散热器设计计算方法图-散热器设计计算方法

2024-10-29 08:13:23

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．

天正画散热器的大小怎么计算

钢制散热器大多是按片出售，一般三片起售，这是从用户的实际需求考虑，用户家里需要多少片购买多少即可。钢制暖气散热器散热量怎么计算呢?

对钢制散热器来说，散热量用公式表示为Q=K.F.△T，其中Q代表散热量，K代表传热系数，F代表散热面积，△T是指标准传热温度。标准传热温度值是64.5，根据国家标准工况得出：

Tin(进水温度)=95℃，Tout(出水温度)=70℃，Tro毫米(室温)=18℃，温差△t=1/2(Tin+Tout)-Troom=64.5℃。

散热器的散热量与传热系数、散热面积成正比例关系，在△T一定时，散热面积F值大，传热系数K越大，那么散热量便越大。一般在散热器表面上会有标签，上面标明了每片散热器的散热量W。

钢制板式散热器散热量怎么算？

Q＝hxAx（T-T）。

其中Q：散热器换热量，Wh：散热器与空气的表面对流换热系数，W除以㎡2＊K。A：散热器表面积，㎡T：散热器平均温度，℃T：空气温度，℃。

散热器是用来传导、释放热量的一系列装置的统称。目前散热器主要有采暖散热器、计算机散热器，其中采暖散热器又可根据材质和工作模式分为若干种。

如何根据散热器的功率计算散热表面积

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。

散热器的表面积计算:

S = (△T*a))

(平方米)

式中

△T——散热器温度与周围环境温度（Ta）之差（℃）；

a——传导系数，是由空气的物理性质及空气流速决定的。

a的值可以表示为:

A = Nu*λ/L

式中λ——热电导率由空气的物理性质决定；

L——散热器海拔高度()；

Nu——空气流速系数。

Nu值由下式决定

Nu = * [(V/V1)^(1/2)]*[Pr^(1/3)]

式中 V——动黏性系数，是空气的物理性质；

V1——散热器表面的空气流速；

Pr——参数（见表1）。

温度t/℃

动黏性系数

热电导率

100

120

散热器选择的计算方法

一，各热参数定义：

Rja——— 总热阻，℃/W；

Rjc———器件的内热阻，℃/W；

Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W；

Rsa——— 散热器热阻，℃/W；

Tj——— 发热源器件内结温度，℃；

Tc———发热源器件表面壳温度，℃；

Ts——— 散热器温度，℃；

Ta——— 环境温度，℃；

Pc———器件使用功率，W；

ΔTsa ——— 散热器温升，℃；

二，散热器选择：

Rsa =(Tj-Ta)／Pc - Rjc -Rcs

式中：Rsa（散热器热阻）是选择散热器的主要依据。

Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数，

Pc 是设计要求的参数，

Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/（接触面积X接触材料导热系数）。

（1）计算总热阻Rja：Rja= (Tjmax-Ta)／Pc

（2）计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa：Rsa = Rja－Rtj－Rtc

ΔTsa＝Rsa×Pc

（3）确定散热器

按照散热器的工作条件（自然冷却或强迫风冷），根据Rsa 或ΔTsa 和Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线（Rsa 曲线或ΔTsa 线），曲线上查出的值小于计算值时，就找到了合适的热阻散热器及其对应的风速，根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热器流阻曲线上风速对应的阻力压降，选择满足流量和压力工作点的风扇。