5.2.2.1　蒸汽供暖系统的工作原理

以水蒸气作为热媒的供暖系统称为蒸汽供暖系统。如图5.9所示是蒸汽供暖系统的原理图。水在锅炉中被加热成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽靠自身压力作用通过管道流入散热器内，在散热器内放出热量后，蒸汽变成凝结水，凝结水靠重力经疏水器（阻汽疏水）后沿凝结水管道返回凝结水箱内，再由凝结水泵送入锅炉重新被加热变成蒸汽。

5.2.2.2　蒸汽供暖系统的分类

（1）蒸汽供暖系统按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为3类：

1）供汽的表压力大于70kPa时，称为高压蒸汽供暖。

2）供汽的表压力不大于70kPa时，称为低压蒸汽供暖。

图5.9　蒸汽供暖系统原理图

1—蒸汽锅炉；2—散热器；3—疏水器；4—凝结水箱；5—凝水泵；6—空气管

3）当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽供暖。

（2）根据立管的数量可分为单管蒸汽供暖系统和双管蒸汽供暖系统。单管系统易产生水击和汽水冲击噪声，所以多采用垂直双管系统。

（3）根据蒸汽干管的位置可分为上供下回式、中供式和下供下回式。其蒸汽干管分别位于各层散热器上部、中部和下部。为了保证蒸汽、凝结水同向流动，防止水击和噪声，上供下回式系统用得较多。

（4）根据凝结水回收动力可分为重力回水和机械回水。

5.2.2.3　低压蒸汽供暖系统

1.重力回水低压蒸汽供暖系统

如图5.10所示为重力回水低压蒸汽供暖系统。在系统运行前，锅炉充水至I-I平面。锅炉产生的蒸汽，在其自身压力作用下，克服流动阻力，沿供汽管道，输送至散热器内，并将积聚在供汽管道和散热器内的空气驱入凝结水管，由凝结水管末端的B 点排除。蒸汽在散热器内冷凝放热，凝结水黏重力作用沿凝结水管路返回锅炉，重新加热变成蒸汽。

图5.10　重力回水低压蒸汽供暖系统

1—锅炉；2—蒸汽管；3—干式自流凝结水管；4—湿式凝结水管；5—空气管；6—散热器；7—截止阀；8—水封

2.机械回水双管上供下回式低压蒸汽供暖系统

如图5.11所示是双管上供下回式系统，该系统是低压蒸汽供暖系统常用的一种形式。从锅炉产生的低压蒸汽经分汽缸分配到管道系统，蒸汽在自身压力的作用下，克服流动阻力经室外蒸汽管道、室内蒸汽主管、蒸汽干管、立管和散热器支管进入散热器。蒸汽在散热器内放出汽化潜热变成凝结水，凝结水从散热器流出后，经凝结水支管、立管、干管进入室外凝结水管网流回锅炉房内凝结水箱，再经凝结水泵注入锅炉，重新被加热变成蒸汽后送入供暖系统。

3.双管中供式低压蒸汽供暖系统

如多层建筑顶层或顶棚下不便设置蒸汽干管时可采用中供式系统，如图5.12所示。这种系统不必像下供式系统那样需设置专门的蒸汽干管末端疏水器，总立管长度也比上供式小，蒸汽干管的沿途散热也可得到有效的利用。

5.2.2.4　高压蒸汽供暖系统(www.daowen.com)

与低压蒸汽供暖相比，高压蒸汽供暖有下述技术经济特点：

（1）高压蒸汽供气压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程热损失亦大。对同样热负荷所需管径小，但沿途凝水排泄不畅时会水击严重。

图5.11　机械回水双管上供下回式低压蒸汽供暖系统

1—采暖蒸汽干管；2—蒸汽锅炉；3—凝结水干管；4—凝结沙箱

图5.12　中供式机械回水低压蒸汽供暖系统

1—蒸汽管；2—凝结水管；3—回热源的凝结水管；4—空气管；5—通气管；6—凝结水箱；7—凝结水泵；8—止回阀；9—散热器；10—截止阀；11—疏水器

（2）散热器内蒸汽压力高，因而散热器表面温度高。对同样热负荷所需散热面积较小；但易烫伤人，烧焦落在散热器上面的有机灰尘会发出难闻的气味，安全条件与卫生条件较差。

（3）凝水温度高。高压蒸汽供暖多用在有高压蒸汽热源的工厂里。室内的高压蒸汽供暖系统可直接与室外蒸汽管网相连。在外网蒸汽压力较高时可在用户入口处设减压装置。

如图5.13所示是上供上回式高压蒸汽供暖系统图。

图5.13　上供下回式高压蒸汽供暖系统示意图

1—高压分汽缸；2—工艺用户供汽管；3—低压分汽缸；4—减压阀；5—减压阀旁通管；6—压力表；7—安全阀；8—供汽主立管；9—水平供汽干管；10—供汽立管；11—供汽支管；12—方形补偿器；13—疏水器；14—凝结水箱；15—凝结水泵；16—通气管

5.2.2.5　蒸汽供暖系统的特点

蒸汽供暖系统的特点如下：

（1）在低温热水供暖系统中，热媒温度一般为95℃/70℃，散热器内热媒的平均温度为82.5℃；而在低压或高压蒸汽供暖系统中，散热器内热媒的温度不低于100℃，并且蒸汽供暖系统散热器的传热系数比热水供暖系统散热器高，使蒸汽供暖系统所用的散热器片数比热水供暖系统少，管路造价也比热水供暖系统低，因此蒸汽供暖系统的初投资少于热水供暖系统。

（2）由于蒸汽供暖系统一般为间歇工作，管道内时而充满蒸汽，时而充满空气，管道内壁的氧化腐蚀要比热水供暖系统快，因而蒸汽供暖系统的使用年限比热水供暖系统短，特别是凝结水管道更易损坏。

（3）由于蒸汽具有比容大、密度小的特点，因而在高层建筑供暖时，不会像热水供暖系统那样产生很大的静水压力，底层散热器不会因承受过大的水静压力而破裂。

（4）在真空蒸汽供暖系统中，蒸汽的饱和温度低于100℃，蒸汽的压力越低，蒸汽的饱和温度也越低，散热器表面温度能满足卫生要求，且能用调节蒸汽饱和压力的方法来调节散热器的散热量。但由于系统中的压力低于大气压力，稍有缝隙空气就会渗入，经常会出现疏水器漏气、凝结水二次蒸发、管件损坏等跑、冒、滴、漏现象，影响系统的使用效果和经济性。这就使真空蒸汽供暖系统应用不够广泛。

（5）蒸汽供暖系统的热惰性很小，即系统的加热和冷却过程都很快，很适宜需要间歇供暖和要求加热迅速的建筑物，如工业车间、会议厅和剧院等。

（6）蒸汽供暖系统散热器表面温度较高，易烫伤人，不适宜对卫生要求较高的建筑物，如住宅、学校、医院和幼儿园等。