淺談采暖系統(tǒng)的分類及各種形式的選用

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采暖系統(tǒng)就是設(shè)在建筑物內(nèi)部向建筑物輸入一定的熱量以保持建筑物內(nèi)部要求的溫度，滿足生活和各種工作環(huán)境對(duì)溫度的要求的系統(tǒng)。筆者認(rèn)為在采暖設(shè)計(jì)中首先需對(duì)各種采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)比較熟悉，然后在實(shí)際工程中才能設(shè)計(jì)出合理的系統(tǒng)，達(dá)到建筑物對(duì)室內(nèi)溫度的要求。采暖系統(tǒng)總的來說可分為熱水散熱器采暖系統(tǒng)，蒸汽散熱器采暖系統(tǒng)，輻射采暖系統(tǒng)，熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。在這幾個(gè)大的分類系統(tǒng)中，每個(gè)系統(tǒng)又可分為幾種形式，每種形式又有各自不同的適應(yīng)場所?，F(xiàn)就對(duì)這幾種系統(tǒng)形式談一下自己的認(rèn)識(shí)。

熱水散熱器采暖系統(tǒng)按系統(tǒng)的循環(huán)動(dòng)力分類，可分為重力（自然）循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。按供水溫度分類，可分為高溫水采暖系統(tǒng)和低溫水采暖系統(tǒng)。高溫水采暖系統(tǒng)供水溫度高于100℃，低溫水采暖系統(tǒng)供水溫度低于100℃。按供回水的方式分類，可分為上供下回式，上供上回式，下供下回式，下供上回式，上供中回式等。按散熱器的連接方式，可分為垂直式與水平式系統(tǒng)。按連接散熱器的管道數(shù)量分類可分為單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)。按并聯(lián)環(huán)路水的流程分類，可分為同程式系統(tǒng)與異程式系統(tǒng)。蒸汽采暖系統(tǒng)按照供汽壓力可分為高壓蒸汽采暖系統(tǒng)、低壓蒸汽采暖系統(tǒng)和真空蒸汽采暖系統(tǒng)。根據(jù)立管的數(shù)量可分為單管蒸汽采暖系統(tǒng)和雙管蒸汽采暖系統(tǒng)。根據(jù)蒸汽干管的位置可分為上供式、中供式和下供式。根據(jù)凝結(jié)水回收動(dòng)力可分為重力回水和機(jī)械回水。輻射采暖系統(tǒng)按熱媒種類可分為低溫?zé)崴椛洳膳?，中溫?zé)崴椛洳膳?，高溫?zé)崴椛洳膳?，電熱式和燃?xì)馐?。熱風(fēng)采暖可分為集中送風(fēng)，管道送風(fēng)，懸掛式和落地式暖風(fēng)機(jī)等形式。 熱水散熱器采暖系統(tǒng)一般用于民用建筑中。下面就其各種形式特點(diǎn)及適用場所加以一一說明。重力循環(huán)系統(tǒng)不需要外來動(dòng)力，它是靠供回水的密度差產(chǎn)生的壓力差作為循環(huán)動(dòng)力，因而作用壓頭小，所需管徑大，但運(yùn)行時(shí)無噪聲，管理簡單。只適用于沒有集中供熱熱源、對(duì)供熱質(zhì)量有特殊要求的小型建筑物中。機(jī)械循環(huán)的循環(huán)動(dòng)力來自水泵，它適用于大中型集中供熱的建筑。高溫水采暖系統(tǒng)的散熱器表面溫度高，易燙傷皮膚，烤焦有機(jī)灰塵，衛(wèi)生條件及舒適度較差，熱水容易發(fā)生氣化，但可節(jié)省散熱器用量，供回水溫差較大，可減少管道系統(tǒng)管徑，降低輸送熱媒所消耗的電能，主要用于對(duì)衛(wèi)生要求不高的工業(yè)建筑及其輔助建筑中。低溫?zé)崴到y(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)正好與高溫水系統(tǒng)相反，主要用于民用建筑。上供下回式系統(tǒng)的供回水干管分別設(shè)置于系統(tǒng)最上面和最下面，布置管道方便，排氣順暢，是用的最多的系統(tǒng)形式。上供上回式系統(tǒng)的供回水干管均位于系統(tǒng)最上面，采暖干管不與地面設(shè)備及其它管道發(fā)生占地矛盾，主要用于設(shè)備和工藝管道較多、沿地面布置干管發(fā)生困難的工廠車間。下供下回式系統(tǒng)供回水干管均位于系統(tǒng)最下面。這種系統(tǒng)可減輕系統(tǒng)的豎向失調(diào)，有利于水力平衡，低層需要設(shè)管溝或有地下室以便于布置兩根干管，頂棚下無干管比較美觀，可以分層施工，分期投入使用。住宅建筑分戶采暖系統(tǒng)的干管布置及頂棚下不宜或不能布置干管的建筑一般采用這種形式。下供上回式系統(tǒng)的供水干管在系統(tǒng)最下面，回水干管在系統(tǒng)的最上面，與上供下回式相比，底層散熱器平均溫度升高，從而減少底層散熱器面積。當(dāng)熱媒為高溫水時(shí)，底層散熱器供水溫度高，然而水靜壓力也大，有利于防止水的汽化。上供中回式系統(tǒng)的供水干管布置在系統(tǒng)最上面，回水干管布置在底層散熱器的上面，一般用在底層地面上不易布置管道的建筑，此種系統(tǒng)不用再設(shè)置地溝。垂直式系統(tǒng)是指不同樓層的各散熱器用垂直立管連接的系統(tǒng)；水平式系統(tǒng)是指同一樓層的散熱器用水平管線連接的系統(tǒng)。水平式系統(tǒng)一般用于公用建筑的大空間中不易布置采暖立管的場所。在住宅分戶采暖系統(tǒng)中各個(gè)用戶的戶內(nèi)系統(tǒng)一般采用水平式系統(tǒng)。單管系統(tǒng)又分為順流式和單管跨越式。單管跨越式可調(diào)節(jié)單個(gè)散熱器的熱量，而順流式不能調(diào)節(jié)單個(gè)散熱器的熱量，現(xiàn)在由于節(jié)能要求一般采用單管跨越式系統(tǒng)。雙管系統(tǒng)也可調(diào)節(jié)單個(gè)散熱器的熱量，但水力穩(wěn)定性不如單管系統(tǒng)。異程式系統(tǒng)的熱媒流過遠(yuǎn)近立管的路程不同，同程式系統(tǒng)熱媒流過遠(yuǎn)近立管的路程相同。所以同程式系統(tǒng)的各環(huán)路易于平衡，但要多耗費(fèi)管材。在工程實(shí)踐中，一般系統(tǒng)的作用半徑大于50m時(shí)采用同程式系統(tǒng)。 蒸汽采暖系統(tǒng)中，根據(jù)供汽汽源的壓力、對(duì)散熱器表面最高溫度的限度和用熱設(shè)備的承壓能力來選擇高壓或低壓蒸汽采暖系統(tǒng)。真空采暖系統(tǒng)需要抽真空設(shè)備，對(duì)管道氣密性要求較高，一般用的比較少。對(duì)于低壓蒸汽采暖系統(tǒng)，下分式系統(tǒng)比上分式系統(tǒng)節(jié)省立管管材，并且由于干管敷設(shè)在室內(nèi)地溝內(nèi)，所以無效熱損失小。但在使用上卻有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，蒸汽在立管中會(huì)發(fā)生沿途凝結(jié)水下落和上升的蒸汽相撞即水擊現(xiàn)象。為了減弱水擊，常加大立管管徑以降低蒸汽流速，這樣又增加了所用管材。因此，采用上分式系統(tǒng)的較多。高壓蒸汽采暖系統(tǒng)大多采用上供下回式。但當(dāng)車間地面不宜布置凝水管時(shí)，也可采用上供上回式，把凝水管放在散熱器上方。這種系統(tǒng)運(yùn)行和使用效果一般較差。因?yàn)橄到y(tǒng)停汽時(shí)凝水排不干凈，散熱器及立管要逐個(gè)排放凝水，汽水頂撞將發(fā)生水擊，系統(tǒng)的空氣也不便排除。對(duì)于間歇供汽的系統(tǒng)，這些問題尤為突出；在氣溫較低的地方還有系統(tǒng)凍結(jié)的可能。因此，此系統(tǒng)必須在每個(gè)散熱設(shè)備的凝水排出管上安裝疏水器和止回閥。通常只有在散熱量較大的暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等才考慮用這種系統(tǒng)。重力回水是利用凝水位能差或管線坡度，驅(qū)使凝水滿管或非滿管流動(dòng)的方式。機(jī)械回水是利用水泵動(dòng)力驅(qū)使凝水滿管有壓流動(dòng)。 輻射采暖系統(tǒng)中，低溫?zé)崴到y(tǒng)熱水溫度低于或等于120℃（地面供暖時(shí)規(guī)定為≤60℃）。間墻式、踢腳板式、頂面式和地面式采暖輻射板應(yīng)選較低的供水溫度（一般低于60℃）。中溫?zé)崴到y(tǒng)熱水溫度等于120～175℃。埋管式輻射板埋管內(nèi)的熱媒溫度可比混凝土表面溫度高20～40℃。懸掛式金屬輻射板可選較高供水溫度。一般地面式采暖系統(tǒng)應(yīng)用較多，作為一種新的采暖技術(shù)，可用在住宅建筑及公用建筑中。它相比傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：室內(nèi)溫度均勻性好，舒適性好，衛(wèi)生條件好，溫度梯度小，符合人體生理要求，可節(jié)省采暖能耗，不占用房間有效面積和空間。電熱輻射供暖系統(tǒng)，是利用電能轉(zhuǎn)換為熱能且主要通過熱輻射熱傳遞向室內(nèi)提供熱量的一種供暖方式。這種供暖形式是將高品位的電能直接轉(zhuǎn)換為低品位的熱能，不僅熱效率低而且運(yùn)行費(fèi)用高，一般來說是不合適的。在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）中明確規(guī)定:符合下列條件之一，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可采用電采暖：a）環(huán)保有特殊要求的區(qū)域；b)遠(yuǎn)離集中熱源的獨(dú)立建筑；c）采用熱泵的場所；d）能利用低谷電蓄熱的場所；e）有豐富的水電資源可供利用時(shí)。燃?xì)饧t外線輻射供暖屬于高溫輻射供暖系統(tǒng)。它是利用可燃?xì)怏w（天然氣、煤氣、液化石油氣等）通過特殊的燃燒裝置——發(fā)生器（也稱燃燒器、輻射器或輻射加熱器等）產(chǎn)生的紅外線進(jìn)行供暖的。燃?xì)饧t外線輻射供暖具有高效節(jié)能、舒適衛(wèi)生、運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)保等特點(diǎn)，它不僅可以用于建筑物內(nèi)的全面供暖或局部供暖，還能用于室外工作地點(diǎn)的供暖。在層高高，空間大，外窗面積多、換氣量大的建筑物內(nèi)，采用燃?xì)饧t外線輻射供暖，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有明顯的優(yōu)勢。 熱風(fēng)采暖一般應(yīng)用于工業(yè)建筑中，當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，應(yīng)采用熱風(fēng)采暖：a）能與機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)合并時(shí)b）利用循環(huán)空氣供暖，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理時(shí)c)由于防火防爆和衛(wèi)生要求，必須采用全新風(fēng)的熱風(fēng)供暖時(shí)。其中，集中送風(fēng)的供暖形式一般適用于允許采用空氣再循環(huán)的車間，或作為有大量局部排風(fēng)車間的補(bǔ)風(fēng)和供暖系統(tǒng)。對(duì)于內(nèi)部隔斷較多，散發(fā)灰塵或大量散發(fā)有害氣體的車間，一般不宜采用集中送風(fēng)供暖系統(tǒng)形式。暖風(fēng)機(jī)適用于各種類型的車間，當(dāng)空氣中不含灰塵和易燃或易爆性的氣體時(shí)，可作為循環(huán)空氣供暖用。暖風(fēng)機(jī)可獨(dú)立作為供暖用，一般用以補(bǔ)充散熱器熱的不足部分或利用散熱器作為值班供暖，其余熱負(fù)荷由暖風(fēng)機(jī)承擔(dān)。 以上介紹了各種采暖系統(tǒng)形式及其適用的場所。各種采暖系統(tǒng)有各自的特點(diǎn)，在采暖設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)外部熱源的條件及所需采暖的建筑物形式及用途具體問題具體分析，選取合適的系統(tǒng)形式。