热媒,供暖系统的热媒选择

供暖系统热媒的选择，应根据热媒特性、卫生、经济、使用性质、地区供暖规划等条件，参见下表 建筑物的种类 供暖系统的热媒 适宜采用 允许采用 居住建筑、医院、幼儿园等 不超过95℃的热水 1、不超过110℃的热水 2、低压蒸汽 办公楼、学校、展览馆等 1、不超过95℃的热水 2、低压蒸汽 不超过110℃的热水 车站、食堂、商业建筑等 1、不超过130℃的热水 2、低压蒸汽 高压蒸汽 一般俱乐部、影剧院等 1、不超过110℃的热水 2、低压蒸汽 不超过130℃的热水

传统的供暖热源是燃烧燃料或用电热元件产热。随着化石燃料(煤、石油等)来源日趋紧张，回收工业生产排放的余热和收集并利用大自然中存在的热已成为很受重视的供暖热源。 利用电热元件制成的各种供暖热源（包括电热红外线辐射器），布置安装方便，工作环境清洁。但电能是高价能源，而且火力发电的燃料利用效率不如直接燃烧产热，所以一般不宜采用。利用工业余热作为热源 　在高温下完成工业生产过程产生的产品和排出的废气、废渣和废液都有很高的温度。工业生产设备的冷却系统排放的冷却水或空气，温度也常常相当高。各种蒸汽机排出的乏蒸汽仍然含有大量的汽化热。这些余热通过适当的方法都可用于供暖。工业余热数量一般都很大，需要建造供暖管网才能把它分配给足够多的用户，投资相当大。因此应仔细考虑下列问题：怎样处理余热的产量与供暖负荷的不一致，是否影响原来的生产过程,排出物是否有毒或有腐蚀性,是否有经济效益等等。 热泵是可以从较低温度的物体吸取热量转送给较高温度物体的机械。图3是从低温大气吸取热量转送给处于较高温度的受暖房间的原理示意。压缩机开动后可以从室外的蒸发器吸入低温的工质蒸汽并把它加压成为高压高温的蒸汽。若压力足够高则其温度可以高于室内气温，工质蒸汽流入设在室内的冷凝器，就可向室内放热并成为高压下的冷凝液。冷凝液流过节流阀，因压力降低部分汽化成为低压下的低温湿蒸汽。若这时的压力足够低，则其温度可低于室外气温，当它流经室外的蒸发器时就可被大气加热成为低压下的饱和蒸汽。这样，每当工质完成一次流转,就会从室外大气吸取一定数量的热,并把这热量和它从压缩机得到的机械功的热当量一起送给受暖房间。室内得到的热量通常可超过压缩机所耗能量的二倍，所以热泵作为供暖热源在能量收支上看是合算的。热泵当然也可吸取低温河湖水体或工业排出物中所含热量，用以加热较高温度的供暖热媒。但是造价高而且要靠价昂的电能运转，供暖成本常高于传统的热源。热泵大多用在夏季兼负制冷任务的空气调节系统中。

供暖设备按照服务范围分为局部的、集中的和区域的。 由单一热源对很多房间的放热器给热的供暖设备。经热源加热后的热媒，通过供热管道流到各个放热器放热，然后又经回流管道流回热源重新加热。热媒在管道里只靠热膨胀、密度变小而受到浮力推动的，称为重力流转式的；热媒的流转主要靠水泵或扇风机推动的，称为机力流转式的。蒸汽从热源流到放热器是靠蒸汽产生时的压力；其凝结水流回热源的动力或是靠放热器和热源之间的高度差（重力回水），或是靠凝结水流出放热器时所受的剩余的蒸汽压力(余压回水)，或是靠回水泵汲送（机力回水）。热媒管道中各段的断面尺寸是根据热媒流经该段时的阻力和分配到各该段的流动动力相平衡而决定的。集中式供暖设备有下列三种。1.集中式热风供暖设备。热风热源用于多个大房间供暖。2.集中式热水供暖设备。这是用水作为热媒的集中供暖设备。图4是机力流转式热水供暖系统的示意图。如果热水只流过一个供暖放热器就流回热源，则进入每个放热器时的水温基本相同,这种设备称为双管式热水供暖系统。如果热水要顺序流过几个放热器才流回热源，则进入这串放热器里每个放热器的水温是逐个降低的，这种设备称为单管式热水供暖系统。单管式系统的造价较低，但放热器不能单个地调节其放热量，而且处于一串放热器末尾的放热器会因进水温度太低而需要过多的放热面积。为完成分送热媒与回流热媒的任务，常用各种方式把单管式与双管式组合在一起。集中式热水供暖设备很容易按气候冷暖改变热水温度而保持流率不变；用它供暖，室温比较稳定，对医院、幼儿园、住宅之类房屋特别合宜。它的缺点是：供暖期中不能有较长时间的间断,否则会冻裂管道和放热器;在室内发生漏水时会损坏室内器物。这种设备用于高层楼房时必须沿高度分为几个独立的供暖系统，室内系统和室外管网也必须在水力上加以隔离，以免较低各层以及其他房屋里的管道和供暖放热器承受过大的静水压力。3.集中式蒸汽供暖设备。这是在热源把水加热成为蒸汽，经供汽管道把蒸汽分别送到各个放热器的供暖设备。蒸汽在其中放出汽化热并凝结成水，然后经回水管道汇集起来流回热源重新加热。供汽和回水各有专用管道的称为双管式系统。负荷很小的系统或个别管段，回水可利用供汽管流回，称为单管式系统或管段。单管式系统造价较低，但汽水流动相互干扰常会产生巨大的冲击噪声，所以较少采用。与热水供暖相比，蒸汽供暖的优点是：间断供暖时没有管道结冻的危险；高层楼房的底层管道等没有承压过大的问题。主要缺点是：放热器表面温度过高时会烫伤人；依靠断续供汽调节热量，因而室温波动较大。真空式蒸汽供暖设备是一种在回水总管上装置真空泵抽吸管道和放热器里的水和气体的蒸汽供暖设备。整个设备里保持负压，各部件必须严密不漏气。因为这一点难以长期保证，所以未能大量推广。4.节能集中供暖设备。国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案中，重点指出实施锅炉窑炉改造、电机系统节能、能量系统优化、节约替代石油、建筑节能等节能改造工程，以及节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源管理推广工程和节能能力建设工程.“送热送温暖”暖通全国连锁，高科技产品大气源制热机组,节能环保，打破集中供热困境，真正实现“超节能全民供暖”。以一台153KW 的大型供暖设备，直接对接集中供热的接口，就可以带动5000平米的集中供暖。因其使用的空气潆射等最新技术，在保证高热效率的同时，节能高达70%以上。平均每月每平米的耗电量在5-8度电左右，即使在高寒的西北、东北地区等零下60度正常运行.节能集中供暖设备优势大气源制热机组的优势：1.超低温启动：零下60度可以启动并节能状态正常使用，解决了中央空调、空气能热泵、地源热泵等技术无法在零下十度下，正常节能和供暖的问题；2.超级节能：独家高科技超导瓷技术和空气制热技术，更节能。济南、淄博月耗电每平米5度左右；内蒙在6度/月左右；3.安装方便：可以直接对接集中供暖、供热管道，通过散热器片、风机盘管、地暖盘管、风幕机等散发热量；操作简单；4.清洁环保：可替代煤炭锅炉供热、燃油锅炉供热、热电集中供热。 一个热源对很多幢房屋供暖而所要求的热媒参数并不相同时,或是供暖区域很大时,热源输出的热媒温度或压力通常高于所有用户要求的数值。这时在热媒进入室内系统前，必须设置改变热媒参数的设备；这种设备是一般的集中供暖系统所没有的。这样的供暖称为区域供暖，以区别于一般集中供暖。区域式供暖热源输出的是高压蒸汽或过热水──在高于大气压力下加热到 100℃以上的液态水。在房屋入口前设置表面式换热器是最安全的、通用的改变热媒参数的办法。在安全条件允许时，也可用减压阀降低蒸汽压力，或用混合器降低过热水的温度，或用蒸汽喷射泵加热室内系统的回水。

蒸汽采暖系统就是以蒸汽为热媒进行采暖的，一种方式。
水在锅炉的锅筒内加热蒸发，在锅简的上部空间因不断地加热蒸发而变成饱和蒸汽和过热蒸汽。当锅筒内空间达到一定的压力，将具有一定压力的蒸汽通过管道输送到散热设备称为蒸汽采暖。
它与热水采暖相比有如下优缺点:
蒸汽采暖系统的优点:
(1)热媒温度度，热效率高，又蒸汽在管内允许流速较大，所以可节省管材和散热器的数量。
(2)由于蒸汽密度比水小用于高层建筑采暖，底层散热器不会出现超压现象。
(3)因蒸汽是靠自身蒸汽压力输送到系统中去的，凝结水靠其管道坡度及疏水器余压流至凝结水箱(或池)内。节省了输送介质的动力设备的投资和运行中电耗的费用，易于管理。
蒸汽采暖系统的缺点:
(1)因管道和散热器表面温度高(尤其高压蒸汽)，灰尘聚积后易产生升华现象并产生异味。污染室内空气，容易烫伤人。
(2)蒸汽采暖可使室内空气干燥，热惰性较小。室温随供暖间歇波动较大，骤冷骤热易使管件和散热器连接处泄漏，维修量较大。
(3)因系统的泄漏、锅炉运行时的排污、疏水器漏汽、凝结水回收率低等因素造成无效热损失较大。
( 4)系统停运时，系统充满空气，易造成管内壁腐蚀，缩短使用寿命。
热水采暖系统的优点:
(1)因热媒温度较低，室内卫生条件较好，而系统水容量大.听以热惰性人。室温波动较小，人有舒适感，不燥热。
(2)系统不易泄漏，无效热损失少，因此燃料消耗量较低。
(3)不管系统运行与否，管内均充满水，空气氧化腐蚀较小，管道使用寿命较长。
(4)可在锅炉房(或换热站)内，根据室外温度变化，集中调节供水温度和循环流量，以满足室温恒定要求，因此供暖的质量较高。
(5)易于维修管理，泄漏少。
热水采暖系统的缺点:
(1)系统在停运时，系统静水压力较大。在高层建筑内，底层散热器易发生超压现象。
(2)热水系统是靠水泵来克服系统阻力而循环的，因系统水容量大，因此循环水泵的功率大，耗电量多，增加运行费用。
(3)当采用热水采暖时，管内流速不宜过大，因流速过大会增加摩擦阻力损失而加大循环动力，因此管径选择应满足在规定的流速值之内，管径比蒸汽采暖偏大。
根据上述蒸汽和热水采暖各自特点，一般对室内温度要求较为恒定舒适的民用及公共建筑多采用热水采暖，而对室内要求升温较快、人们停留时间较为集中、或停留时间较短暂、卫生条件要求不甚严格的工厂、车间和公共建筑场所等可采用蒸汽采暖，对具有较充足的蒸汽热源的地方也可采用蒸汽作为热媒。

水为热媒的供暖系统的优点：其室温比较稳定，卫生条件好；可集中调节水温，便于根据室外温度变化情况调节散热量；系统使用的寿命长，一般可使用25年。　　　　热水为热媒的供暖系统的缺点：采用低温热水作为热媒时，管材与散热器的耗散较多，初期投资较大；当建筑物较高时，系统的静水压力大，散热器容易产生超压现象；水的热惰性大，房间升温、降温速度较慢；热水排放不彻底时，容易发生冻裂事故。　　　　热水供暖系统按其作用压力的不同，可分为重力循环热水供暖系统和机械循环热水供暖系统两种，机械循环热水供暖系统是用管道将锅炉、水泵和用户的散热器连接起来组成一个供暖系统。　　　　在供暖系统中，各个散热器与管道的连接方式称为散热系统的形式。热水供暖系统中散热系统的形式可分为垂直式和水平式两大类。　　　　（1）垂直式　　　　指将垂直位置相同的各个散热器用立管进行连接的方式。它按散热器与立管的连接方式又可分为单管系统和双管系统两种；按供、回水干管的布置位置和供水方向的不同也可分为上供下回、下供下回和下供上回等几种方式。　　　　（2）水平式指将同一水平位置（同一楼层）的各个散热器用一根水平管道进行连接的方式。它可分为顺序式和跨越式两种方式。顺序式的优点是结构较简单，造价低，但各散热器不能单独调节；跨越式中各散热器可独立调节，但造价较高，且传热系数较低。　　　　水平式系统与垂直式系统相比具有如下优点。　　　　①构造简单，经济性好。　　　　②管路简单，无穿过各楼层的立管，施工方便。　　　　③水平管可以敷设在顶棚或地沟内，便于隐蔽。　　　　④便于进行分层管理和调节。　　　　但水平式系统的排气方式要比垂直式系统复杂些，它需要在散热器上设置冷风阀分散排气，或在同层散热器上串接一根空气管集中排气。　　　　四、蒸汽供暖系统　　　　蒸汽供暖系统按蒸汽压力的不同分为高压和低压两种类型。蒸汽供暖系统的特点如下所述。　　　　①蒸汽供暖系统的散热器表面温度高。　　　　②蒸汽供暖系统比机械循环热水供暖系统节省能源。　　　　③蒸汽供暖系统的热惰性小。　　　　④高压蒸汽供暖系统节省管材。　　　　⑤蒸汽供暖系统适宜用于高层建筑。　　　　蒸汽供暖系统的热损失大。　　　　蒸汽供暖的回水管使用年限短。