Radiator decoration and building energy efficiency

住宅产业的迅速发展使室内装修成为人们十分关注的消费热点。在装修中，散热器装饰的一些不合理技术处理，会影响散热器的工作和维护，不利于建筑节能，也使用户利益受到损害。本文就散热器装饰中的常见问题作一些分析，供设计、装修技术人员和用户参考。 1 热工特性 　　散热器可以分为辐射器和对流器两种，辐射器是指依靠对流和辐射两种方式传热的散热器，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等；而对流器是指同几乎完全依靠对流方式传热的散热器，各种以绕（串）片管为散热元件的带外罩散热器，均属此类。 　　对流器靠受热后空气的对流运动来散热，这一运动的强弱，既取决于散热元件表面的温度对空气驱动力的大小，又限决于受元件外部几何结构影响的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，设计选用时应该予以考虑。对流器散热指数一般为1.32～1.37，而辐射器为1.22～1.28。例如Δt（散热器热媒平均温度与室内设计温度之差）为64.5℃时标准散热量相同的对流器和辐射器在实际供暖工况条件下且热媒流量不变时，取对流器散热指数为1.35，辐射器散热指数为1.25，对流器散热量Q1与辐射器散热量Q2的差值随着热媒温度的降低而增大，见表1。 　　　　　　　　　　　　　　　　表1实际供暖运行工时对流器与辐射器散热量的对比 室外温度/℃ -9 -5 0 5 供水温度/℃ 70 63.73 55.58 46.97 回水温度/ ℃ 55 50．95 45．58 39．75 0．96 0.94 0.93 0.91 2 外表面涂装 　　按常规做法，在散热器外表面涂覆含有金属粉末的涂料（多为银粉漆），会使散热器表面的黑度减小，辐射传热能力降低。但凡辐射器，无论其结构形状如何，表面只要涂覆银粉漆，其辐射能力都会不同程度地减弱。 　　从文献[5]对我国常用的几种辐射器不同表面涂料时散热能力进行测试的结果，可以看出，涂非金属涂料比涂银粉漆有利于散热器辐射散热。使用银粉漆作表面涂料的传统做法，会使散热器散热能力减弱，这是不容忽视的问题。有些国家早已禁止在散热器表面涂银粉漆，而是对其表面进行喷塑处理，这是十分必要的。 　　建议在明装散热器时，采用非金属涂料涂装其表面，这样不仅可以增强散热器的辐射散热，还可能使其外观色彩丰富多样，利于散热器装饰与居室装饰的和谐。 3 暖气罩的设置 　　在室内装修中，对散热器装暖气罩的做法已十分普遍。这处做法虽能使室内装修效果有所改善，但一般也会使散热器散热能力降低，出现冬季供热量不足的情况。如图1所示，当暖气罩上开口相同，且不设百叶或格栅时，随着开口A减小，散热量折减率r由8%增大到18%，如果开口加装格栅或间隙为30mm的百叶，其折减率r将变为从10%到21%。在一些不合理的装修中，甚至出现A=130mm且开口敞开时r=20%，而开口加装格栅或百叶后，r达到40%的情况。 　　　　 　　　　　　 　　　　　　　图1 暖气罩对散热量的影响　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 散热器隔热板的装设 　　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，其不利影响是肯定的。而那些设计制作错误的暖气罩，其散热量折减就会更大。常见错误有暖气罩开口过小，百叶通气率很低；开口位置随意设定，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。理由是：①对流器的外罩已经做好，加装暖气罩势必增加流动阻力，导致对流散热量的减少。②如果用现场加工的暖气罩取代原有的外罩，若无专门的技术指导，也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。 　　此外，计热收费后，为了使用户可以根据自己的需要调节房间温度，有的散热器安装了温控阀，如果温控阀与散热器一起安装在封闭的暖气罩中，不仅用户不能任意操作温控阀，而且由于温控阀感温环境改变，使调节控制失效。

4 散热器的更换
　　为了美观，用户有常常将房间内已安装好的散热器更换为档次更高的轻型散热器。对于独立存在的分户供暖系统，这种做法是可以的，而对于集中供暖系统，则不宜随意更换。可能能出现的问题有：①新的尤其是轻型散热器一般为钢制或铝制，抗蚀能力一般低于铸铁散热器，对于水质和运行管理水平要求较高，若原有供暖系统水质不能满足要求，就会使新散热器的工作条件十分不利，以致造成散热器的蚀穿。②由于结构不同，更换散热器水流阻力会发生变化，造成系统原有平衡的破坏，出现运行失调。③更换散热器后，不同材质的散热器在同一供暖系统中共存（一般是钢或铝与铸铁散热器混用），供暖系统中的砂粒锈垢会使轻型散热器内一面同现划剐损伤，造成漏水；即使是内表面带有涂装保护的轻型散热器，在这种情况下，也可能使保护层破坏。
　　从散热器使用的可靠性考虑，铸铁散热器耐蚀性能好，但体积、质量大，式样也较陈旧。近年来有少数厂家以低价推销伪劣产品，导致供热系统散热器爆裂事故频出。所以，选择铸铁散热器时就选信誉良好质量可靠厂家的产品。
　　散热器内腔青砂不净，是装置热量表实现计热收费的障碍之一，现在已有厂家研制出内腔无砂的铸铁散热器，对我国铸铁散热器的发展具有重要意义。
　　钢制和铝制散热器都有防蚀问题，为了钢制散热器的氧腐蚀，通常选用较为可靠的翅片管对流器或闭式串片式散热器。对于制作合理的钢制散热器，国外采用隔氧的密闭供暖系统设计和充水保养的运行管理办法，以解决腐蚀问题。家庭独立供暖系统较少出现钢制散热器漏水的现实，就是这种方法效果不错的证明。铝制散热器一般由铝型材焊接而成，铝制散热器在中性热水中使用是安全的，但当pH大于8.5时开始腐蚀，随着碱性增加腐蚀加快。国内一些小区供暖系统循环水pH=10～12，是导致铝制散热器腐蚀的主要原因。此外，铝制散热器与钢管直接连接易出现电化学腐蚀，导致漏水。所以防止铝制螺纹接口与钢管直连，也是必须解决的问题。
　　轻型散热器的防蚀是必须解决的难题，根据我国的具体情况，对轻型散热器内表面采取各种有效的保护措施，看来是必需的。为了提高散热器使用的可靠性，我国已经研制开发了用于轻型散热器内表面防蚀的各种专用涂料和涂装工艺，有的经5年试用，效果良好，前景乐观。目前，有的厂家为了解决铝制散热器接口防蚀问题，还研制了用工程塑料制作螺纹丝对，作为过渡管件，防止钢铝螺纹直连。我国铝制散热器的行业标准，历经多方反复征求意见和工程实践检验考核，即将出台。相信行业标准的实施，有利于规范我国轻型散热器的生产，有利于散热器行业的进步。
　　
5 散热器的无效热损失
　　靠外墙安装的辐射器，背部与冷墙面之间有辐射器传热，这部分热量通过外墙直接传到室外，对提升室温无益，故为散热器的无效热损失，为了降低建筑能耗，应该采取措施，防止无效热损失。研究表明，当背部外墙厚度为240mm时，用表面黑度较高且光洁平整的薄板制成隔热析，固定于散热器与背部冷墙面之间，如图2，既可隔绝散热器背部的辐射放热，又能使背部对流放热得以保持，约可减少散热器散热量6.4%的效热损失。
　　供暖散热器在居室装修中的技术处理，关系建筑节能和用户的切身利益，应该给予足够重视。
　　
参考文献
　　1 萧曰嵘，牟灵泉，董重成，民用供暖散热器，北京：清华大学出版社，1996.
　　2 中国建筑科学研究院建筑设计研究所，建筑标准设计研究所，民用建筑采暖通风设计技术措施。北京：中国建筑工业出版社，1983.
　　3 李元哲，刘刚，萧曰嵘，散热器节能技术措施的再探讨。全国暖通空调制冷1988年学术年会论文集，1988.