四、供暖工程
1.供暖系统的组成
所有的供暖系统都是由热源、输热管道和散热设备三个主要部分组成。
（1）热源。热源是生产热能的部分，在热能工程中，泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或天然能源。
（2）输热管道。热媒通过输热管道从热源输送到散热设备。
（3）散热设备。散热设备将热媒携带的热量散入室内的设备。
图1-1为集中式热水供暖系统的示意图。热水锅炉与散热器分别设置，通过热水管道（供水管和回水管）相连接。循环水泵使热水克服系统内各种流动阻力循环流动，在锅炉内被加热，经散热器冷却后返回锅炉重新被加热。膨胀水箱用于容纳供暖系统升温时的膨胀水量，并使系统保持一定的压力。图1-1中的热水锅炉，可以向单幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。
图1-1 集中式热水供暖系统示意图
1—热水锅炉；2—散热器；3—热水管道；4—循环水泵；5—膨胀水箱
2.供暖的方式
根据供暖的规模及其组成三者之间的关系的不同，供暖可划分如下：
（1）分散供暖。即热用户少，热源规模小、输热管线较短的单体或小范围的供暖。
分散供暖大多将热源和散热设备合并成一个整体，集中设置在一个区域内的供暖系统（分散设置在各个房间里），目前分散供暖系统包括户用烟气供暖、户式燃气供暖、户式空气源热泵供暖及电热供暖等，如火炉、火墙、火炕、红外线燃气炉、电暖器、电热膜等。虽然燃气及电能由远处输送到建筑物内，但热量的转化和利用都是在散热设备上实现的。
火炉、火墙、火炕等供暖构造简单、卫生条件差，也不安全。
（2）集中供暖，如图1-2所示。热用户较多，热源规模较大，输热管线较长的大范围或区域供给热量的供暖系统，又称为集中式供暖系统。
图1-2 集中式供暖系统的示意图
集中供暖由远离供暖房间的热源与散热设备分别设置，是热源通过热媒管道向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统。
热源对一个或几个小区多幢建筑物的集中供暖方式，在国内也惯称联片供热（暖）。以热水和蒸汽作为热媒的集中供暖系统可以较好地满足人们生活、工作以及生产对室内温度的要求，并且卫生条件好，减少了对环境的污染，热效率高，目前广泛应用于各类建筑物中。
（3）集中供热，如图1-3所示。
图1-3 抽气式热电厂集中供热系统原则性示意图
1—锅炉；2—汽轮机；3—发电机；4—凝汽器；5—主加热器；6—高峰加热器；7—循环水泵；8—除污器；
9—压力调节阀；10—补给水泵；11—补充水处理装置；12—凝结水箱；13、14—凝结水泵；15—除氧器；
16—锅炉给水泵；17—过热器；18—减压装置
集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，从一个或多个热源通过热网向城市（镇）或其中某些区域提供日常供热。它的供热量和范围比分散供热大得多，输送距离长得多。
19世纪末期，在集中供暖技术的基础上，开始出现以热水和蒸汽作为热媒，由热源集中向一个城镇或较大区域供应热能的技术。如新疆石河子市，20世纪80年代，全市共有100多套锅炉供热系统，现在主要由东热电厂、西热电厂、24号供热站、四个热源进行集中供热，实现全市88％集中供热率，居全新疆之首。
（4）值班供暖。值班供暖是指在非工作时间或中断使用的时间内，为使建筑物保持最低室温要求而进行的供暖。
（5）全面供暖。全面供暖是指使整个供暖房间保持一定温度的要求而进行的供暖。
（6）局部供暖。局部供暖是指在室内局部区域或局部工作地点保持一定温度而进行的供暖。
3.供暖系统的分类
（1）根据热媒种类分类。根据热媒种类，供暖系统分为热水、蒸汽、热风供暖及烟气供暖系统。
1）热水供暖系统。热水供暖系统是以热水作为供暖系统的热媒。一般认为，凡是温度低于100℃的水称为低温水，高于100℃的水称为高温水。低温水供暖系统供回水的设计温度通常为50～75℃，目前，我国高温水供暖系统的供水温度一般不超过130～150℃，回水多为70℃。由于低温水供暖系统卫生条件较好，目前被广泛用于民用建筑中。
2）蒸汽供暖系统。蒸汽供暖系统以饱和蒸汽作为供暖系统的热媒，按蒸汽的压力不同，可分为低压蒸汽供暖系统（蒸汽压力不大于70kPa）、高压蒸汽供暖系统（蒸汽压力大于70kPa）和真空蒸汽供暖系统三种。
蒸汽供暖与热水供暖相比，主要优点是热媒平均温度高，所需散热器数量少；蒸汽流速大，管道的管径小，节省管材；蒸汽密度小，产生的静压力小，在热负荷相同的情况下热媒流量小，可以节省电能。
蒸汽供暖与热水供暖相比，主要缺点是蒸汽在输送过程中热损失大，易泄漏，消耗燃料多；系统内会有空气存在，尤其是凝结小管易锈蚀，使用年限短；管道和散热器温度高，易烫伤，室内卫生条件较差。另外蒸汽的热惰性小，热得快，停汽时冷得也快，间歇供暖时稳定性差，适用于短时间供暖的建筑物。
3）热风供暖系统。热风供暖系统以热空气作供暖系统的热媒，即把空气加热到适当的温度（一般为35～50℃）直接送入房间，以强制对流方式直接向房间供热，用以满足供暖要求。根据需要和实际情况，可设独立的热风供暖系统或者采用与通风和空调联合的系统。例如暖风机、热风幕等就是热风供暖的典型设备，热风供暖以空气作为热媒，它的密度小，比热容与导热系数均很小，因此加热和冷却比较迅速。但由于空气比容大，所需管道断面积比较大。
4）烟气供暖系统。直接利用燃料在燃烧时所产生的高温烟气，在流动过程中向房间散出热量，以满足供暖要求。如火炉、火墙、火坑、火地等形式，在我国北方广大的村镇中应用比较普遍，烟气供暖虽然简便较实用，但由于大多属于在简易的燃烧设备中就地燃烧燃料，不能合理地使用燃料，燃烧不充分，热损失大，热效率低，燃料消耗多，而且温度高，卫生条件不够好，火灾的危险性大。
（2）根据按散热设备散热方式分类。根据按散热设备散热方式的不同，供暖系统可分为对流供暖和辐射供暖两种类型。
1）对流供暖。对流供暖的散热设备以对流换热为主要方式的供暖系统。利用空气受热所形成的自然对流，使房间温度上升。对流供暖的主要系统有散热器供暖系统、暖风机供暖系统等。
2）辐射供暖。辐射供暖散热设备以辐射换热为主要方式的供暖系统。利用受热面释放热射线，将室内空气加热。辐射供暖主要散热设备有金属辐射板、电红外线或燃气辐射供暖器，或以建筑物的顶棚、地板、墙壁等作为辐射面等。
（3）根据供暖系统收费计量方式分类。根据供暖系统收费计量方式不同可分为集中供暖的常规型式和分户热计量型式。
传统的供暖系统为常规形式，是按照建筑面积收费，不利于调动供热部门及热用户节能的积极性。随着我国建筑节能技术和供热体制改革步伐的加快，对供暖系统的供热计量和热网的调节控制功能提出更高要求，供暖系统出现了分户热计量形式。