供暖设备全面指南:原理、类型与节能技巧

mysmile 百科 84
供暖设备全面指南:原理、类型与节能技巧

供暖设备

供暖设备是用于维持生活或生产空间适宜温度的关键供热系统,确保环境舒适与高效能源利用。

一套标准供暖设备通常由热源、热媒输送管道和散热器组成。这三个核心部分在某些设计中可以简化、合并甚至省略。

概述

供暖设备的核心功能是通过供热设施保持空间的热平衡,提升生活与工作品质。

空间加热可通过多种方式实现:例如直接安装产热火炉、循环加热空气或在空间内放置高温物体释放热量。这些高温物体称为散热器。为持续供热,可让预热后的流体(常为蒸汽或热水,称为“热媒”)流经散热器。热媒在外部热源加热后,通过管道分配至各散热器,释放部分热量后返回热源重新加热,形成循环系统。

典型供暖设备包含热源、管道和散热器,但某些设计如火炉供暖将热源与散热器合一,无需管道;火塘供暖则更简单,直接通过燃料燃烧放热。

热媒

供暖系统常用热媒包括空气、蒸汽或热水。

空气比热小且密度低,作为热媒时需大尺寸管道,成本与能耗较高。但它可直接用于通风结合供暖,适用于热源邻近区域。

蒸汽冷凝时释放大量热能,且依靠自身压力流动,无需额外动力,是理想热媒。但管道疏水器需维护,且安装需特定坡度,限制输热距离在5公里内。

热水比热和密度较高,输送热量更高效,管道尺寸较小。虽需水泵耗电,但热损失少且温度易调节,因此除间歇使用外,热水供暖更普遍。

供暖运行分为连续与间歇模式。连续供暖保持稳定室温,间歇供暖则按需启停以节能。运行调节可通过改变热媒流量(量调节)、温度(质调节)或综合方式实现,手动或自动控制,集中或局部调节。

集中质调节是热水供暖主流方法,而蒸汽供暖因温度调节范围窄难以适用。质、量综合调节通过阶梯式流量变化与水温调整结合,提升能效。

热源

传统热源依赖燃料燃烧或电热,但随着化石燃料紧张,工业余热和自然热源日益重要。

燃烧燃料

通过燃烧转化化学能为热能,包括:①传统火炉、火炕等;②热风炉,通过外部加热空气循环;③锅炉,利用水或蒸汽输送热量;④燃气红外线辐射器,安装便捷但需注意安全。

电热

电热元件供暖清洁方便,但电能成本高,能效较低,通常不推荐大规模使用。

工业余热利用高温副产品或冷却系统热量,需构建管网分配,投资大但节能潜力显著。需考量产量匹配、安全性及经济效益。

地热

地下热水或蒸汽通过地壳缝隙冒出,可用于供暖。钻井注水技术正研发中以增强地热采集。

太阳能

管板式太阳能热水器利用日照加热热媒。太阳能无限且环保,但需大集热面积且受天气影响,需配套蓄热或辅助热源。

热泵

热泵从低温源吸热输送至高温空间。压缩机提升工质温度,冷凝器向室内放热,节流阀降压后循环吸热。能效高但依赖电能,成本较高,多用于空调系统。热泵也可利用水体或工业废热,但造价限制普及。

节能

提升建筑保温减少热需求。正确选择供暖设备如蒸汽用于间歇使用、辐射供暖用于高渗风空间。维护管道减少热损,运行调节避免过热。利用余热和按热量收费促进节能。

放热器

房间内热媒通道,具扩展表面增强传热。传热系数和金属热强度是关键指标,选择时需考虑承压、防腐、放热方式等。常见类型包括光面管、翼型、铸铁片、钢串片等。山西省设计院铸铁针翼型管提升传热系数;清华大学稀土铸铁增强承压;钢板和铸铝放热器美观但不耐腐蚀。

对流式放热器通过增强空气流动提高效率,如加围罩钢串片器。暖风机用风机强化对流,适用于大空间。

辐射式放热器如辐射板,主要靠辐射传热,直接加热物体而非空气,节能且适合高渗风房间。多种红外线辐射器用于室外供暖。

服务范围

供暖设备按服务范围分局部、集中和区域系统。

局部供暖

热源设于房间内,如火炉、电热设备、燃气辐射器。优点低价且用户可控,但除电热外有安全风险。

集中供暖

单一热源供多房间,热媒通过管道循环。重力或机力流转。蒸汽靠压力流动,回水靠重力、余压或泵送。管道设计基于阻力平衡。分三种:

1. 热风供暖用于大空间。

2. 热水供暖:双管系统各散热器水温相同,单管系统水温逐降。热水供暖室温稳定,适合住宅,但怕冻结和漏水。高层需分系统避压。

3. 蒸汽供暖:蒸汽放热后凝结回水。双管为主,单管易噪声。优点无冻结风险,无高压问题,但表面易烫伤且室温波动大。

真空蒸汽供暖靠泵抽吸,需严密性,推广有限。

4. 节能集中供暖:国务院“十二五”节能减排方案强调锅炉改造、建筑节能等。“送热送温暖”暖通连锁推出大气源制热机组,节能环保,一台153KW设备供5000平米,节能70%以上,月耗电5-8度/平米, even在西北东北地区-60°C运行。

节能优势:超低温启动、超级节能(如济南市淄博市月耗电5度/平米)、安装简便、清洁环保。

区域供暖

热源供多幢房屋,热媒参数需调整。输出高压蒸汽或过热水(液态水超100°C),入口设换热器或减压阀、混合器调整参数,确保安全高效。

参考资料 >

标签: 供暖节能方法 节能供暖设备 供暖节能原理图

发布评论 0条评论)

  • Refresh code

还木有评论哦,快来抢沙发吧~