四、供暖工程

1.供暖系統的組成

所有的供暖系統都是由熱源、輸熱管道和散熱設備三個主要部分組成。

（1）熱源。熱源是生產熱能的部分，在熱能工程中，泛指能從中吸取熱量的任何物質、裝置或天然能源。

（2）輸熱管道。熱媒通過輸熱管道從熱源輸送到散熱設備。

（3）散熱設備。散熱設備將熱媒攜帶的熱量散入室內的設備。

圖1-1為集中式熱水供暖系統的示意圖。熱水鍋爐與散熱器分別設置，通過熱水管道（供水管和回水管）相連接。循環水泵使熱水克服系統內各種流動阻力循環流動，在鍋爐內被加熱，經散熱器冷卻后返回鍋爐重新被加熱。膨脹水箱用于容納供暖系統升溫時的膨脹水量，并使系統保持一定的壓力。圖1-1中的熱水鍋爐，可以向單幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。

2.供暖的方式

根據供暖的規模及其組成三者之間的關系的不同，供暖可劃分如下：

（1）分散供暖。即熱用戶少，熱源規模小、輸熱管線較短的單體或小范圍的供暖。

分散供暖大多將熱源和散熱設備合并成一個整體，集中設置在一個區域內的供暖系統（分散設置在各個房間里），目前分散供暖系統包括戶用煙氣供暖、戶式燃氣供暖、戶式空氣源熱泵供暖及電熱供暖等，如火爐、火墻、火炕、紅外線燃氣爐、電暖器、電熱膜等。雖然燃氣及電能由遠處輸送到建筑物內，但熱量的轉化和利用都是在散熱設備上實現的。

火爐、火墻、火炕等供暖構造簡單、衛生條件差，也不安全。

（2）集中供暖，如圖1-2所示。熱用戶較多，熱源規模較大，輸熱管線較長的大范圍或區域供給熱量的供暖系統，又稱為集中式供暖系統。

集中供暖由遠離供暖房間的熱源與散熱設備分別設置，是熱源通過熱媒管道向各個房間或各個建筑物供給熱量的供暖系統。

熱源對一個或幾個小區多幢建筑物的集中供暖方式，在國內也慣稱聯片供熱（暖）。以熱水和蒸汽作為熱媒的集中供暖系統可以較好地滿足人們生活、工作以及生產對室內溫度的要求，并且衛生條件好，減少了對環境的污染，熱效率高，目前廣泛應用于各類建筑物中。

（3）集中供熱，如圖1-3所示。

集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，從一個或多個熱源通過熱網向城市（鎮）或其中某些區域提供日常供熱。它的供熱量和范圍比分散供熱大得多，輸送距離長得多。

19世紀末期，在集中供暖技術的基礎上，開始出現以熱水和蒸汽作為熱媒，由熱源集中向一個城鎮或較大區域供應熱能的技術。如新疆石河子市，20世紀80年代，全市共有100多套鍋爐供熱系統，現在主要由東熱電廠、西熱電廠、24號供熱站、四個熱源進行集中供熱，實現全市88％集中供熱率，居全新疆之首。

（4）值班供暖。值班供暖是指在非工作時間或中斷使用的時間內，為使建筑物保持最低室溫要求而進行的供暖。

（5）全面供暖。全面供暖是指使整個供暖房間保持一定溫度的要求而進行的供暖。

（6）局部供暖。局部供暖是指在室內局部區域或局部工作地點保持一定溫度而進行的供暖。

3.供暖系統的分類

（1）根據熱媒種類分類。根據熱媒種類，供暖系統分為熱水、蒸汽、熱風供暖及煙氣供暖系統。

1）熱水供暖系統。熱水供暖系統是以熱水作為供暖系統的熱媒。一般認為，凡是溫度低于100℃的水稱為低溫水，高于100℃的水稱為高溫水。低溫水供暖系統供回水的設計溫度通常為50～75℃，目前，我國高溫水供暖系統的供水溫度一般不超過130～150℃，回水多為70℃。由于低溫水供暖系統衛生條件較好，目前被廣泛用于民用建筑中。

2）蒸汽供暖系統。蒸汽供暖系統以飽和蒸汽作為供暖系統的熱媒，按蒸汽的壓力不同，可分為低壓蒸汽供暖系統（蒸汽壓力不大于70kPa）、高壓蒸汽供暖系統（蒸汽壓力大于70kPa）和真空蒸汽供暖系統三種。

蒸汽供暖與熱水供暖相比，主要優點是熱媒平均溫度高，所需散熱器數量少；蒸汽流速大，管道的管徑小，節省管材；蒸汽密度小，產生的靜壓力小，在熱負荷相同的情況下熱媒流量小，可以節省電能。

蒸汽供暖與熱水供暖相比，主要缺點是蒸汽在輸送過程中熱損失大，易泄漏，消耗燃料多；系統內會有空氣存在，尤其是凝結小管易銹蝕，使用年限短；管道和散熱器溫度高，易燙傷，室內衛生條件較差。另外蒸汽的熱惰性小，熱得快，停汽時冷得也快，間歇供暖時穩定性差，適用于短時間供暖的建筑物。

3）熱風供暖系統。熱風供暖系統以熱空氣作供暖系統的熱媒，即把空氣加熱到適當的溫度（一般為35～50℃）直接送入房間，以強制對流方式直接向房間供熱，用以滿足供暖要求。根據需要和實際情況，可設獨立的熱風供暖系統或者采用與通風和空調聯合的系統。例如暖風機、熱風幕等就是熱風供暖的典型設備，熱風供暖以空氣作為熱媒，它的密度小，比熱容與導熱系數均很小，因此加熱和冷卻比較迅速。但由于空氣比容大，所需管道斷面積比較大。

4）煙氣供暖系統。直接利用燃料在燃燒時所產生的高溫煙氣，在流動過程中向房間散出熱量，以滿足供暖要求。如火爐、火墻、火坑、火地等形式，在我國北方廣大的村鎮中應用比較普遍，煙氣供暖雖然簡便較實用，但由于大多屬于在簡易的燃燒設備中就地燃燒燃料，不能合理地使用燃料，燃燒不充分，熱損失大，熱效率低，燃料消耗多，而且溫度高，衛生條件不夠好，火災的危險性大。

（2）根據按散熱設備散熱方式分類。根據按散熱設備散熱方式的不同，供暖系統可分為對流供暖和輻射供暖兩種類型。

1）對流供暖。對流供暖的散熱設備以對流換熱為主要方式的供暖系統。利用空氣受熱所形成的自然對流，使房間溫度上升。對流供暖的主要系統有散熱器供暖系統、暖風機供暖系統等。

2）輻射供暖。輻射供暖散熱設備以輻射換熱為主要方式的供暖系統。利用受熱面釋放熱射線，將室內空氣加熱。輻射供暖主要散熱設備有金屬輻射板、電紅外線或燃氣輻射供暖器，或以建筑物的頂棚、地板、墻壁等作為輻射面等。

（3）根據供暖系統收費計量方式分類。根據供暖系統收費計量方式不同可分為集中供暖的常規型式和分戶熱計量型式。

傳統的供暖系統為常規形式，是按照建筑面積收費，不利于調動供熱部門及熱用戶節能的積極性。隨著我國建筑節能技術和供熱體制改革步伐的加快，對供暖系統的供熱計量和熱網的調節控制功能提出更高要求，供暖系統出現了分戶熱計量形式。