0 引言
專利產品“家用蒸汽計量-溫控復合型電子疏水器”（專利號：01276760.3）是根據家庭采暖的特點而設計的產品；該產品用于采暖系統，采用低壓蒸汽直供方式并具備速熱、關機及溫控功能，從而既節約能源、又達到最佳舒適度；具備蒸汽使用量的低成本計量功能，從而實現分戶抄表。本產品的誕生使新型蒸汽采暖系統應運而生；新型蒸汽采暖系統既具備傳統蒸汽采暖系統的優點、又具備現流行熱水采暖系統的優點，同時符合國家采暖產業政策，是目前運行成本最為低廉的一種采暖系統。本文圍繞該產品的特點介紹新型蒸汽采暖系統。
1 新型蒸汽采暖系統
1.1 傳統蒸汽采暖系統，其優點是無電力消耗、維護量小、加熱迅速且單管鋪設；缺點是蒸汽熱能浪費嚴重、采暖費用高，導致用戶難以承受，因而被逐漸淘汰。
熱水采暖系統。其優點是蒸汽熱能被完全利用；缺點是熱交換站投資大、消耗大量電力、維護量大、加熱速度慢、同時需鋪設雙管。因節能，逐漸被推廣，大有取代蒸汽采暖的趨勢。
新型蒸汽采暖系統，將二者優點融為一體，同時避其缺點；既有蒸汽采暖無電力消耗、維護量小、加熱迅速、單管鋪設的優點，又有水暖系統蒸汽熱能被完全利用的優點；使采暖費用大大降低，同時又具備蒸汽使用量計量、室內溫度自動控制的優點。
傳統蒸汽采暖系統、熱水采暖系統、新型蒸汽采暖系統比較表 采暖系統 熱能節約 電力消耗 加熱速度 計量成本 室溫調控 運行維護 總投資 新型蒸汽采暖系統 佳 無 快 低 連續可調 無 中 熱水采暖系統 中 有 慢 中 調節有限 多 高 傳統蒸汽采暖系統 差 無 快 高 不可調 少 低1.2 定義
一種低壓蒸汽分戶直供、系統內散熱器密閉串聯、系統末端安裝有溫度傳感器、熱水表及電磁閥，并根據操作指令系統自動排放冷凝水，電腦控制器使系統具備速熱、關機及溫控功能，末端冷凝水溫度在5—80℃范圍內人為連續設定并顯示室內溫度和末端冷凝水溫度，通過熱水表直接計量冷凝水量，從而間接計量蒸汽使用量的蒸汽采暖系統。
1.3 新型蒸汽采暖系統的溫控特點
1.3.1 速熱溫控，范圍為：80℃，能迅速提高室內溫度。此功能可實現主人下班回家后使房間溫度迅速達到最佳溫度。
1.3.2 關機溫控，該功能使疏水系統末端溫度，維持在5℃，即相當于關閉蒸汽，以便在主人上班家中無人時關閉采暖系統，同時又不會造成溫度過低而使室內管道結凍。
1.3.3 自動溫控，將采暖系統末端的溫度根據需要人為設定在一定范圍內（5~80℃），以便使房間溫度更適合于人的活動，既不燥熱，又不寒冷，利于節約蒸汽資源及取暖開支；此功能可避免室外氣溫高時房間燥熱，氣溫低時房間寒冷的狀況。
1.4 新型蒸汽采暖系統的計量特點
1.4.1 傳統蒸汽的計量特點為入口端直接計量，采用孔板、壓力變送器、差壓變送器及流量集算儀表組合而成，計量裝置體積龐大、安裝復雜、且價格昂貴，價格在2000—20000元不等，并且難以計量五個暖氣片以下的微流量蒸汽，計量裝置更無溫控性能。
1.4.2 新型蒸汽采暖系統的計量特點為末端間接計量，將蒸汽使用量轉化為水的質量通過熱水表間接計量，從而降低了計量成本，使蒸汽計量進入家庭；計量原理是依據物理學質量守衡定律，水蒸汽與水為分子式均為H2O，即同質量的水蒸汽在遇冷變為冷凝水的過程中化學性質不變，只是物理狀態由氣態變為液態，因而質量不變。
2 新型蒸汽采暖系統的管道圖
2.1 分戶小系統
分戶小系統散熱器串聯，室內管道高度不超過入口，末端設冷凝水回收容器。傳統蒸汽采暖系統在系統安裝一個疏水閥的情況下，散熱器之間管道不得翻彎，否則容易造成氣堵，導致散熱器不熱；而新型蒸汽采暖系統對管道鋪設高度在不超過入口情況下隨意翻彎，不會造成氣堵；為防蒸汽泄漏，散熱器與管道之間全部焊接，散熱器上不設排氣閥。不會造成氣堵原理是：新型蒸汽采暖系統使用的疏水器是溫控型的，只要末端溫度低于設定溫度，電磁閥打開，由物理學凈力學原理可知，入口端壓力高于末端壓力，冷凝水即排出。
2.2 大系統
大系統是由若干小系統并聯組成，在幾棟樓或一個小區的總蒸汽管道上設一減壓閥。
3 新型蒸汽采暖系統的溫度測量數據
試驗條件：散熱器：1.58m2/片，管長均為5m，汽壓:0.1MPa
3.1 關機1小時以上狀況下，末端溫度為8℃，室溫10℃，速熱溫控后各暖氣片的平均溫度(℃)
蒸汽
第1片
第2片
第3片
第4片
第5片
疏水器溫度
116
116
116
116
109
97
95
由于熱慣性，疏水器溫度超出溫控范圍，關機時間越長，這種情況表現越明顯；結果表明：速熱狀況下，新型蒸汽采暖系統呈現為汽暖。
3.2 溫控狀況下，汽壓:0.1MPa，末端溫度為75—80℃、65—70℃、55—60℃、45—50℃、35—40℃、30—35℃、20—25℃、10—15℃、關機狀況下2—5℃；各暖氣片的平均溫度(℃)
室溫 蒸汽 第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 疏水器溫度 20 116 103 96 90 85 80.5 80 20 116 96 90 85.3 80 75.5 75 20 116 86 81 75.5 74.3 70.3 70 20 116 82 77 72.7 68.7 65.2 65 20 116 74.2 70.2 66.7 63.4 60.2 60 20 116 67.8 64.6 61.4 58.3 55.2 55 20 116 62.6 59.4 56.2 53.1 50.1 50 20 116 57.2 54.1 51 48 45.1 45 20 116 50.5 48.6 44.7 42.9 40.1 40 20 116 46.1 43.3 40.5 37.8 35.1 35 20 116 40.6 37.9 35.2 32.6 30 30 20 116 35.2 32.6 30 27.5 25 25 0 116 30 27.4 24.8 22.4 20 20 0 116 25.4 23 20.6 18.3 15 15 0 116 18.9 16.6 14.4 12.2 10 10 0 116 13.5 11.3 9.2 7.1 5 5 0 116 10.2 8.1 6 4 2 23.3 各暖氣片的進出口溫度遞差分析
由上表可見：溫度越高，溫度遞差越大；新型蒸汽采暖系統的暖氣片的溫度遞差與熱水采暖水平單管串聯系統的溫度遞差近似。
3.4 新型蒸汽采暖系統的蒸汽壓力與溫度的關系 (單位：壓力 MPa 溫度 ℃)
對蒸汽而言，蒸汽壓力與溫度成正比的關系；新型蒸汽采暖系統的散熱器進出口溫度與蒸汽壓力也呈遞增關系。
蒸汽壓力 蒸汽溫度 第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 疏水器溫度 0.1 116 103 96 90 85 80.5 80 0.2 134 108 100 93.2 86.7 80.7 80 0.3 143 112 103 95 88 81 803.5 新型蒸汽采暖系統的散熱器散熱量選取
從試驗數據看，在分戶小系統中，新型蒸汽采暖系統的散熱器的溫度遞差與熱水采暖水平單管串聯系統的溫度遞差近似，因此，散熱器散熱量選取可以參照《實用供熱空調設計手冊》（中國建筑工業出版社）第四章《供暖設計》中水平單管串聯系統95—70℃熱水供暖散熱器的散熱量選取方法查表選取。
定性而言，通常情況下，新型蒸汽采暖系統的散熱器溫度呈遞差分布，越靠近蒸汽進口，散熱器溫度越高；為了使各房間溫度達到一致，往往對靠近蒸汽進口的散熱器選散熱量低的，對遠離蒸汽進口的散熱器選散熱量高的。
新型蒸汽采暖系統的冷凝水驅動力為蒸汽壓力，熱源為蒸汽，因此可不考慮管道水力計算；管道選取與散熱器管徑一致即可；工作蒸汽壓力按0.1MPa設計。
4 新型蒸汽采暖系統的計量
新型蒸汽采暖系統為了實現系統溫度平穩，因而冷凝水排放速度越緩越好，其計量要求精度高、小刻度的熱水表；目前，國標熱水表的最小口徑為15mm，新型蒸汽采暖系統使用的熱水表最佳口徑為2.5—10mm之間。
對于入戶抄表，可使用普通熱水表；對于室外抄表，也可使用普通熱水表，只不過將熱水表安裝在戶外樓梯口處；對于預交費室外抄表，可采用IC卡預付費熱水表。
5 新型蒸汽采暖系統的冷凝水回收再利用
5.1 家庭回收
蒸汽冷凝水作為一種潔凈水源，可廣泛用于家庭生活，如洗衣服等，用戶可以將此回收。
5.2 供熱公司回收
對于缺水的城市，供熱公司必須加大對蒸汽冷凝水集中回收力度；新型蒸汽采暖系統為蒸汽冷凝水集中回收創造了條件，將熱水表集中安裝在同單元樓下。
6 新型蒸汽采暖系統的安全性
6.1 新型蒸汽采暖系統的材料要求
新型蒸汽采暖系統的速熱狀態為汽暖狀態，管道溫度較高，因而要防止燙傷；建議對管道隔熱或選取隔熱性能良好的新型耐熱管材。
6.2 與天燃氣壁掛爐采暖系統相比，新型蒸汽采暖系統無污染及有毒氣體泄露危險，屬安全采暖系統。
7 新型蒸汽采暖系統的推廣價值
新型蒸汽采暖系統作為一種新興的采暖系統，其生命力在于節能及溫控，該系統將傳統蒸汽采暖系統與熱水采暖系統的優點合二為一，采用微電腦控制，且具備計量、溫控功能，是運行成本最為低廉、運行性能最為良好的采暖系統。目前，對于新型蒸汽采暖系統的研究尚處探索時期，理論研究有待于進一步深入。
參考文獻：
陸耀慶主編 《實用供熱空調設計手冊》 北京：中國建筑工業出版社 2004
