暖气里流的是水,为什么叫暖“气”?

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撰文 | Ziv

审核丨乌其多

又到了各地陆续开始供暖的季节。你有没有想过,暖气里面流的明明都是水,为什么要叫暖气呢?

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在秦岭-淮河以北的城市,大多数地方都有全城规模的集中供暖管道网络,由政府或者政府指定的公司运营,在冬季提供集中供暖服务。每个地方的供暖起止时间都不太一样,地理位置越北的城市,供暖时间也就越早。比如在哈尔滨,基本不到11月就开始供暖,将近第二年5月停止供暖。而北京一般是11月中上旬开始供暖,第二年3月中旬停止供暖。

集中供暖的意思是用一个热源为建筑内的很多空间供暖,小到一栋楼,大到整个小区所有住户的暖气可能都来自同一处供热中心。

暖气是什么时候出现的?

集中供暖的起源最早可以追溯到古希腊时期,考古发现希腊神庙的地下有烟道,点火后产生的热量会在烟道内循环,从而给整个神庙供暖。罗马帝国的一些建筑也有集中供暖系统,人们通过炉子加热空气,然后通过地板下的空隙输送到墙壁的管道内。

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在西班牙出土的一处地暖系统遗址。(图片来源:Valdavia - wikimedia commons)

在我国,类似的供暖系统叫做“火墙”“火地”,历史可以追溯到秦朝。到了明清时期,工匠建造宫殿时将火墙和火地结合,也就是说宫殿中一些墙壁是空心的夹墙,墙下有火道。冬天,人们在殿外的房间里(紫禁城的烧火坑在室外,可以防止一氧化碳中毒)添加火炭,产生的烟和热气就会飘进火道,给殿内供暖。

除此以外,人们还设计了蒸汽供暖系统,通过管道将蒸汽从中央锅炉运送到房屋各处。第一个在自己家里实际建造这套暖气系统的人是詹姆斯·瓦特。

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没错就是你知道的那个发明蒸汽机的瓦特。(图片来源:wikimedia commons)

我国早期也采用过蒸汽供暖(当时也叫热水汀),但是这种供暖方式要在管道里输送高温高压的水蒸气,对管道要求很高,如果出现故障或破坏,容易发生蒸汽泄漏,甚至引起爆炸;如果不小心碰到暖气片,温度也非常高,安全隐患比较大。这一段用蒸汽供暖的历史也许就是“暖气”这个名字的来源。

热水供暖是另一种集中供暖方式,最早是由古罗马人发明的,他们在公共浴池中采用热水供暖,后来发展为全球主流供暖方式之一。

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过去的暖气散热片是铸铁的,后来有了钢制、铜铝、铜制、铝制等材质的散热片,其中钢制散热片外观轻巧美观而且经济实惠。(图片来源:Unsplash)

暖气水温并不是固定的,供热系统的目的是让室内的温度维持在比较适宜的范围,一般是18~22℃。如果天气寒冷或者降雪,暖气里的水可能需要达到70℃以上才能满足要求,把手放在暖气片上会觉得很烫,连停留1秒也很难。如果天气晴朗,室外很暖和,暖气里的水温可能50℃就够了。

暖气里的水能洗澡吗?

你可能会问,这么暖和的水,拿来洗澡不是正好?

不行。绝对不行。

供暖系统用的水不是普通的自来水,而是加了各种化学成分的软化水。这样做可以保护锅炉和管道,防止管道结垢、生锈,或者过早破裂。如果长期接触这种软化水,可能会导致皮肤屏障损坏,引起干燥、过敏。

同样,暖气里的水也不能用来洗衣服、洗菜、洗碗,残留在衣服、食物或餐具上的化学成分也对健康有害。

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更不能直接从暖气里接水喝!!(图片来源:网络)

除了对个人的影响,从暖气里放水还会影响整个供暖系统的压力平衡。为了让水流能顺畅的供给到各家各户,供暖管道里需要保持一定的压力,如果有一户放水,其他人家里的水压就可能不稳,导致整个单元的供暖都会出现故障。

为什么暖气片有的凉有的热?

热水在暖气里面流动时,会有一些气体从水中析出,聚集在一起形成较大的气泡或者气柱,可能会在管道里形成气塞,导致热水循环不畅通,因此有时候家里面的暖气片有的地方摸起来是凉的。

这种情况一般会在暖气刚开始给水时出现,解决方法是可以微微拧开暖气片上方的排气阀,慢慢排出气体,直到听到有小水泡冒出来的声音,马上拧紧排气阀。水流会填充之前被气体堵住的区域,暖气就热起来了。

其他采暖方式

除了集中供暖,还有很多建筑采用自采暖。自采暖设备有使用天然气的壁挂炉,还有使用电力的暖风机、电暖气等等。

传统集中供暖靠燃煤来提供热源,不过从大约十年前开始,很多地方就已经将燃煤锅炉改造为燃气锅炉,减少了空气污染。南方的很多朋友可以通过自采暖的方式度过冬天,不过这样电力消耗可能会有些大,人们仍然在寻找更环保、更省电的供暖方式。

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空气源热泵的室外机看起来跟普通空调别无二致。(图片来源:wikimedia commons)

目前,一些地方开始尝试用热泵供暖的方式来取暖。简单来说,热泵是一种让热量从冷的环境传递到热的环境的设备,它能让热的地方更热、冷的地方更冷,只需要少量电力就可以实现这个效果。

从热量来源看,热泵可以分为空气源、水源和地源热泵三种。

冬天,空气源热泵可以吸收室外的冷空气中的热量,流经压缩机和冷凝器,从而增加热量并释放到室内。

水源热泵是利用浅层地下水、河流或湖泊等水体为室内空气加热。另一种热泵是地源热泵,需要在地下钻深孔,或者挖掘地面,铺设水平的管道系统。水源和地源热泵的成本更高,但加热效果比较好。

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安装在水里的热泵热交换器。(图片来源:Mark Johnson - wikimedia commons)

过去当室外气温很低时(低于-5℃),热泵的工作效果会变差,难以维持室内温度或者提供热水。不过喷气增焓热泵解决了这个问题,这种热泵的压缩机中间多了一个吸气口,可以把从冷凝器循环回来的气体也利用上。这样即使在寒冷的北方也能正常使用了。

冬天来了,你家的暖气热了吗?南方的朋友靠什么取暖?靠一身正气的请举手。

参考资料:

[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#Electrode_heater

[4]https://zhuanlan.zhihu.com/p/98860614

[5]https://theconversation.com/topics/heating-14778

[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump

[7]https://www.163.com/dy/article/K6UNAC5305567N48.html

[8]https://zhuanlan.zhihu.com/p/42949612

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