5.1 采暖的基本概念
一、采暖的目的
在冬季维持室内空气温度在规定的范围内，此温度范围大多数场合为16-20?C。
按采暖热媒分为
辐射采暖：高温水或高压蒸汽， 煤
气燃烧红外线辐射、电
热风采暖：空调冬季运行就是典型的热风采暖
三、采暖系统的组成
3AS4-12
5.2 室内热水供暖系统
定义：
以热水为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。热水供暖系统是目前广泛使用的一种供暖系统。居住和公共建筑常采用热水供暖系统。
分类：
1.按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称为机械循环系统。
2.按系统供、回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管依次流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。
3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水平式系统。
4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温度低于100℃）和高温热水供暖系统（热水温度高于100℃）。
室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设计供、回水温度多采用95℃/70℃（也有采用85℃/60℃）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。
一、重力（自然）循环热水供暖系统
1. 系统工作原理及其作用压力
当水在锅炉内加热后，水的密度减小；在散热器内被冷却后，水的密度增加。整个系统将因供回水密度差的不同而维持循环流动。维持该系统循环流动的压力称为自然作用压力。
重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小取决于水温（水的密度）在循环环路的变化。
起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。如果取供水温度95℃，回水70℃；则每米高差可产生的作用压力为：
9.81×1×（977.81－961.92）=156Pa。
重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过50m。
3.膨胀水箱的作用
(1)吸收膨胀水量；
(2)补充收
缩水量；
(3)排放热水中的空气泡。
二、机械循环热水供暖系统的主要形式
系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。
1.机械循环上供下回式热水供暖系统
机械循环系统除膨胀水箱的连接位置与自然循环系统不同外，还增加了循环水泵和排气装置。
在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管，供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向流动汇集到系统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统外。供回水干管的坡度宜采用0.3％，不得小于0.2％。回水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水能顺利排出。
2.机械循环下供下回式双管系统
系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场合，常采用下供下回式系统。
（1）在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小。
（2） 在施工中，每安装好一层散热器即可采暖，给冬季施工带来很大方便。免得为了冬季施工的需要，特别装置临时供暖设备。
（3） 排除空气比较困难。
3.中供式
从系统总立管引出的水平供水干管敷设在系统的中部，下部系统为上供下回式，上部系统可采用下供
下回式，也可采用上供下回式。中供式系统可用于原有建筑物加建楼层或上部建筑面积小于下部建筑面积的场合。
4.机械循环下供上回式（倒流式）供暖系统
系统的供水干管设在下部，而回水干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。
（1） 水在系统内的流动方向是自下而上流动，与空气流动方向一致，可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无需设置集中排气罐等排气装置。
（2） 对热损失大的底层房间，由于底层供水温度高，底层散热器的面积减小，便于布置。
（3） 当采用高温水采暖系统时，由于供水干管设在底层，这样可降低防止高温水汽化所需的水箱标高，减少布置高架水箱的困难。
（4） 供水干管在下部，回水干管在上部，无效热损失小。
这种系统的缺点是散热器的放热系数比上供下回式低，散热器的平均温度几乎等于散热器的出口温度，这样就增加了散热器的面积。但用于高温水供暖时，这一特点却有利于满足散热器表面温度不致过高的卫生要求。
5.异程式系统与同程式系统
同程式系统 特点：
(1)回水干管水流方向与供水干管相同
(2)水流离开设备1后，必须经过全部回水管路才回到冷热水机组
(3)第一个供水的设备是最后一个回水的设备
(4)通过各设备环路的压降相同
在较大的建筑物内宜采用同程系统拟合直线
异程式系统 特点：
(1)水从供水管进入设备1
(2)水离开设备1后直接回到冷热源
(3)第一个设备是第一个供水的设备，也是第一个回水的设备
(4)各环路压降不均匀
我国的习惯做法：
低温水系统：水温低于或等于100℃的热水系统；设计供回水温度多采用95℃ ／70℃，适用于住宅、办公楼、医院等建筑。
电动粉扑高温水系统：水温超过100℃的热水系统；设计供回水温度多采用130/80℃，适用于其他民用及工业建筑。
5.3 蒸汽供暖
一、蒸汽供暖系统的分类
1.按供气压力大小
高压蒸汽供暖系统 P?70kPa
低压蒸汽供暖系统 P ? 70kPa
真空真气供暖系统 P ?大气压
2.按蒸汽干管布置
上供式
中供式
下供式
3.按立管的布置特点
单管式
双管式
4.按回水方式
重力回水
机械回水
（高压蒸汽系统均采用机械回水方式）
二、低压蒸汽供暖系统的基本形式
1.重力回水低压蒸汽供暖系统
由蒸汽管道+散热器+凝结水管构成一个循环回路。
特点：
(1)重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单，宜在小型系统中采用。
(2)当供暖系统作用半径较大时，就要采用较高的蒸汽压力才能将蒸汽输送到最远散热器。因此，当系统作用半径较大，供汽压力较高（通常供汽表压力高于20kPa）时，就采用机械回水系统。
2.机械回水低压蒸汽系统
（1）是一个开式系统
凝结水返回凝结水箱，再由凝结水泵送回锅炉加热。
（2）水击
蒸汽管道中沿途凝结水被高速运动的蒸汽推动产生的浪花或水塞与管件相撞产生振动和巨响的现象。
（3）减少水击的措施
及时排除凝结水；降低蒸汽流速；设置合适的坡度使凝结水与蒸汽同向流动。
四、热水供暖与蒸汽供暖的比较
1.蒸汽供暖系统所需蒸汽质量流量比热水流量少得多（相同负荷时）
热水供暖系统依靠其温度降放出热量，而且热水的集态不发生变化。蒸汽供暖系统依靠水蒸汽凝结成水放出热量，集态发生了变化。蒸汽的汽化潜热比起每kg水在散热器中靠温度降放出的热量要大得多。因此，对同样的热负荷，蒸汽供暖时所需的蒸汽质量流量要比热水流量少得多。热流道热电偶
2.蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂
热水在封闭系统内循环流动，其状态参数（主要指流量和比容）变化很小。蒸汽和凝水在系统管路内流动时，其状态参数变化很大。例如湿饱和蒸汽沿管路流动时，由于管壁散热会产生沿途凝水，使输送的蒸汽量有所减少。蒸汽和凝水状态参数变化较大的特点是蒸汽供暖系统比热水供暖系统在
设计和运行管理上较为复杂的原因之一。由这一特点引起系统中出现“跑、冒、滴、漏”问题解决不当时，会降低蒸汽供暖系统的经济性和适用性。
3.对同样热负荷蒸汽供暖要比热水供暖节省散热设备的面积。
在热水供暖系统中，散热器内热媒温度为热水进出口温度的平均值。若热水进出口温度为95℃/70℃，散热器内热媒的平均温度为82.5℃。蒸汽在散热器内定压凝结放热，散热器的热媒温度为该压力下的饱和温度。在低压及高压蒸汽供暖系统中，散热器内热媒的温度等于或高于100℃。因此，对同样热负荷蒸汽供暖要比热水供暖节省散热设备的面积。
4.蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烧烤积 在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条件较差。
由于上述跑、冒、滴、漏而影响能耗以及卫生条件差两个主要原因，在民用建筑中不适宜采用蒸汽供暖系统。
5.蒸汽供暖系统静压小，升温快，适用于某些公共场所。
由于蒸汽具有比容大（密度小）的特点，在高层建筑供暖时不会像热水供暖那样产生很大的水静压力。此外，蒸汽供暖系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。对于人数骤多骤少或不经常有人停留而要求迅速加热的建筑物如俱乐部、会议室、礼堂等是比较合适的。
6.蒸汽供暖系统不能调节蒸汽温度，采用间歇运行时，系统腐蚀较快，使用年限比热水采暖系统短。
一般蒸汽供暖系统不能调节蒸汽温度，当室外温度高于供暖室外计算温度时，蒸汽供暖系统必须运行一段时间，停止一段时间，即采用间歇运行。这样会使房间温度上下波动。另外，由于蒸汽供暖系统间歇工作，管道内时而充满蒸汽，时而充满空气，管道内壁的氧化腐蚀要比热水供暖系统快。蒸汽供暖系统的使用年限要比热水供暖系统短，特别是凝水管更易损坏。
5.4 热风采暖
一、特点
以空气作为带热体，将室外、室内或者室外与室内空气的混合体加热后直接送入室内，维持室内空气温度达到采暖要求。因此具有热惰性小、升温快、室内温度分布均匀、温度梯度较小的特点。
暖风机结构：
由空气加热器、通风机和电动机组合而成的，空气在风机的作用下由吸风口进入机组，经过加热器加热后从送风口送到室内，以维持室内要求的温度。由此可见，暖风机具有加热空气和传输空气双重功能。
二、暖风机的分类：
根据风机类型：轴流式和离心式
根据结构和适用的热媒：蒸汽暖风机、热水暖风机、蒸汽热水两用暖风机以及冷热水两用暖风机等。
1.轴流式暖风机：
最常用的是蒸汽热水两用型和冷热水两用型
特点：体
积小、结构简单、安装方便，但射程短、出风速度低。因此，一般悬挂或支架在墙上或柱子上，热风经过风口直接吹向工作区。
用途：加热室内空气再循环空气。
2.离心式暖风机：
最常用的是蒸汽热水两用型
特点：作用压头较大、出口速度较大，因此，射程长、送风量和产热量大，通常用于集中采暖。
用途：加热室内再循环空气，或者加热一部分室外新鲜空气。
注意：
对于空气中含有燃烧危险的粉尘、产生易燃易爆气体和纤维处理的生产厂房，从安全角度考虑，不得采用再循环空气。
5.5 辐射采暖
一、机理
散热设备以辐射换热的方式将热量散发出。
二、主要形式：
1、高温水或高压蒸汽辐射采暖，适用于工业建筑；
2、煤气燃烧红外线辐射采暖适用于工业建筑；
3、电取暖器。
三、优点
1、在相同的舒适感条件下，可采用较低的室内空气温度；
2、增加了人的舒适感；
3、减少了室内温度梯度和灰尘的二次飞扬；
4、减少了建筑围护结构的热损失。
5.6 散热器、膨胀水箱及附件
一、散热器 将供暖系统热媒所携带的热量通过散热器壁面传给房间。
1、对散热器的基本要求
①热工性能方面的要求
散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片），提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射散热的比例等措施来提高散热器的传热系数。
②经济方面的要求
散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。
③安装使用和工艺方面的要求
散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。
相片冲印④卫生美观方面的要求
散热器外表面光滑，不积灰和易于清扫。在公共建筑中，散热器的形式、泽、装璜应与房间的内部装饰相协调。
⑤使用寿命的要求
散热器应耐腐蚀，不易损坏和使用年限长。
2、分类
按其制造材质，主要有铸铁、钢制散热器两大类。
按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。 瓶装水包装
3、散热器的布置
①散热器一般应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降
的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。
②为防止散热器冻裂，两道外门之间不允许设置散热器。
③散热器一般采用明装，内部装修要求较高的民房可采用暗装。托儿所和幼儿园一般采用暗装或加防护
