供热系统信息,供热历史

你想知道的关于供暖的一切!

自从人类第一次生火以来,我们一直试图用高效的中央供暖系统来取暖。小火变成了带烟囱的壁炉,变成了我们今天看到的现代供暖系统。我们已经进化出了许多不同的家庭供暖系统。有些供暖系统有管道,有些则通过地板将热量输送到家中。

在这篇文章中,你将学习不同的加热系统及其主要组成部分。您还将学习如何选择新的家庭供暖系统,以及维护自己的中央供暖系统的一些方法。

家用加热器挂在墙上
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供暖的历史

一天,一个男人(或一个女人,或一个孩子)发现了火。几千年来,人类一直试图控制火势。罗马人想出了热坑那就是住宅、别墅和公共浴室下面的火炉。这些火炉需要火持续燃烧,所以奴隶被送到火炉里去处理火。

罗马帝国灭亡后,人们开始用粘土和稻草将房屋隔热,以隔绝炉内的热量。除了隔热外,一些人还在他们的壁炉上方建了烟囱,让烟排到屋外。

直到工业革命,其他的取暖方法才被发明出来。煤和石油被用作家庭取暖的燃料。电力系统出现在20世纪初th世纪;阿尔伯特·马什被称为“电加热工业之父”。

今天,虽然许多人仍然通过燃烧木头或煤来取暖,但三大供暖系统都在燃烧石油、电力和天然气。

供暖系统是如何工作的?

对于如何定义“热”有一个常见的误解。一个物体不是“拥有热量”,而是具有可以增加或减少的内能。增加一个物体的内能是定义“加热”的正确方式。

增加物体的内能有两种方法:

  • 把能量从温度更高(更热)的物体转移到物体上-增加物体内部能量最常见的方法是产生燃烧,用某种火加热物体。
  • 申请工作-你也可以通过对物体施加一个叫做“功”的力来增加物体的内能。

每个供暖系统有三个主要组成部分:

  • 加热源-这是为你的家供暖的燃料和机械系统。火炉和锅炉是最受欢迎的加热动力来源。有些人还用电或烧木头。
  • 分布-从热源出发,这些分配通道将热量传递到整个家庭。强制空气系统使用管道,散热器使用蒸汽或热水来传递热量。
  • 控制系统今天大多数的供暖系统使用恒温器来控制房间的温度。

热源和分配系统的类型

在所有的供暖系统中,有一个主要的供暖设备(火炉或锅炉),通常位于地下室、阁楼、车库或机械室。火炉通过回风管道引入冷空气,加热空气,并将热空气吹过一系列的送风管道。锅炉将热水或蒸汽通过管道输送到散热器或对流器。这些对流器将热量——“内部能量”——传播到整个家庭。

大多数美国人用火炉取暖。熔炉可以是电的,燃气的(用丙烷或天然气),或燃油的。最常见的将热空气分配到整个家庭的方法是通过管道系统。如果一个家庭有熔炉,空调机组,或热泵,那这个家庭有一个管Betway最新下载道系统(除非该系统是一个“无管道迷你分裂”)。

如果加热炉与空调或热泵系统相结合,它既可以加热空气,也可以在强制空气系统中冷却空气。Betway最新下载炉内的鼓风机迫使加热或冷却的空气通过管道系统,释放家中的空气。在管道中,空气通常以每分钟约700英尺的速度穿过镀锌钢管。有些管道是圆形或矩形的,与矩形主干线相连;其他的有圆形的柔性导管,是绝缘的。

热泵

这种热泵只使用电能,从外部空气中提取热量并输送到室内。夏季,热泵反向工作;它从室内提取热量并将其输送到室外。这种热量传递是通过制冷循环利用系统内的制冷剂来完成的。

热泵主要有两种类型:

  • 空空-这是最常见的热泵类型。空气源热泵在室内和室外空气之间传递热量。与电炉和底板加热器相比,空气源热泵可以减少高达50%的用电量。过去,热泵系统并不适合那些温度经常低于冰点的地区。现在,空气源热泵更加高效,为房主提供了另一种取暖方式,即使他们生活在零下的气候中。
  • 地热-这些热泵使用土地或水源为家庭供暖。土壤和水的温度一致,这有助于降低运营成本和能源消耗。地热泵非常节能,在特定的应用中工作良好。

锅炉

有些美国人用锅炉取暖,而不是火炉。这些容器或罐从天然气、燃料油和煤的燃烧中产生热量,并使水升温。从锅炉里,管道输送温度在华氏120到180度之间的水客厅里的散热器。这些散热器有一根铜管穿过一排金属片翅片。这就形成了对流加热回路;空气在底部被吸入,然后从机组顶部流出。

家用锅炉有几种不同的加热方式:

  • 蒸汽-锅炉的蒸汽通过管道分配到蒸汽散热器。
  • 热水-这是分配与底板散热器或使用辐射地板系统。
  • 空气-一些特殊的锅炉在其系统中使用盘管加热空气。

总的来说,蒸汽锅炉的运行温度高于热水锅炉,这使得蒸汽锅炉的效率低于热水锅炉。今天,各种类型的熔炉和锅炉都有了高效的版本。

家里的锅炉
彼得·古德拉/ Shutterstock

辐射供暖

另一种采暖方式,叫做辐射采暖,可以有熔炉,锅炉,或者两者都有。所有的辐射采暖系统通过地板、墙壁上的面板或天花板上的面板提供热量。热量直接流向房间里的物体或人,而不依靠通过管道的流动空气。辐射热是一种你能感受到来自炉子或太阳的热量的感觉。一个装有热水的小管道所携带的热量与一个充满热空气的大管道所携带的热量一样多。与大型管道系统不同,小管道也很容易安装在房子的螺柱和托梁之间。

每个辐射供暖系统都取决于热量传递的方式。

  • 红外辐射-通过热的辐射,即所谓的红外辐射,把热量直接从热的表面传递给房间里的人或物体。
  • 地板辐射采暖-也被简单地称为地板内采暖,这种辐射采暖依赖于由地板上升的热量引起的对流。

从这两种传热方式中,辐射加热可以通过空气、电或水来使用。辐射空气地板有熔炉泵空气通过地板。电辐射地板从地板内的电缆输送热量。水循环辐射地板在地板下面有铜或塑料管道,将热水通过管道泵出,为家庭供暖。

除了用火炉和锅炉取暖,还有其他的方法为你的家供暖。

壁炉,木炉和更多

燃烧木头是几千年前人类使用火的方式。从那时到黑暗时代,大多数家庭都用壁炉取暖。这些壁炉并不节能;烟把热量从烟囱带出去,烟污染了空气。现在,大多数壁炉都在砖石或灶台上安装了插入物,并从插入物安装到烟囱顶部的烟道箍,以提高能源效率。

烧柴炉是最受欢迎的家用取暖用具。木质火炉本质上是封闭的壁炉,有绝缘的火箱,把热量反射回火焰。这使得挥发性气体燃烧得更快。如果火灭了,现代的柴炉会烧油或煤来保持室内的温度。颗粒加热器类似于木炉,但体积更小,只在房子的一个房间里使用。小的有机颗粒为火提供燃料,它由恒温器控制。

电炉,踢脚板加热器和墙壁加热器

电炉里的鼓风机将空气吹过一组电阻线圈(称为元件)。踢脚板加热器就像电炉,但它们从底部的槽吸入冷空气,让热空气从顶部的槽流出。电墙加热器利用电元件将热量反射回房间。

环保太阳能供暖

利用太阳光为住宅供暖是另一种选择。太阳能主动供暖有两种类型:

  • 液体-液体被太阳加热并被收集在收集器中,在收集器中水可以加热或冷却。这些最好用于锅炉和辐射供暖系统。
  • 空气-基于空气的系统在空气收集器中加热空气,空气收集器吸收太阳辐射,并将太阳热量直接转移到空间或存储系统。

如果太阳能供暖不足以为家庭供暖,有液体和空气太阳能供暖的备用系统。当有备用存储系统时,通常使用液体系统。空气基和液体基太阳能加热系统都可以作为强制空气系统的补充。

橙色屋顶上的太阳能电池板
美丽的风景/百叶窗

购买新的供暖系统

为了生活舒适,一个高质量的暖通空调系统是很重要的。购买一个新的供暖系统可能是压倒性的,因为你需要考虑所有不同的变量。当你购买新的供暖系统时,你需要注意什么?

安装指南

首先,寻找HVAC专家,他们会帮助你安装新的供暖系统。每个供暖系统都有专家,为你的项目找到最好的暖通空调承包商可能是困难的。在寻找您的私人暖通空调专家时,请注意以下特点:

  • 在线评论-了解其他客户对承建商服务的评价。他们做得好吗?他们需要多长时间回复你的问题?
  • 专业知识-他们可以安装什么类型的供暖系统?他们是为了你的最大利益,还是为了不惜一切代价销售某个品牌或供暖系统?

如果你很难找到自己的暖通空调专家,请访问我们的网站。HVAC.com作为一个公正、值得信赖的资源,通过我们的网络将您与优秀的承包商联系起来。你可以使用我们的目录为您找到完美的暖通专家。

能源效率
AFUE公式
有两种方法来测量你的供暖系统的能源效率。第一个衡量标准是AFUE,即年度燃料利用效率。这是指燃烧燃料转化的能量除以锅炉或熔炉使用的化石燃料的量。用数学术语来说,

最高效的锅炉和熔炉有95-98%的AFUE。老式系统的AFUE介于56%到70%之间。平均供暖系统的AFUE值为80-83%。

在HVAC.com网站上,我们强烈建议你购买至少95%效率的供暖系统。与你每年节省的能源账单相比,升级到高效机组的成本并不高,而且高效机组通常有更好的保修期和更高质量的组件。

对于热泵,他们的能源效率是衡量HSPF,或采暖季节性能因子。这相当于热泵一年平均消耗的能量。

HSPF公式

大多数热泵的范围在7.7到10 HSPF之间。今天,法律要求热泵至少有7.7 HSPF。

风机电机

鼓风机电机是强制空气加热系统的主要组成部分。它控制进入室内的热空气量,对能源使用、舒适度和噪音水平都有影响。有几种不同类型的鼓风机电机:

  • 与单-单速电机只有两种设置。它不是开着就是关着。当打开时,加热器以100%的最大容量吹,使这个电机相对响亮和效率低。
  • 变速电机-这些电机可以上升和下降,并以不同的速度运行,基于室外的冷或暖,以及家里需要多少空气流量。一个变速鼓风机电机是最节能的电机,虽然它的成本有点多,我们强烈推荐这个选项。

品牌

在我们看来,每个品牌都有它的优点和缺点,而不是只根据品牌来选择一个新的供暖系统,我们建议您找到最好的承包商,他们会为您找到最好的解决方案。当供暖承包商考虑到您的最佳利益时,他会为您的情况找到最佳的品牌。

我们注意到一些承包商安装了正确的品牌,但他们没有安装正确的加热系统。这让消费者相信这是品牌的错,因为他们设计了一个糟糕的供暖系统,但实际上,这是承包商的错。

最后,你的新供暖系统的能源效率和可靠性很大程度上取决于安装的质量。

如果您需要帮助,您目前的供暖系统,查看我们的安装指南和手册。

供暖系统维护

定期保养很重要;这有助于提高性能,并防止将来出现重大问题。在你开始摆弄你的系统之前,打电话给你当地的暖通空调承包商。这些专家可以解决你在供暖系统中遇到的任何问题。他们还可以做年度季前检查,看看你的设备是否正常工作。

如果你打算自己做一些预防性维护,在开始之前,这里有一些安全提示:

关掉一切

这一步是必不可少的。你不会想灼伤自己或对供暖系统造成更多伤害吧。以下是工作前需要关闭的几种阀门和开关:

  • 恒温器-你可以在恒温器上关闭系统,但确保在进行任何维护之前切断电源和燃料连接。
  • 锅炉关闭阀-这将阻止水流向锅炉和下游的其他阀门。
  • 燃烧器紧急开关-这将切断电力到一个燃气或燃油的电路。
  • 主截止阀-这控制气体从仪表流向建筑。你可以用一个活动扳手把这个阀门关掉。
  • 丙烷罐服务阀门-控制从油箱到建筑物的天然气。
  • 断路器-如果你有一个电力系统,扳动断路器切断电源到你的电子元件

简单维护技巧

在关闭系统后,看看这些主要组件:

  • 检查恒温器设置-有时恒温器上的设置与实际室温不一致。看看设置,确保你在家里感到舒适。
  • 紧固电气连接—电线故障会缩短供暖系统的寿命。此外,这也会给家里的任何人创造一个不安全的环境。测量电机上的电压和电流,并紧固电气连接,以确保您和您的家人的安全。
  • 润滑所有活动部件-随着时间的推移,摩擦会磨损你的马达。一个坏掉的马达也需要更多的能量,导致高额的电费。在任何活动部件上使用适当的润滑剂。
  • 检查所有气体连接-如果你在家里闻到煤气味,可能是暖气系统煤气泄漏了。连接漏水会引起火灾,并可能给您和您的家人带来健康问题。看看你的气体压力,燃烧器燃烧区域和热交换器连接。检查一下他们是否干净,可以操作了。
  • 清洁过滤器-在管道系统中,过滤器收集污垢,保持空气清洁。随着时间的推移,它们需要清洗或更换。如果不加检查,脏的过滤器会破坏你的系统,增加你的能源成本。每月检查一次中央空调、熔炉或热泵的滤网是否脏,必要时更换。
  • 保持接缝密封-风管系统有许多不同的金属片彼此连接。如果你的管道不合适,有空气泄漏,你可能会有更高的能源成本。密封你的管道接头,以保持空气锁在管道。

每个供暖系统都是不同的。查看安装指南和手册从HVAC.com网站上找到您的特定供暖系统。

双手修理煤气锅炉
turk_stock_photographer / Getty Images

总结

谢天谢地有了供暖系统。供暖系统中惊人的技术结合使我们能够舒适地度过寒冷的天气。

关于加热器是如何工作的,某些类型或品牌的好处,以及正确的维护技术,有很多东西需要学习。好消息是,我们并不都必须是专家。HVAC.com提供了一个全国范围内值得信赖的本地供暖和空调承包商网络,他们经过预先筛选,下次你的暖通空调系统开始出现问题时可以Betway最新下载提供帮助。