散热器散热能力计算过程-散热器散热面积经验公式
散热量是用户采购暖气片时必须要了解的数值。在其他因素都相同的条件下,散热量越大的暖气片,就越暖和;散热量越小,使用时采暖效果就相对差一些。常见的柱式暖气片,散热量很好了解,通常是以单柱来计算。如果想要房间更暖和,多加两柱暖气片就可以实现。那钢制板式暖气片的散热量是多少呢?其实,钢制板式暖气片的规格不同,决定了散热量不同。下面跟随金旗舰旗哥一起来了解一下吧。
关键词:钢制板式散热器散热量
从钢制板式暖气片的规格上来看,高度分为:300、600、900,宽度从600-2600不等。高度和宽度都可以根据用户需求来定制。不同高度和宽度的暖气片,散热量也不相同。例如高300mm,宽600mm的钢制板式暖气片,它的散热量是531;而同等高的钢制板式暖气片,宽度为1000mm,散热量是883。
除高度和宽度外,材质的薄厚、质地,工艺也是影响散热量的因素。品质精良、薄厚均匀的材质,导热快,散热量也大。而一些粗制滥造的产品,为了压低成本,选择的材质质量也相对较差,散热量也小。
钢制板式暖气片主要通过内部翅片来散热,翅片设计造型便于热空气流动,再加上顶端的盖板网罩设计,让热空气畅通无阻,散热量也大大提高。反之,如果钢制板式暖气片没有这些细致入微的工艺和设计,散热量也会大打折扣。
金金提醒,在采购钢制板式暖气片时,一定要看好参数表,多家对比,在同等宽和高的条件下,选择散热量最大的一款。
暖气片在标准情况下,金金在这里把每个型号的暖气片配置都来介绍一下。
600mm高60管双柱的暖气片的散热量是128W,一平方米的的空间所需的散热量是90-110W这样算起来600mm高的能带一个平左右。购买暖气片暖气片,首先要明确家里的采暖面积,有多少房间,每个房间是多少平,然后具体介绍自家的供暖情况,比如水质问题,所在地区气候问题,家住几楼,是否有太阳照射。然后如果选适合的材质,一般集中供暖用钢制的比较多。
针对具体材质的型号做选择。选择型号,其实就是选择样式,找到你喜欢的样式。
选择适合的高度,而每个型号的暖气片都有相对应测试出来的散热量,利用这个散热量来除以一个特定的数字,得到其相对应的每平米供热面积。
用你的面积来除以这个每平米的供热面积就得到所需要的暖气片片数,然后这个片数组成一组即可满足这个房间的供热采暖。由此可见,不同的品牌、不同的材质、不同的型号的暖气片,其供热面积是不同的,所以大家在购买前,选好需要的产品型号才能算片数。
如何根据散热器的功率计算散热表面积
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.
散热器散热面积如何计算
Φ=∧AΔT/Δ
式中:
Φ--单位时间内通过平壁的热量(W);
A--平壁面积(`M^2`);
∧--物体的热导率[W/(M·K)]
Δ--物体的厚度(M);
ΔT--平壁两表面之间的温度差(K)
散热器设计的目标和基本计算方法?
一般的我们把温升控制在30度以内,一般的结温不超过85度,我们建议不超过75度,依次推算,按热阻10度/w,热沉得温度为65度,到达散热器的表面温度为55度左右,所以温升为30度以内,以上推算为在25度环境温度下进行计算。
一、概念
1、热路:由热源出发,向外传播热量的路径。在每个路径上,必定经过一些不同的介质,热路中任何两点之间的温度差,都等于器件的功率乘以这两点之间的热阻,就像电路中的欧姆定律,与电路等效关系如下。2、热阻:在热路中,各种介质及接触状态,对热量的传递表现出的不同阻碍作用——在热路中产生温度差,形成对热路中两点间指标性的评价。符号——Rth 单位——℃/W。稳态热传递的热阻计算: Rth= (T1-T2)/PT1——热源温度(无其他热源)(℃)T2——导热系统端点温度 (℃)热路中材料热阻的计算: Rth=L/(K·S)3、导热率:是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时,单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。符号——K or λ 单位—— W/m-K,二、热设计的目标1、 确保任何元器件不超过其最大工作结温(Tjmax)推荐:器件选型时应达到如下标准民用等级:Tjmax≤150℃ 工业等级:Tjmax≤135℃军品等级:Tjmax≤125℃ 航天等级:Tjmax≤105℃以电路设计提供的,来自于器件手册的参数为设计目标2、 温升限值器件、内部环境、外壳:△T≤60℃器件每升高2℃,可靠性下降10%;器件温升为50℃时,寿命只有温升25℃的1/6,电解电容温升超过10℃,寿命下降1/2。三、计算1、 TO220封装+散热器结温计算热路分析热传递通道:管芯j→功率外壳c→散热器s→环境空气a注:因Rthca较大,忽略不影响计算,故可省略。Rthja≈Rthjc+Rthcs+Rthsa≈(T结温-T环温)/P条件Rthjc——器件手册查询Rthcs——材料热阻:Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度/(K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积)Rthsa——散热器热阻曲线图查询计算T结温=(Rthjc+Rthcs+Rthsa)·P+T环温<手册推荐结温注:注意单位统一;判定结温温升限值是否符合。散热器热阻计算(参见上图)散热器的热阻一般可在由厂家提供的热阻曲线上标出,也可通过测试得出。测试在被测散热器上安装一发热器(or组)件,固定一个风速(M/S),测量进、出风温度,通过计算,得出该条件下的Rthsa。设定一组风速,得出的不同Rthsa值,绘制出该散热器的热阻曲线,不同长度的散热器,可得到不同的曲线。条件T进风——进口温度T出风——相同风速下的出口温度P——电路设计计算的,发热器(or组)件的功耗计算Rthsa=(T出风-T进风)/P注:亦可根据已有条件,如管芯的△T和功耗,计算出所需散热器的热阻上限,在热阻曲线图上选用足够尺寸的散热器。2、共用同一散热器(见下图)分析对于散热器而言,总的传热功耗为:P总=Pj1+Pj2那么散热器的温升为:△T散热器=Rthsa·(Pj1+Pj2)每只管子的传热路径中,热阻引起的温升为△Tj1=(Rthjc1+Rthcs1)·Pj1 △Tj2=(Rthjc2+Rthcs2)·Pj2热路中,所有温升之和加上环境温度就是最大结温,即Tjmax1=△Tj1+△T散热器+T环境Tjmax2=△Tj2+△T散热器+T环境条件Pj1——电路设计计算Pj2——电路设计计算Rthjc1——器件手册查询Rthjc2——器件手册查询Rthcs1——材料热阻:Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度/(K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积)Rthcs2——材料热阻:Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度/(K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积)Rthsa——散热器热阻曲线图查询T环境——任务指标中的工作环境要求计算J1的最大结温:Tjmax1=(Rthjc1+Rthcs1)·Pj1+Rthsa·(Pj1+Pj2)+T环境J2的最大结温:Tjmax2=(Rthjc2+Rthcs2)·Pj2+Rthsa·(Pj1+Pj2)+T环境注: 判定计算出的最大结温,是否小于手册推荐结温;判定结温温升限值是否符合;注意计算时单位要统一。经验1、热路的分析和计算,由于影响因素较为复杂,可以忽略一些影响小的参数,来简化计算,但一定要注意影响趋势的方向,是有利于传热的,可以作为设计余量储备,由于影响小,所以不会影响经济性。2、还是因为影响因素复杂,理论计算是设计指导,结果一定以试验结论判定,埋点测温是最有效的验证方式。3、电源的热设计是和电路设计密不可分的,实际情况往往因为空间问题,把散热设计到最大化,也就刚刚满足需求,郭鹏学暖通而热路的设计只能截止到外壳,外壳(或散热器)的温度怎么办?这就需要电路设计来降低功耗,甚至和客户讨论如何给电源散热,这就需要我们是否能提的出所有计算数据。以上由中达咨询搜集整理
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