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(圖片來源:網絡)
撰文 | Ziv
審核丨烏其多
又到了各地陸續開始供暖的季節。你有沒有想過,暖氣里面流的明明都是水,為什么要叫暖氣呢?
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(圖片來源:Unsplash)
在秦嶺-淮河以北的城市,大多數地方都有全城規模的集中供暖管道網絡,由政府或者政府指定的公司運營,在冬季提供集中供暖服務。每個地方的供暖起止時間都不太一樣,地理位置越北的城市,供暖時間也就越早。比如在哈爾濱,基本不到11月就開始供暖,將近第二年5月停止供暖。而北京一般是11月中上旬開始供暖,第二年3月中旬停止供暖。
集中供暖的意思是用一個熱源為建筑內的很多空間供暖,小到一棟樓,大到整個小區所有住戶的暖氣可能都來自同一處供熱中心。
暖氣是什么時候出現的?
集中供暖的起源最早可以追溯到古希臘時期,考古發現希臘神廟的地下有煙道,點火后產生的熱量會在煙道內循環,從而給整個神廟供暖。羅馬帝國的一些建筑也有集中供暖系統,人們通過爐子加熱空氣,然后通過地板下的空隙輸送到墻壁的管道內。
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在西班牙出土的一處地暖系統遺址。(圖片來源:Valdavia - wikimedia commons)
在我國,類似的供暖系統叫做“火墻”“火地”,歷史可以追溯到秦朝。到了明清時期,工匠建造宮殿時將火墻和火地結合,也就是說宮殿中一些墻壁是空心的夾墻,墻下有火道。冬天,人們在殿外的房間里(紫禁城的燒火坑在室外,可以防止一氧化碳中毒)添加火炭,產生的煙和熱氣就會飄進火道,給殿內供暖。
除此以外,人們還設計了蒸汽供暖系統,通過管道將蒸汽從中央鍋爐運送到房屋各處。第一個在自己家里實際建造這套暖氣系統的人是詹姆斯·瓦特。
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沒錯就是你知道的那個發明蒸汽機的瓦特。(圖片來源:wikimedia commons)
我國早期也采用過蒸汽供暖(當時也叫熱水汀),但是這種供暖方式要在管道里輸送高溫高壓的水蒸氣,對管道要求很高,如果出現故障或破壞,容易發生蒸汽泄漏,甚至引起爆炸;如果不小心碰到暖氣片,溫度也非常高,安全隱患比較大。這一段用蒸汽供暖的歷史也許就是“暖氣”這個名字的來源。
熱水供暖是另一種集中供暖方式,最早是由古羅馬人發明的,他們在公共浴池中采用熱水供暖,后來發展為全球主流供暖方式之一。
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過去的暖氣散熱片是鑄鐵的,后來有了鋼制、銅鋁、銅制、鋁制等材質的散熱片,其中鋼制散熱片外觀輕巧美觀而且經濟實惠。(圖片來源:Unsplash)
暖氣水溫并不是固定的,供熱系統的目的是讓室內的溫度維持在比較適宜的范圍,一般是18~22℃。如果天氣寒冷或者降雪,暖氣里的水可能需要達到70℃以上才能滿足要求,把手放在暖氣片上會覺得很燙,連停留1秒也很難。如果天氣晴朗,室外很暖和,暖氣里的水溫可能50℃就夠了。
暖氣里的水能洗澡嗎?
你可能會問,這么暖和的水,拿來洗澡不是正好?
不行。絕對不行。
供暖系統用的水不是普通的自來水,而是加了各種化學成分的軟化水。這樣做可以保護鍋爐和管道,防止管道結垢、生銹,或者過早破裂。如果長期接觸這種軟化水,可能會導致皮膚屏障損壞,引起干燥、過敏。
同樣,暖氣里的水也不能用來洗衣服、洗菜、洗碗,殘留在衣服、食物或餐具上的化學成分也對健康有害。
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更不能直接從暖氣里接水喝!!(圖片來源:網絡)
除了對個人的影響,從暖氣里放水還會影響整個供暖系統的壓力平衡。為了讓水流能順暢的供給到各家各戶,供暖管道里需要保持一定的壓力,如果有一戶放水,其他人家里的水壓就可能不穩,導致整個單元的供暖都會出現故障。
為什么暖氣片有的涼有的熱?
熱水在暖氣里面流動時,會有一些氣體從水中析出,聚集在一起形成較大的氣泡或者氣柱,可能會在管道里形成氣塞,導致熱水循環不暢通,因此有時候家里面的暖氣片有的地方摸起來是涼的。
這種情況一般會在暖氣剛開始給水時出現,解決方法是可以微微擰開暖氣片上方的排氣閥,慢慢排出氣體,直到聽到有小水泡冒出來的聲音,馬上擰緊排氣閥。水流會填充之前被氣體堵住的區域,暖氣就熱起來了。
其他采暖方式
除了集中供暖,還有很多建筑采用自采暖。自采暖設備有使用天然氣的壁掛爐,還有使用電力的暖風機、電暖氣等等。
傳統集中供暖靠燃煤來提供熱源,不過從大約十年前開始,很多地方就已經將燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐,減少了空氣污染。南方的很多朋友可以通過自采暖的方式度過冬天,不過這樣電力消耗可能會有些大,人們仍然在尋找更環保、更省電的供暖方式。
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空氣源熱泵的室外機看起來跟普通空調別無二致。(圖片來源:wikimedia commons)
目前,一些地方開始嘗試用熱泵供暖的方式來取暖。簡單來說,熱泵是一種讓熱量從冷的環境傳遞到熱的環境的設備,它能讓熱的地方更熱、冷的地方更冷,只需要少量電力就可以實現這個效果。
從熱量來源看,熱泵可以分為空氣源、水源和地源熱泵三種。
冬天,空氣源熱泵可以吸收室外的冷空氣中的熱量,流經壓縮機和冷凝器,從而增加熱量并釋放到室內。
水源熱泵是利用淺層地下水、河流或湖泊等水體為室內空氣加熱。另一種熱泵是地源熱泵,需要在地下鉆深孔,或者挖掘地面,鋪設水平的管道系統。水源和地源熱泵的成本更高,但加熱效果比較好。
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安裝在水里的熱泵熱交換器。(圖片來源:Mark Johnson - wikimedia commons)
過去當室外氣溫很低時(低于-5℃),熱泵的工作效果會變差,難以維持室內溫度或者提供熱水。不過噴氣增焓熱泵解決了這個問題,這種熱泵的壓縮機中間多了一個吸氣口,可以把從冷凝器循環回來的氣體也利用上。這樣即使在寒冷的北方也能正常使用了。
冬天來了,你家的暖氣熱了嗎?南方的朋友靠什么取暖?靠一身正氣的請舉手。
參考資料:
[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9A%96%E6%B0%94
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Heating_system
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_heating_heater
[4]https://zhuanlan.zhihu.com/p/98860614
[5]https://theconversation.com/topics/heating-14778
[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump
[7]http://m.digipub.cc/dy/article/K6UNAC5305567N48.html
[8]https://zhuanlan.zhihu.com/p/42949612
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