美化中，为保证居室的整体和谐，对散热器装暖气罩的做法己十分普遍。暖气罩是将暖气散热片包装的设施，是用来围护散热器的一种装饰，要求散热片散热性能正常、罩体遇热不变形，外表美观，便于检查维修暖气片。其合理做法和细部处理对采暖效果影响较大。所以.暖气罩的制作必须符合散热器放热的规律和特点。

1散热器的热力工况分析

1.1散热设备类型

散热设备向房间的散热过程主要包括三种形式：供热系统的热媒通过散热器的壁面以对流传热方式向房间散热，这种散热设备称为对流散热器，各种以绕(串)片管为散热元件的带外罩散热器均属于此类；供热系统的热媒通过散热器的壁面以辐射和对流的方式向室内散热，这种散热设备称为辐射散热器，如铸铁或钢(铝)制板型、柱型、管型、扁管型，柱翼型和闭式串片型散热器等；散热设备向房间送入高于室温的空气，直接向房间供热，这种系统称为热风供暖系统。本文重点论述对流散热器。

1.2散热器散热效果

其效果取决于对流运动的强弱，既取决于散热元件表面的温度对空气驱动力的大小，又取决于散热元件外部结构影响空气流动阻力的大小。所以当供暖热水温度较低(如供暖过渡季节)时，其散热能力的下降要比辐射器显著，这种衰减是其热工特性的正常表现，因此设计选用时应该予以考虑。

1.3散热器的热工特性

根据传热学原理，散热器的放热过程是自然对流换热.靠近散热器外表面的空气由于接触受热，使其密度变小而产生浮升力，热空气上升，散热器下部和旁边的冷空气则流进补充并同样被加热和上升。可见.热空气浮升的快慢主要取决于被加热的程度，散热器传给空气的热量越多，则冷热空气间的密度差就越大，自然对流换热过程也就越强烈。散热器自然对流换热主要取决于以下几点：

(1)散热器外表面与室内空气之间的温度差△t，我们知道.对流换热基本计算式为：

Q＝αF(tb—tn)＝αF△t

式中Q为换热量；α为换热系数；tb为散热器的外表面温度；tn为室内空气温度；△t为散热器外表面与室内空气之温度差；F为散热器的外表面面积.显然，△t越大，所传递的热量就越多，使靠近外表面的热空气与远离外表面的冷空气之间的密度差愈大，因而自然对流就愈强烈，自然对流换热也就愈强烈。

(2)散热器外表面面积F的大小从上述对流换热基本计算式可以看出，在其它条件相同时，散热器外表面传给空气的热量Q与它的面积F成正比。自然对流正是依靠这些热量而发生的，所以传热面积F的大小对自然对流的强弱也有很大的影响，其外表面积越大，自然对流换热就越强。

(3)空气沿散热器外表面自然对流过程分为三个阶段，即层流阶段，过渡阶段，紊流阶段.在层流阶段热量主要靠流体层与层之间的导热作用传递.因此，换热系数。比较低，空气温升不大，流速也小.进入第二个阶段，空气连续受到散热器外表面的加热，温度提高很多，浮升力越来越大，流速不断增加.层流底层的厚度随流速进一步增加而减薄，使得层流底层的热阻逐渐减少.所以在这一阶段α是逐渐增加的。当空气上升的速度增加到某个临界值时，流动完全变为紊流，换热系数。达到最大值。这三种状态不仅取决于温差的大小，而且与空气沿散热器外表面流动路程的长短也有很大关系。路程很短，还没有发展为过渡阶段或紊流阶段时被加热的空气就离开了散热器的外表面，此时仅层流阶段起作用，换热量较小；如流过路程较长，层流阶段和过渡阶段在整个散热器外表面只占很小部分，它们对整个换热过程的影响很小，主要是紊流阶段起作用，相对来说，换热量较大。

(4)放热的方向放热的方向即热流的方向。自然对流运动靠受热流体的浮升而实现，如果在热流的上方受到人为地阻挡，就不利于自然对流换热。从上述散热器的换热过程及其特点可以看出，散热器加罩必须符合散热器的放热过程，同时还要保证被加热的空气在采暖房间正常对流循环，否则就会影响散热器的散热量。

2加暖气罩后对散热器散热的影响

对于辐射器，加装暖气罩后，其辐射-对流传热量比例发生变化，甚至可能完全隔绝辐射散热，其不利于散热的影响是显而易见的，而那些设计错误的暖气罩，其散热量的折减就会更大，常见错误有暖气罩的开口过小，百叶通气率低，开口随意而定，不考虑空气对流的顺畅，只开一个通气口等等。

对于对流器，加装暖气罩也应谨慎。原因是(1)对流器的外罩已经做好，加装暖气罩会增加流动阻力，导致对流散热量的减少。(2)利用现场加工的暖气罩取代原有的外罩，若无专业技术指导，将由于外罩与散热元件配合关系的改变，影响对流器的散热能力。

3加暖气罩后对计量供热的影响

为了实现室内温度控制和分户热量计量，集中供热系统中设置有相应的热量计量仪表以及一系列的温度，压力，流量控制设备。采用热计量后，用户可以根据需要通过调节热媒流量来控制散热器散热量，以改变室内温度。而暖气罩的增添势必会对热计量产生一定的影响，特别是家居装修用暖气罩极不规范，根据欧洲国家的测试数据暖气罩对散热器散热量的影响将达到30%。由散热器的热力特性分析，当散热器类型尺寸及连接方式一定时，散热器的散热量可以表示成计算温差的函数。即散热器特性方程为：

Q=KF△t＝cG(tg-th)

Q为散热器散热量（W）；G为散热器流量（Kg/h）；tg为散热器供水温度（℃）；th为散热器回水温度（℃）；tn为建筑物室内温度（℃）；c为热水质量比热C=4187J/KG-℃。其中△t=（tg-th）/In(tg-tn)-In(th-tn)为对数平均温差。散热器散热量对供回水温度的变化是敏感的而对流量的变化则是随着流量的增加而减小。对于给定编制条件的某型号散热器，可以得到25℃温差下该型号散热量与流量的关系，见表1

编制条件：标准负荷1687W，散热器特性系数A＝6.614，B＝1.334室内温度为18℃

如果温控阀与散热器一起安装在封闭的暖气罩中，将使温控阀的感温环境高于设定数值，温控阀的感温元件所接触到的热环境将不再是室内环境而成为暖气罩内热环境。如表1，假设加装暖气罩所引起的热损失为67W，忽略其他影响因素，则提供1678W的标准热量必须付出1754W的热量及120%的相对流量。这就意味着为得到舒适的室温，采暖用户将不得不相应调高暖气罩内温控阀的设定温度，并且为多余的热量损失付出经济代价。此外暖气罩的加装会使热分配表如（蒸发式热分配表）工作失效，并且给散热器的检修代来诸多不便。

5.暖气罩合理的设置

在家居装修中，为保证室内的整体和谐，对散热器装暖气罩的做法己十分普遍。根据有关分析资料，装暖气罩后，有8%-30%以上的热散发不出来，因而加暖气罩的住户将多消费热，其取暖费就高。因此合理的暖气罩设置具有积极的意义。美国人W.H.开利曾经指出：

从散热量的观点出发，带有格栅的进气口，其净空面积至少应该等于空气通过散热元件时的净空面积，而无格栅的进气口要超出这个面积的25%。对于出气口则不应该小于空气通过散热元件时净空面积的0.9倍，不大于这个面积的1.3倍。

暖气罩出气口方向的设计是实际应用中影响较大的问题；出气口向上虽然有利于散热，但是这种设计，不仅容易使散热元件积尘，而且长期使用会使热空气携带各种微粒污染出气口壁面，同时气口向上不利于人们活动空间舒适状况的改善，所以从卫生和健康角度考虑出气口应前置。

6结论

总之，采暖散热器加罩是建筑装饰设计的一个组成部分。就建筑装饰而言，暖气罩不单纯是用来满足建筑本身的需要，更重要的是用来满足人们的生活需要和环境质量(主要是室温)的要求，所以在设计和施工中应注意两者之间的配合，缺一不可。暖气罩的做法若不妥当，将直接影响散热器的散热效果，降低了室内温度，还浪费了大量的热量。所以，暖气罩在节约能源中的作用不能忽视。

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汽车散热器的散热面积如何计算?

对你的散热器进行估算，空气对流良好，软件测试出铝6063散热器的表面积，1W的LED大概需要3000平方毫米的表面积的。你按照4000算。散热一般没有问题。以上是铝6063的，ADC12的计算方法又是不一样的，不同材质不一样的，具体还是要看你的结构，与LED基板的接触面积，材质的热阻，对空气的辐射能力，空气对流情况等等。

有些设备工作时会产生大量的热量，而这些多余的热量不能有快速散去并聚积起来产生高温，很可能会毁坏正在工作的设备，这时散热器便能有效地解决这个问题。散热器是附在发热设备上的一层良好导热介质，扮演犹如中间人一样的角色，有时在导热介质的基础上还会加上风扇等等东西来加快散热效果。但有时散热器也扮演强盗的角色，如冰箱的散热器是强制抽走热量，来达到比室温更低的温度。散热器，又被称为暖气片。利用壁挂炉或者锅炉加热循环水，再通过管材传输到散热器，最终通过散热器将适宜的温度输出，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。

散热器的扩散热阻计算

在讲到新型散热器的有关计算问题上，我们首先要明确几个概念，我列成小标题，下面大家看大屏幕：

一、标准散热量

标准散热量是指供暖散热器按我国国家标准（GB/T13754-1992），在闭室小室内按规定条件所测得的散热量，单位是瓦（W）。

而它所规定条件是热媒为热水，进水温度95摄氏度，出水温度是70摄氏度，平均温度为（95+70）/2=82.5摄氏度,室温18摄氏度,计算温差△T=82.5摄氏度－18摄氏度＝64.5摄氏度，这是散热器的主要技术参数。散热器厂家在出厂或售货时所标的散热量一般都是指标准散热量。

那么现在我就要给大家讲解第二个问题，我想也是很多厂商和经销商存在疑问的地方。

二、工程上采用的散热量与标准散热量的区别

标准散热量是指进水温度95摄氏度，出水温度是70摄氏度，室内温度是18摄氏度，即温差△T=64.5摄氏度时的散热量。而工程选用时的散热量是按工程提供的热媒条件来计算的散热量，现在一般工程条件为供水80摄氏度，回水60摄氏度，室内温度为20摄氏度，因此散热器△T=（80摄氏度＋60摄氏度）÷2－20摄氏度＝50摄氏度的散热量为工程上实际散热量。因此，在对工程热工计算中必须按照工程上的散热量来进行计算。

在解释完上面的术语以后，下面我介绍一下采暖散热器的欧洲标准（ＥＮ442）。

欧洲标准（ＥＮ442）是由欧洲标准化委员会／技术委员会ＣＥＮ所编制．按照ＣＥＮ内部条例，以下国家必须执行此标准，这些国家是：澳大利亚、比利时、丹麦、芬兰、法国、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、英国等18个国家。而欧洲标准（ＥＮ442）的标准散热量与我国标准散热量是不同的，欧洲标准所确定的标准工况为：进水温度80摄氏度，出水温度65摄氏度，室内温度20摄氏度，所对应的计算温差△Ｔ＝50摄氏度。欧洲标准散热量是在温差△Ｔ＝50摄氏度的散热量。

那么怎么计算散热器在不同温差下的散热量呢？

散热量是散热器的一项重要技术参数，每一个散热器出厂时都标有标准散热量（即△Ｔ＝64.5摄氏度时的散热量）。但是工程所提供的热媒条件不同，因此我们必须根据工程所提供的热媒条件，如进水温度，出水温度和室内温度，来计算出温差△Ｔ，然后计算各种温差下的散热量。△Ｔ＝（进水温度＋出水温度）／2－室内温度。

现在我就介绍几种简单的计算方法

（一）根据散热器热工检测报告中，散热器与计算温差的关系式来计算。

Ｑ＝ｍ×△Ｔ的Ｎ次方

例如74×60检测报告中的热工计算公式（10柱）：

Ｑ＝5.8259×△Ｔ１．２８２９

(1)当进水温度95摄氏度，出口温度70摄氏度，室内温度18摄氏度时：

△Ｔ＝（95摄氏度＋70摄氏度）／2－18摄氏度＝64.5摄氏度

Q=5.8259×64.51.2829=1221.4W(10柱)

每柱的散热量为122.1W/柱

(2)当进水温度为80摄氏度,出口温度60摄氏度,室内温度20摄氏度时:

△T=(80摄氏度+60摄氏度)/2-20摄氏度=50摄氏度

Q=5.8259×501.2829=814.6W(10柱)

每柱的散热量为81.5W/柱

(3)当进水温度为70摄氏度,出口温度50摄氏度,室内温度18摄氏度时:

△T=(70摄氏度+50摄氏度)/2-18摄氏度=42摄氏度

Q=5.8259×421.2829=708.4W

每柱的散热量为70.8W/柱

而根据国家散热器质量监督检验中心检验报告检测结果汇总显示：

散热量与计算温差的关系式为Q=5.8259×△T1.2629(W)

当△T=64.5摄氏度,散热量Ｑ＝1221.4（Ｗ）

金属热强度Ｑ＝2.0583Ｗ／ＫＧ摄氏度。

（二）利用供热系数Ｑ＝Ｋ·Ｆ·△Ｔ来计算

一般来说，△Ｔ已经计算出来，Ｆ是散热面积，传热系数Ｋ，可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的，这种计算方法一般用在还没有经过热工检验，正在试制的散热器中。一般热工计算都采用热工检验报告中散热量与计算温度的关系来计算。

还有很多用户和经销商会经常问我这样一个问题，那就是房间内应安装多少柱的散热器，又是根据什么计算出来的呢？下面我就给大家一一介绍：

1．房间的供暖热负荷

当室内温度存在差异时，热交换总是存在的。房屋通过墙、窗、门、屋顶、地面围护结构传出的热量及渗入的冷空气所需的热量为房屋的散热量。房间通过除供暖系统之外的其他途径（如太阳辐射、人体、照明、电气用具、炊事等）所得到的热量称为得热量。在普通建筑物中，一般来说，其失热量大于得热量。为了使室内温度维持在人们生活、工作所要求的某个平均温度值，需要用供暖系统进行热补偿。房间失热量与得热量的差值称为房间的供暖热负荷。这些热量是供暖系统提供的。所以，通常亦称为供暖系统的热负荷或房屋耗量。

2．房屋供暖热负荷的估算

Ｑ＝ｑ×Ｆ式中Ｑ－房屋总耗热量（Ｗ）

ｑ－单位面积热指标（Ｗ／ｍ２）

Ｆ－房屋总面积（ｍ２）

但是在计算中应考虑到房屋的朝向的差别，外墙的差别，屋顶及地板的差别等因素，做相应的调整，其调节公式可表述为：

Ｑｉ＝［1＋∑Ｂｉ］×ｑ×Ｆ

式中Ｑｉ－该房间的总热负荷（ｍ２）

Ｆ－单位面积热指标（Ｗ／ｍ２）

∑Ｂｉ－各房间修正系数总和（如表1所示）

需要强调的是，采用耗热指标计算房间的热负荷，只能适应一般的概略计算，对于正规的工程设计或一些特殊建筑物，均应按照规范规定的计算方法进行仔细的计算，以求计算得更准确可靠一些。

同时还要考虑到地区、是否连续供暖等。如何取单位面积热指标来计算建筑物应安装多少散热器？这是由供暖工程师设计计算的。其计算很复杂，计算量也很大，一般人难以进行。因此，作为我们的一般人员，可用简单的经验数据来取单位面积热指标，然后再来计算。（如表2所示）

下面我就讲一下具体怎么计算的问题。

房间的供暖热负荷应当由供暖散热器承担，以散热器向室内空间散发出的热量去补偿房间的耗热量，维持房间内空气的某一平均温度值，散热器的基本计算公式为N=QJ/QS

其中ＱＪ-房间的供暖热负荷（即房间失、得热量的差值）

Ｑｓ－散热器在供热条件下温差△Ｔ的散热量（Ｗ/柱）

ｎ－散热器的数量（柱数）

举个例子如下，以15平方米房间一间，采用中心距600ＭＭ铜铝复合74×60散热器。采暖设计的技术参数为进水温度为80摄氏度，出水温度为60摄氏度，室温为20摄氏度。

求温差△Ｔ＝（80摄氏度＋60摄氏度）／2－20摄氏度＝50摄氏度

计算在温差△Ｔ＝50摄氏度的散热量通过热工检验报告中查得散热量与计算温差的关系式为Ｑ＝5.8259×△Ｔ１．２６８（十柱）

当△Ｔ＝50摄氏度时，散热量Ｑ＝5.8259×50１．２６８＝831Ｗ（十柱）

房间供暖热负荷是这样估算的，根据公式Ｑ＝ｑ×Ｆ，我们选ｑ的上限７０Ｗ/平方米Ｑ＝70Ｗ/平方米×15平方米＝1050Ｗ，根据公式Ｎ＝ＱＪ/ＱＳ，Ｎ＝1050Ｗ÷83Ｗ/柱＝12.65柱≈13柱

在计算完成后，为了防止出现误差，再适当增加10%左右．

变压器散热器加装风机（能给我举个例子 怎样计算装多少个风扇满足散热要求）牵引变压器或电力变压器

当热源与底板的面积相差比较大时，热量从热源中心往边缘扩散所形成热阻叫扩散热阻。

图1扩散热阻示意

针对一个底板上贴一个热源的散热状况，如何计算扩散热阻？分两种情况，一个是热源在底板中心，另一个是不在中心。

针对第一种情况的扩散热阻计算如下：

As：热源面积

Ap：底板面积

t： 底板厚度

R0：散热器的平均热阻（从地板厚度的一半之处到环境的热阻）

k： 散热器材料的导热系数

假设其他参数已知，扩散热阻Rc的计算公式如下：

其中，系数λ是一个由Ap和As计算出来的因子。从上可以看出，总热阻为扩散热阻与散热器的平均热阻的总和。

针对热源不在中心的情况，需要对公示1进行修正。

增加修正系数C：

如图2所示，左侧的图，热源的坐标为（x，0），右侧的图中热源坐标为（x，x）。

左侧图中的C=1.414（根号2）。右侧的C=2 ，如何推算需另外讨论。

如图2中的2种热源位置，热源的大小为25*25mm的话，最大的扩散热阻分别计算如下：

总热阻分别为2.259℃/W和3.334℃/W。

对于上述两种状况，平均热阻R0是不变的，即平均热阻与热源的位置无关。

排风量选择方法，介绍如下;

首先必须了解一些已知条件：

1. 1卡等于1g重0℃的水使其温度上升1℃所需的热量。

2. 1瓦特的功率工作1秒钟等于1焦尔。

3. 1卡等于4.2焦尔

4. 空气的定压(10mmAq)比热(Cp)=0.24(Kcal/Kg℃)

5. 标准状态空气：温度20℃、大气压760mmHg 、湿度65%的潮湿空气为标准空气，此时 单位体积空气的重量（又称比重量）为1200g/M*3

6. CMM、CFM都是指每分钟所排出空气体积，前者单位为立方米/每分；后者单位为立方英呎/每分钟。1CMM=35.3CFM。

2, 公式推算

一、 得知：风扇总排出热量(H)=比热(Cp )×重量(W)×容器允许温升(△Tc)

因为：重量W=(CMM/60) ×D=单位之间(每秒)体积乘以密度

=(CMM/60)?1200g/M*3

=(Q/60) ×1200g/M*3

所以：总热量(H)=0.24(Q/60) ?1200g/M*3?△Tc

二、 电器热量(H)=( P[功率] t [秒] )/4.2

三、 由一、二得知: 0.24(Q/60) ?1200g/M*3?△Tc=(P?t)/4.2

Q=(P×60)/1200?4.2?0.24?△Tc

Q=0.05P/△Tc……………………………………………… (CMM)

=0.05?35.3 P/△Tc=1.76 P/△Tc…………………………(CFM)

四、 换算华氏度数为：Q=0.05?1.8 P/△Tf=0.09 P/△Tf………………………(CMM)

=1.76?1.8 P/△Tf=3.16 P/△Tf…………………………(CFM)

3, 范例

例一：有一电脑消耗功率150瓦，风扇消耗5瓦，当夏季气温最噶30℃，设CPU 允许工作60℃，所需风扇风量计算如下：

P=150W+5W=155W；△Tc=60-30=30

Q=0.05×155/30=0.258CMM=9.12CFM(为工作所需风量)

所以,应选择实际风量为Qa之风扇

希望能够帮到你！