0 引言
专利产品“家用蒸汽计量-温控复合型电子疏水器”（专利号：01276760.3）是根据家庭采暖的特点而设计的产品；该产品用于采暖系统，采用低压蒸汽直供方式并具备速热、关机及温控功能，从而既节约能源、又达到最佳舒适度；具备蒸汽使用量的低成本计量功能，从而实现分户抄表。本产品的诞生使新型蒸汽采暖系统应运而生；新型蒸汽采暖系统既具备传统蒸汽采暖系统的优点、又具备现流行热水采暖系统的优点，同时符合国家采暖产业政策，是目前运行成本最为低廉的一种采暖系统。本文围绕该产品的特点介绍新型蒸汽采暖系统。
1 新型蒸汽采暖系统
1.1 传统蒸汽采暖系统，其优点是无电力消耗、维护量小、加热迅速且单管铺设；缺点是蒸汽热能浪费严重、采暖费用高，导致用户难以承受，因而被逐渐淘汰。
热水采暖系统。其优点是蒸汽热能被完全利用；缺点是热交换站投资大、消耗大量电力、维护量大、加热速度慢、同时需铺设双管。因节能，逐渐被推广，大有取代蒸汽采暖的趋势。
新型蒸汽采暖系统，将二者优点融为一体，同时避其缺点；既有蒸汽采暖无电力消耗、维护量小、加热迅速、单管铺设的优点，又有水暖系统蒸汽热能被完全利用的优点；使采暖费用大大降低，同时又具备蒸汽使用量计量、室内温度自动控制的优点。
传统蒸汽采暖系统、热水采暖系统、新型蒸汽采暖系统比较表 采暖系统 热能节约 电力消耗 加热速度 计量成本 室温调控 运行维护 总投资 新型蒸汽采暖系统 佳 无 快 低 连续可调 无 中 热水采暖系统 中 有 慢 中 调节有限 多 高 传统蒸汽采暖系统 差 无 快 高 不可调 少 低1.2 定义
一种低压蒸汽分户直供、系统内散热器密闭串联、系统末端安装有温度传感器、热水表及电磁阀，并根据操作指令系统自动排放冷凝水，电脑控制器使系统具备速热、关机及温控功能，末端冷凝水温度在5—80℃范围内人为连续设定并显示室内温度和末端冷凝水温度，通过热水表直接计量冷凝水量，从而间接计量蒸汽使用量的蒸汽采暖系统。
1.3 新型蒸汽采暖系统的温控特点
1.3.1 速热温控，范围为：80℃，能迅速提高室内温度。此功能可实现主人下班回家后使房间温度迅速达到最佳温度。
1.3.2 关机温控，该功能使疏水系统末端温度，维持在5℃，即相当于关闭蒸汽，以便在主人上班家中无人时关闭采暖系统，同时又不会造成温度过低而使室内管道结冻。
1.3.3 自动温控，将采暖系统末端的温度根据需要人为设定在一定范围内（5~80℃），以便使房间温度更适合于人的活动，既不燥热，又不寒冷，利于节约蒸汽资源及取暖开支；此功能可避免室外气温高时房间燥热，气温低时房间寒冷的状况。
1.4 新型蒸汽采暖系统的计量特点
1.4.1 传统蒸汽的计量特点为入口端直接计量，采用孔板、压力变送器、差压变送器及流量集算仪表组合而成，计量装置体积庞大、安装复杂、且价格昂贵，价格在2000—20000元不等，并且难以计量五个暖气片以下的微流量蒸汽，计量装置更无温控性能。
1.4.2 新型蒸汽采暖系统的计量特点为末端间接计量，将蒸汽使用量转化为水的质量通过热水表间接计量，从而降低了计量成本，使蒸汽计量进入家庭；计量原理是依据物理学质量守衡定律，水蒸汽与水为分子式均为H2O，即同质量的水蒸汽在遇冷变为冷凝水的过程中化学性质不变，只是物理状态由气态变为液态，因而质量不变。
2 新型蒸汽采暖系统的管道图
2.1 分户小系统
分户小系统散热器串联，室内管道高度不超过入口，末端设冷凝水回收容器。传统蒸汽采暖系统在系统安装一个疏水阀的情况下，散热器之间管道不得翻弯，否则容易造成气堵，导致散热器不热；而新型蒸汽采暖系统对管道铺设高度在不超过入口情况下随意翻弯，不会造成气堵；为防蒸汽泄漏，散热器与管道之间全部焊接，散热器上不设排气阀。不会造成气堵原理是：新型蒸汽采暖系统使用的疏水器是温控型的，只要末端温度低于设定温度，电磁阀打开，由物理学净力学原理可知，入口端压力高于末端压力，冷凝水即排出。
2.2 大系统
大系统是由若干小系统并联组成，在几栋楼或一个小区的总蒸汽管道上设一减压阀。
3 新型蒸汽采暖系统的温度测量数据
试验条件：散热器：1.58m2/片，管长均为5m，汽压:0.1MPa
3.1 关机1小时以上状况下，末端温度为8℃，室温10℃，速热温控后各暖气片的平均温度(℃)
蒸汽
第1片
第2片
第3片
第4片
第5片
疏水器温度
116
116
116
116
109
97
95
由于热惯性，疏水器温度超出温控范围，关机时间越长，这种情况表现越明显；结果表明：速热状况下，新型蒸汽采暖系统呈现为汽暖。
3.2 温控状况下，汽压:0.1MPa，末端温度为75—80℃、65—70℃、55—60℃、45—50℃、35—40℃、30—35℃、20—25℃、10—15℃、关机状况下2—5℃；各暖气片的平均温度(℃)
室温 蒸汽 第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 疏水器温度 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 各暖气片的进出口温度递差分析
由上表可见：温度越高，温度递差越大；新型蒸汽采暖系统的暖气片的温度递差与热水采暖水平单管串联系统的温度递差近似。
3.4 新型蒸汽采暖系统的蒸汽压力与温度的关系 (单位：压力 MPa 温度 ℃)
对蒸汽而言，蒸汽压力与温度成正比的关系；新型蒸汽采暖系统的散热器进出口温度与蒸汽压力也呈递增关系。
蒸汽压力 蒸汽温度 第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 疏水器温度 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 新型蒸汽采暖系统的散热器散热量选取
从试验数据看，在分户小系统中，新型蒸汽采暖系统的散热器的温度递差与热水采暖水平单管串联系统的温度递差近似，因此，散热器散热量选取可以参照《实用供热空调设计手册》（中国建筑工业出版社）第四章《供暖设计》中水平单管串联系统95—70℃热水供暖散热器的散热量选取方法查表选取。
定性而言，通常情况下，新型蒸汽采暖系统的散热器温度呈递差分布，越靠近蒸汽进口，散热器温度越高；为了使各房间温度达到一致，往往对靠近蒸汽进口的散热器选散热量低的，对远离蒸汽进口的散热器选散热量高的。
新型蒸汽采暖系统的冷凝水驱动力为蒸汽压力，热源为蒸汽，因此可不考虑管道水力计算；管道选取与散热器管径一致即可；工作蒸汽压力按0.1MPa设计。
4 新型蒸汽采暖系统的计量
新型蒸汽采暖系统为了实现系统温度平稳，因而冷凝水排放速度越缓越好，其计量要求精度高、小刻度的热水表；目前，国标热水表的最小口径为15mm，新型蒸汽采暖系统使用的热水表最佳口径为2.5—10mm之间。
对于入户抄表，可使用普通热水表；对于室外抄表，也可使用普通热水表，只不过将热水表安装在户外楼梯口处；对于预交费室外抄表，可采用IC卡预付费热水表。
5 新型蒸汽采暖系统的冷凝水回收再利用
5.1 家庭回收
蒸汽冷凝水作为一种洁净水源，可广泛用于家庭生活，如洗衣服等，用户可以将此回收。
5.2 供热公司回收
对于缺水的城市，供热公司必须加大对蒸汽冷凝水集中回收力度；新型蒸汽采暖系统为蒸汽冷凝水集中回收创造了条件，将热水表集中安装在同单元楼下。
6 新型蒸汽采暖系统的安全性
6.1 新型蒸汽采暖系统的材料要求
新型蒸汽采暖系统的速热状态为汽暖状态，管道温度较高，因而要防止烫伤；建议对管道隔热或选取隔热性能良好的新型耐热管材。
6.2 与天燃气壁挂炉采暖系统相比，新型蒸汽采暖系统无污染及有毒气体泄露危险，属安全采暖系统。
7 新型蒸汽采暖系统的推广价值
新型蒸汽采暖系统作为一种新兴的采暖系统，其生命力在于节能及温控，该系统将传统蒸汽采暖系统与热水采暖系统的优点合二为一，采用微电脑控制，且具备计量、温控功能，是运行成本最为低廉、运行性能最为良好的采暖系统。目前，对于新型蒸汽采暖系统的研究尚处探索时期，理论研究有待于进一步深入。
参考文献：
陆耀庆主编 《实用供热空调设计手册》 北京：中国建筑工业出版社 2004
