当空气能热泵遇上散热片，配多少片才合适？快来看科学计算

选自《空气源热泵供暖设计与施工指南》

鉴于普通型热泵出水温度比较低( 通常供水45℃ )，使得传统散热器不能充分发挥其在标定工况（供水95℃）的散热能力，我们必须选择更多的散热面积，因此就散热器的散热效率而言，普通空气源与散热器并非最理想的搭档。

散热器片数的理论计算

先介绍散热器散热面积的计算公式，散热器的散热面积F（m2），应按下式计算

Q—散热器的散热量（W）；K—在设计工况下散热器的传热系数{W/(m2·℃ ) }；tp——散热器内热媒的平均温度（℃）；tn——室内采暖计算温度（℃）；β1—散热器的长度修正系数，按产品的修正系数修正；β2 —— 散热器连接方式的修正系数；β3—— 散热器安装形式的修正系数

请注意，散热器在不同的平均水温下，传热系数是不同的。K 是随散热器不同的平均水温变化的函数，每种散热器的传热系数计算公式都不同。

1. 散热器安装长度修正系统β1 表1

散热器型式	各种铸铁及钢制柱型
每组片数	< 6 片	6-10	11-20	> 20 片
修正系数	0.95	1.00	1.05	1.10

散热器型式	钢制板型及扁管型
每组长度	≤ 600mm	600-800mm	≥ 800 mm
修正系数	0.95	0.92	1.00

2. 散热器支管连接方式修正系数β2 表2

3. 散热器安装形式修正系数β3 表3

安装形式	修正系数
装在墙体的凹槽内（半暗装）散热器上部距墙距离100mm	1.06
明装三散热器上部都有窗台板覆盖，散热器距台板高度150mm	1.02
装在罩内，上部敞开，下部距地150mm	0.95
装在罩内，上部，下部开口，开口高度均为150mm	1.04

4. 进入散热器的流量修正系数β4 表4

散热器类型	流量增加倍数
	1	2		3		4		5	6	7
柱型  柱翼型 多翼型 长翼型 镶翼型	1.0		0.9		0.86		0.85	0.83	0.83	0.82
扁管型散热器	1.0		0.94		0.93		0.92	0.91	0.90	0.90

注：表中流量增加倍数为1 时的流量即散热器进出口水温为25℃时的流量

5. 散热器不同表面涂料的散热效率（%） 表5

表面状况	散热效率（%）	表面状况	散热效率（%）
银粉漆	100	米黄色漆	116
自然金属表面	109	深棕色漆	116
浅绿色漆	113	浅兰色漆	117
乳白色漆	114

注：散热器外表面不应涂有金属的涂料，如银粉漆或金粉漆

某散热器性能参数（图集或者样本）

项目	单位	GZ203	GZ206	GZ209	GZ212		GZ216	GZ220
进出水口中心距（H1）	mm	300	600	900	1200		1600	2000
高度（H）	mm	370	670	970	1270		1670	2070
宽度（B）	mm	78	78	78	78		78	78
片距	mm	48	48	48	48		48	48
重量	kg/ 片	1.32	2.20	3.00	3.80		4.90	6.00
水容量	L/ 片	0.58	0.77	0.96	1.15		3.12	3.46
散热面积	m2/ 片	0.066	0.118	0.168	0.219		0.288	0.356
传热系数（K）	W/ m2·℃	3.86 △T0.334	2.99 △T0.360	3.15 △T0.326	2.93 △T0.335		2.69 △T0.325	2.49 △T0.331
标准散热量	W/ 片	66	102	132	167		194	227
适用压力
工作压力	1.2 MPa		试验压力			1.6 MPa

请注意，“标准散热量”这个数值，是指在“标准工况”的实验数据。

一般来说，“标准工况”指温度的是95/70℃，是上供下回、明装，10 片一组的时候，每一片的散热能力。

要有这样一个概念，散热器在不同的平均水温下，散热能力是不同的。散热能力是和散热器平均水温的相关的，复杂的函数关系。

我们假设有一个耗热量为1200W 房间。采用每片标准散热量129W 的，铸铁四柱760。当供回水温度不同时，以浩辰暖通计算他所需的散热器的数量。

这是 “温度—片数” 对照表：

温度/℃	95/70	80/60	75/50	55/50	50/45	45/40	45/35
平均水温	82.5	70	62.5	52.5	47.5	42.5	40
片数/ 片	10	13	17	23	28	36	43
片比系数	1	1.3	1.7	2.3	2.8	3.6	4.3

注：上表仅适用于铸铁四柱760 散热器

我们可以看出，随着散热器平均水温的降低，散热器的散热能力明显下降，所需散热器增多。当散热器水温从95/70℃，降到75/50℃时，所需片数增加了70% ；当降到45/40℃时，所需片数增加到3.6 倍。

如果手头没有带笔记本，不能用电脑软件，可以先估算下：

计算某房间耗热量为1200W，95/70℃时，标准散热量129W 的，需要铸铁四柱760 散热器1200/129=10 片。当45/40℃时，我们需要将其乘以系数3.6，即得到36 片。我们可以用这个“采暖负荷/ 标准散热量×片比系数”的方法近似估算。

如果是50/45℃时，即1200/129×2.8=28 片。我们注意到片比系数很大，因此准确计算房间负荷是准确估算散热器的前提。还需要注意的是，不同散热器的片比系数不一定相同，这个需要平时的经验积累。比如760的散热器，我们按上述方法计算过一次，就知道其片比系数是3.6。

温度对散热器的散热能力的影响是很大的，我们必须引起足够的重视。当采暖系统的设计运行温度不是标况时，我们应校核其实际的散热能力；对于单管串联，散热器采暖系统，越靠后，平均水温越低，同样的负荷所需的片数也就越多。

地暖中如果需要设置散热器时，请参照地暖的设计水温对散热器进行计算，切不可直接套用“标准散热量”。

普通空气源热泵采暖机组供水水温偏低、散热效率低、理论上需把散热器片数增加2~3 倍，用空气源热泵带散热器不是一个很好的方案。这并不是说不能用，而是不能充分发挥散热器的散热潜能。

PS：最后，补充一句，采用双级压缩的复叠高温热泵和二氧化碳热泵不在本次讨论之列。更多关于高温热泵或者低温散热器的产品，请到第七届中国热泵展，上海光大展馆，3月15~17日。届时将有多家企业展出最新的二氧化碳热泵和高温热泵。

版权：本文选自本微特约出版的《空气源热泵供暖设计与施工指南》的“第四章散热器采暖末端”的“第二节 散热器片数的理论计算”。