论文部分内容阅读
摘要：本文主要介绍了室内采暖系统的各种形式并分析其各自的特点，说明各种形式的适用场所。
关键词：采暖系統，散热器 ，热水采暖，蒸汽采暖，辐射采暖，热风采暖
Abstract: this paper mainly introduces the indoor heating system of various forms and analyzes their respective characteristics that all forms of application places.
Keywords: heating system, and the radiator, hot water heating and steam heating, radiation heating, hot air heating
中图分类号： TU832文献标识码：A 文章编号：
采暖系统就是设在建筑物内部向建筑物输入一定的热量以保持建筑物内部要求的温度，满足生活和各种工作环境对温度的要求的系统。笔者认为在采暖设计中首先需对各种采暖系统的特点比较熟悉，然后在实际工程中才能设计出合理的系统，达到建筑物对室内温度的要求。采暖系统总的来说可分为热水散热器采暖系统，蒸汽散热器采暖系统，辐射采暖系统，热风采暖系统。在这几个大的分类系统中，每个系统又可分为几种形式，每种形式又有各自不同的适应场所。现就对这几种系统形式谈一下自己的认识。
热水散热器采暖系统按系统的循环动力分类，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。按供水温度分类，可分为高温水采暖系统和低温水采暖系统。高温水采暖系统供水温度高于100℃，低温水采暖系统供水温度低于100℃。按供回水的方式分类，可分为上供下回式，上供上回式，下供下回式，下供上回式，上供中回式等。按散热器的连接方式，可分为垂直式与水平式系统。按连接散热器的管道数量分类可分为单管系统与双管系统。按并联环路水的流程分类，可分为同程式系统与异程式系统。蒸汽采暖系统按照供汽压力可分为高压蒸汽采暖系统、低压蒸汽采暖系统和真空蒸汽采暖系统。根据立管的数量可分为单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。根据蒸汽干管的位置可分为上供式、中供式和下供式。根据凝结水回收动力可分为重力回水和机械回水。辐射采暖系统按热媒种类可分为低温热水辐射采暖，中温热水辐射采暖，高温热水辐射采暖，电热式和燃气式。热风采暖可分为集中送风，管道送风，悬挂式和落地式暖风机等形式。
热水散热器采暖系统一般用于民用建筑中。下面就其各种形式特点及适用场所加以一一说明。重力循环系统不需要外来动力，它是靠供回水的密度差产生的压力差作为循环动力，因而作用压头小，所需管径大，但运行时无噪声，管理简单。只适用于没有集中供热热源、对供热质量有特殊要求的小型建筑物中。机械循环的循环动力来自水泵，它适用于大中型集中供热的建筑。高温水采暖系统的散热器表面温度高，易烫伤皮肤，烤焦有机灰尘，卫生条件及舒适度较差，热水容易发生气化，但可节省散热器用量，供回水温差较大，可减少管道系统管径，降低输送热媒所消耗的电能，主要用于对卫生要求不高的工业建筑及其辅助建筑中。低温热水系统优缺点正好与高温水系统相反，主要用于民用建筑。上供下回式系统的供回水干管分别设置于系统最上面和最下面，布置管道方便，排气顺畅，是用的最多的系统形式。上供上回式系统的供回水干管均位于系统最上面，采暖干管不与地面设备及其它管道发生占地矛盾，主要用于设备和工艺管道较多、沿地面布置干管发生困难的工厂车间。下供下回式系统供回水干管均位于系统最下面。这种系统可减轻系统的竖向失调，有利于水力平衡，低层需要设管沟或有地下室以便于布置两根干管，顶棚下无干管比较美观，可以分层施工，分期投入使用。住宅建筑分户采暖系统的干管布置及顶棚下不宜或不能布置干管的建筑一般采用这种形式。下供上回式系统的供水干管在系统最下面，回水干管在系统的最上面，与上供下回式相比，底层散热器平均温度升高，从而减少底层散热器面积。当热媒为高温水时，底层散热器供水温度高，然而水静压力也大，有利于防止水的汽化。上供中回式系统的供水干管布置在系统最上面，回水干管布置在底层散热器的上面，一般用在底层地面上不易布置管道的建筑，此种系统不用再设置地沟。垂直式系统是指不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；水平式系统是指同一楼层的散热器用水平管线连接的系统。水平式系统一般用于公用建筑的大空间中不易布置采暖立管的场所。在住宅分户采暖系统中各个用户的户内系统一般采用水平式系统。单管系统又分为顺流式和单管跨越式。单管跨越式可调节单个散热器的热量，而顺流式不能调节单个散热器的热量，现在由于节能要求一般采用单管跨越式系统。双管系统也可调节单个散热器的热量，但水力稳定性不如单管系统。异程式系统的热媒流过远近立管的路程不同，同程式系统热媒流过远近立管的路程相同。所以同程式系统的各环路易于平衡，但要多耗费管材。在工程实践中，一般系统的作用半径大于50m时采用同程式系统。
蒸汽采暖系统中，根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选择高压或低压蒸汽采暖系统。真空采暖系统需要抽真空设备，对管道气密性要求较高，一般用的比较少。对于低压蒸汽采暖系统，下分式系统比上分式系统节省立管管材，并且由于干管敷设在室内地沟内，所以无效热损失小。但在使用上却有严重的缺点，蒸汽在立管中会发生沿途凝结水下落和上升的蒸汽相撞即水击现象。为了减弱水击，常加大立管管径以降低蒸汽流速，这样又增加了所用管材。因此，采用上分式系统的较多。高压蒸汽采暖系统大多采用上供下回式。但当车间地面不宜布置凝水管时，也可采用上供上回式，把凝水管放在散热器上方。这种系统运行和使用效果一般较差。因为系统停汽时凝水排不干净，散热器及立管要逐个排放凝水，汽水顶撞将发生水击，系统的空气也不便排除。对于间歇供汽的系统，这些问题尤为突出；在气温较低的地方还有系统冻结的可能。因此，此系统必须在每个散热设备的凝水排出管上安装疏水器和止回阀。通常只有在散热量较大的暖风机系统等才考虑用这种系统。重力回水是利用凝水位能差或管线坡度，驱使凝水满管或非满管流动的方式。机械回水是利用水泵动力驱使凝水满管有压流动。
辐射采暖系统中，低温热水系统热水温度低于或等于120℃（地面供暖时规定为≤60℃）。间墙式、踢脚板式、顶面式和地面式采暖辐射板应选较低的供水温度（一般低于60℃）。中温热水系统热水温度等于120～175℃。埋管式辐射板埋管内的热媒温度可比混凝土表面温度高20～40℃。悬挂式金属辐射板可选较高供水温度。一般地面式采暖系统应用较多，作为一种新的采暖技术，可用在住宅建筑及公用建筑中。它相比传统的散热器采暖系统有以下优点：室内温度均匀性好，舒适性好，卫生条件好，温度梯度小，符合人体生理要求，可节省采暖能耗，不占用房间有效面积和空间。电热辐射供暖系统，是利用电能转换为热能且主要通过热辐射热传递向室内提供热量的一种供暖方式。这种供暖形式是将高品位的电能直接转换为低品位的热能，不仅热效率低而且运行费用高，一般来说是不合适的。在《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中明确规定:符合下列条件之一，经技术经济比较合理时，可采用电采暖：a）环保有特殊要求的区域；b)远离集中热源的独立建筑；c）采用热泵的场所；d）能利用低谷电蓄热的场所；e）有丰富的水电资源可供利用时。燃气红外线辐射供暖属于高温辐射供暖系统。它是利用可燃气体（天然气、煤气、液化石油气等）通过特殊的燃烧装置——发生器（也称燃烧器、辐射器或辐射加热器等）产生的红外线进行供暖的。燃气红外线辐射供暖具有高效节能、舒适卫生、运行费用低、环保等特点，它不仅可以用于建筑物内的全面供暖或局部供暖，还能用于室外工作地点的供暖。在层高高，空间大，外窗面积多、换气量大的建筑物内，采用燃气红外线辐射供暖，在技术上和经济上都具有明显的优势。
热风采暖一般应用于工业建筑中，当符合下列条件之一时，应采用热风采暖：a）能与机械送风系统合并时b）利用循环空气供暖，技术、经济合理时c)由于防火防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风供暖时。其中，集中送风的供暖形式一般适用于允许采用空气再循环的车间，或作为有大量局部排风车间的补风和供暖系统。对于内部隔断较多，散发灰尘或大量散发有害气体的车间，一般不宜采用集中送风供暖系统形式。暖风机适用于各种类型的车间，当空气中不含灰尘和易燃或易爆性的气体时，可作为循环空气供暖用。暖风机可独立作为供暖用，一般用以补充散热器热的不足部分或利用散热器作为值班供暖，其余热负荷由暖风机承担。
以上介绍了各种采暖系统形式及其适用的场所。各种采暖系统有各自的特点，在采暖设计中，应根据外部热源的条件及所需采暖的建筑物形式及用途具体问题具体分析，选取合适的系统形式。
参考文献：
陆亚俊 马最良 邹平华 暖通空调 北京：中国建筑工业出版社 2002
陆耀庆 实用供热空调设计手册 第二版 北京：中国建筑工业出版社 2008
李德英 供热工程 第一版 北京：中国建筑工业出版社 2004
中华人民共和国国家标准 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003） 北京： 中国计划出版社 2003
关键词：采暖系統，散热器 ，热水采暖，蒸汽采暖，辐射采暖，热风采暖
Abstract: this paper mainly introduces the indoor heating system of various forms and analyzes their respective characteristics that all forms of application places.
Keywords: heating system, and the radiator, hot water heating and steam heating, radiation heating, hot air heating
中图分类号： TU832文献标识码：A 文章编号：
采暖系统就是设在建筑物内部向建筑物输入一定的热量以保持建筑物内部要求的温度，满足生活和各种工作环境对温度的要求的系统。笔者认为在采暖设计中首先需对各种采暖系统的特点比较熟悉，然后在实际工程中才能设计出合理的系统，达到建筑物对室内温度的要求。采暖系统总的来说可分为热水散热器采暖系统，蒸汽散热器采暖系统，辐射采暖系统，热风采暖系统。在这几个大的分类系统中，每个系统又可分为几种形式，每种形式又有各自不同的适应场所。现就对这几种系统形式谈一下自己的认识。
热水散热器采暖系统按系统的循环动力分类，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。按供水温度分类，可分为高温水采暖系统和低温水采暖系统。高温水采暖系统供水温度高于100℃，低温水采暖系统供水温度低于100℃。按供回水的方式分类，可分为上供下回式，上供上回式，下供下回式，下供上回式，上供中回式等。按散热器的连接方式，可分为垂直式与水平式系统。按连接散热器的管道数量分类可分为单管系统与双管系统。按并联环路水的流程分类，可分为同程式系统与异程式系统。蒸汽采暖系统按照供汽压力可分为高压蒸汽采暖系统、低压蒸汽采暖系统和真空蒸汽采暖系统。根据立管的数量可分为单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。根据蒸汽干管的位置可分为上供式、中供式和下供式。根据凝结水回收动力可分为重力回水和机械回水。辐射采暖系统按热媒种类可分为低温热水辐射采暖，中温热水辐射采暖，高温热水辐射采暖，电热式和燃气式。热风采暖可分为集中送风，管道送风，悬挂式和落地式暖风机等形式。
热水散热器采暖系统一般用于民用建筑中。下面就其各种形式特点及适用场所加以一一说明。重力循环系统不需要外来动力，它是靠供回水的密度差产生的压力差作为循环动力，因而作用压头小，所需管径大，但运行时无噪声，管理简单。只适用于没有集中供热热源、对供热质量有特殊要求的小型建筑物中。机械循环的循环动力来自水泵，它适用于大中型集中供热的建筑。高温水采暖系统的散热器表面温度高，易烫伤皮肤，烤焦有机灰尘，卫生条件及舒适度较差，热水容易发生气化，但可节省散热器用量，供回水温差较大，可减少管道系统管径，降低输送热媒所消耗的电能，主要用于对卫生要求不高的工业建筑及其辅助建筑中。低温热水系统优缺点正好与高温水系统相反，主要用于民用建筑。上供下回式系统的供回水干管分别设置于系统最上面和最下面，布置管道方便，排气顺畅，是用的最多的系统形式。上供上回式系统的供回水干管均位于系统最上面，采暖干管不与地面设备及其它管道发生占地矛盾，主要用于设备和工艺管道较多、沿地面布置干管发生困难的工厂车间。下供下回式系统供回水干管均位于系统最下面。这种系统可减轻系统的竖向失调，有利于水力平衡，低层需要设管沟或有地下室以便于布置两根干管，顶棚下无干管比较美观，可以分层施工，分期投入使用。住宅建筑分户采暖系统的干管布置及顶棚下不宜或不能布置干管的建筑一般采用这种形式。下供上回式系统的供水干管在系统最下面，回水干管在系统的最上面，与上供下回式相比，底层散热器平均温度升高，从而减少底层散热器面积。当热媒为高温水时，底层散热器供水温度高，然而水静压力也大，有利于防止水的汽化。上供中回式系统的供水干管布置在系统最上面，回水干管布置在底层散热器的上面，一般用在底层地面上不易布置管道的建筑，此种系统不用再设置地沟。垂直式系统是指不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；水平式系统是指同一楼层的散热器用水平管线连接的系统。水平式系统一般用于公用建筑的大空间中不易布置采暖立管的场所。在住宅分户采暖系统中各个用户的户内系统一般采用水平式系统。单管系统又分为顺流式和单管跨越式。单管跨越式可调节单个散热器的热量，而顺流式不能调节单个散热器的热量，现在由于节能要求一般采用单管跨越式系统。双管系统也可调节单个散热器的热量，但水力稳定性不如单管系统。异程式系统的热媒流过远近立管的路程不同，同程式系统热媒流过远近立管的路程相同。所以同程式系统的各环路易于平衡，但要多耗费管材。在工程实践中，一般系统的作用半径大于50m时采用同程式系统。
蒸汽采暖系统中，根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选择高压或低压蒸汽采暖系统。真空采暖系统需要抽真空设备，对管道气密性要求较高，一般用的比较少。对于低压蒸汽采暖系统，下分式系统比上分式系统节省立管管材，并且由于干管敷设在室内地沟内，所以无效热损失小。但在使用上却有严重的缺点，蒸汽在立管中会发生沿途凝结水下落和上升的蒸汽相撞即水击现象。为了减弱水击，常加大立管管径以降低蒸汽流速，这样又增加了所用管材。因此，采用上分式系统的较多。高压蒸汽采暖系统大多采用上供下回式。但当车间地面不宜布置凝水管时，也可采用上供上回式，把凝水管放在散热器上方。这种系统运行和使用效果一般较差。因为系统停汽时凝水排不干净，散热器及立管要逐个排放凝水，汽水顶撞将发生水击，系统的空气也不便排除。对于间歇供汽的系统，这些问题尤为突出；在气温较低的地方还有系统冻结的可能。因此，此系统必须在每个散热设备的凝水排出管上安装疏水器和止回阀。通常只有在散热量较大的暖风机系统等才考虑用这种系统。重力回水是利用凝水位能差或管线坡度，驱使凝水满管或非满管流动的方式。机械回水是利用水泵动力驱使凝水满管有压流动。
辐射采暖系统中，低温热水系统热水温度低于或等于120℃（地面供暖时规定为≤60℃）。间墙式、踢脚板式、顶面式和地面式采暖辐射板应选较低的供水温度（一般低于60℃）。中温热水系统热水温度等于120～175℃。埋管式辐射板埋管内的热媒温度可比混凝土表面温度高20～40℃。悬挂式金属辐射板可选较高供水温度。一般地面式采暖系统应用较多，作为一种新的采暖技术，可用在住宅建筑及公用建筑中。它相比传统的散热器采暖系统有以下优点：室内温度均匀性好，舒适性好，卫生条件好，温度梯度小，符合人体生理要求，可节省采暖能耗，不占用房间有效面积和空间。电热辐射供暖系统，是利用电能转换为热能且主要通过热辐射热传递向室内提供热量的一种供暖方式。这种供暖形式是将高品位的电能直接转换为低品位的热能，不仅热效率低而且运行费用高，一般来说是不合适的。在《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中明确规定:符合下列条件之一，经技术经济比较合理时，可采用电采暖：a）环保有特殊要求的区域；b)远离集中热源的独立建筑；c）采用热泵的场所；d）能利用低谷电蓄热的场所；e）有丰富的水电资源可供利用时。燃气红外线辐射供暖属于高温辐射供暖系统。它是利用可燃气体（天然气、煤气、液化石油气等）通过特殊的燃烧装置——发生器（也称燃烧器、辐射器或辐射加热器等）产生的红外线进行供暖的。燃气红外线辐射供暖具有高效节能、舒适卫生、运行费用低、环保等特点，它不仅可以用于建筑物内的全面供暖或局部供暖，还能用于室外工作地点的供暖。在层高高，空间大，外窗面积多、换气量大的建筑物内，采用燃气红外线辐射供暖，在技术上和经济上都具有明显的优势。
热风采暖一般应用于工业建筑中，当符合下列条件之一时，应采用热风采暖：a）能与机械送风系统合并时b）利用循环空气供暖，技术、经济合理时c)由于防火防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风供暖时。其中，集中送风的供暖形式一般适用于允许采用空气再循环的车间，或作为有大量局部排风车间的补风和供暖系统。对于内部隔断较多，散发灰尘或大量散发有害气体的车间，一般不宜采用集中送风供暖系统形式。暖风机适用于各种类型的车间，当空气中不含灰尘和易燃或易爆性的气体时，可作为循环空气供暖用。暖风机可独立作为供暖用，一般用以补充散热器热的不足部分或利用散热器作为值班供暖，其余热负荷由暖风机承担。
以上介绍了各种采暖系统形式及其适用的场所。各种采暖系统有各自的特点，在采暖设计中，应根据外部热源的条件及所需采暖的建筑物形式及用途具体问题具体分析，选取合适的系统形式。
参考文献：
陆亚俊 马最良 邹平华 暖通空调 北京：中国建筑工业出版社 2002
陆耀庆 实用供热空调设计手册 第二版 北京：中国建筑工业出版社 2008
李德英 供热工程 第一版 北京：中国建筑工业出版社 2004
中华人民共和国国家标准 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003） 北京： 中国计划出版社 2003