（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

撰文 | Ziv

審核丨烏其多

又到了各地陸續(xù)開始供暖的季節(jié)。你有沒有想過，暖氣里面流的明明都是水，為什么要叫暖氣呢？

（圖片來源：Unsplash）

在秦嶺-淮河以北的城市，大多數(shù)地方都有全城規(guī)模的集中供暖管道網(wǎng)絡(luò)，由政府或者政府指定的公司運(yùn)營，在冬季提供集中供暖服務(wù)。每個(gè)地方的供暖起止時(shí)間都不太一樣，地理位置越北的城市，供暖時(shí)間也就越早。比如在哈爾濱，基本不到11月就開始供暖，將近第二年5月停止供暖。而北京一般是11月中上旬開始供暖，第二年3月中旬停止供暖。

集中供暖的意思是用一個(gè)熱源為建筑內(nèi)的很多空間供暖，小到一棟樓，大到整個(gè)小區(qū)所有住戶的暖氣可能都來自同一處供熱中心。

暖氣是什么時(shí)候出現(xiàn)的？

集中供暖的起源最早可以追溯到古希臘時(shí)期，考古發(fā)現(xiàn)希臘神廟的地下有煙道，點(diǎn)火后產(chǎn)生的熱量會在煙道內(nèi)循環(huán)，從而給整個(gè)神廟供暖。羅馬帝國的一些建筑也有集中供暖系統(tǒng)，人們通過爐子加熱空氣，然后通過地板下的空隙輸送到墻壁的管道內(nèi)。

在西班牙出土的一處地暖系統(tǒng)遺址。（圖片來源：Valdavia - wikimedia commons）

在我國，類似的供暖系統(tǒng)叫做“火墻”“火地”，歷史可以追溯到秦朝。到了明清時(shí)期，工匠建造宮殿時(shí)將火墻和火地結(jié)合，也就是說宮殿中一些墻壁是空心的夾墻，墻下有火道。冬天，人們在殿外的房間里（紫禁城的燒火坑在室外，可以防止一氧化碳中毒）添加火炭，產(chǎn)生的煙和熱氣就會飄進(jìn)火道，給殿內(nèi)供暖。

除此以外，人們還設(shè)計(jì)了蒸汽供暖系統(tǒng)，通過管道將蒸汽從中央鍋爐運(yùn)送到房屋各處。第一個(gè)在自己家里實(shí)際建造這套暖氣系統(tǒng)的人是詹姆斯·瓦特。

沒錯(cuò)就是你知道的那個(gè)發(fā)明蒸汽機(jī)的瓦特。（圖片來源：wikimedia commons）

我國早期也采用過蒸汽供暖（當(dāng)時(shí)也叫熱水?。?，但是這種供暖方式要在管道里輸送高溫高壓的水蒸氣，對管道要求很高，如果出現(xiàn)故障或破壞，容易發(fā)生蒸汽泄漏，甚至引起爆炸；如果不小心碰到暖氣片，溫度也非常高，安全隱患比較大。這一段用蒸汽供暖的歷史也許就是“暖氣”這個(gè)名字的來源。

熱水供暖是另一種集中供暖方式，最早是由古羅馬人發(fā)明的，他們在公共浴池中采用熱水供暖，后來發(fā)展為全球主流供暖方式之一。

過去的暖氣散熱片是鑄鐵的，后來有了鋼制、銅鋁、銅制、鋁制等材質(zhì)的散熱片，其中鋼制散熱片外觀輕巧美觀而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。（圖片來源：Unsplash）

暖氣水溫并不是固定的，供熱系統(tǒng)的目的是讓室內(nèi)的溫度維持在比較適宜的范圍，一般是18~22℃。如果天氣寒冷或者降雪，暖氣里的水可能需要達(dá)到70℃以上才能滿足要求，把手放在暖氣片上會覺得很燙，連停留1秒也很難。如果天氣晴朗，室外很暖和，暖氣里的水溫可能50℃就夠了。

暖氣里的水能洗澡嗎？

你可能會問，這么暖和的水，拿來洗澡不是正好？

不行。絕對不行。

供暖系統(tǒng)用的水不是普通的自來水，而是加了各種化學(xué)成分的軟化水。這樣做可以保護(hù)鍋爐和管道，防止管道結(jié)垢、生銹，或者過早破裂。如果長期接觸這種軟化水，可能會導(dǎo)致皮膚屏障損壞，引起干燥、過敏。

同樣，暖氣里的水也不能用來洗衣服、洗菜、洗碗，殘留在衣服、食物或餐具上的化學(xué)成分也對健康有害。

更不能直接從暖氣里接水喝！?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）

除了對個(gè)人的影響，從暖氣里放水還會影響整個(gè)供暖系統(tǒng)的壓力平衡。為了讓水流能順暢的供給到各家各戶，供暖管道里需要保持一定的壓力，如果有一戶放水，其他人家里的水壓就可能不穩(wěn)，導(dǎo)致整個(gè)單元的供暖都會出現(xiàn)故障。

為什么暖氣片有的涼有的熱？

熱水在暖氣里面流動時(shí)，會有一些氣體從水中析出，聚集在一起形成較大的氣泡或者氣柱，可能會在管道里形成氣塞，導(dǎo)致熱水循環(huán)不暢通，因此有時(shí)候家里面的暖氣片有的地方摸起來是涼的。

這種情況一般會在暖氣剛開始給水時(shí)出現(xiàn)，解決方法是可以微微擰開暖氣片上方的排氣閥，慢慢排出氣體，直到聽到有小水泡冒出來的聲音，馬上擰緊排氣閥。水流會填充之前被氣體堵住的區(qū)域，暖氣就熱起來了。

其他采暖方式

除了集中供暖，還有很多建筑采用自采暖。自采暖設(shè)備有使用天然氣的壁掛爐，還有使用電力的暖風(fēng)機(jī)、電暖氣等等。

傳統(tǒng)集中供暖靠燃煤來提供熱源，不過從大約十年前開始，很多地方就已經(jīng)將燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t，減少了空氣污染。南方的很多朋友可以通過自采暖的方式度過冬天，不過這樣電力消耗可能會有些大，人們?nèi)匀辉趯ふ腋h(huán)保、更省電的供暖方式。

空氣源熱泵的室外機(jī)看起來跟普通空調(diào)別無二致。（圖片來源：wikimedia commons）

目前，一些地方開始嘗試用熱泵供暖的方式來取暖。簡單來說，熱泵是一種讓熱量從冷的環(huán)境傳遞到熱的環(huán)境的設(shè)備，它能讓熱的地方更熱、冷的地方更冷，只需要少量電力就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果。

從熱量來源看，熱泵可以分為空氣源、水源和地源熱泵三種。

冬天，空氣源熱泵可以吸收室外的冷空氣中的熱量，流經(jīng)壓縮機(jī)和冷凝器，從而增加熱量并釋放到室內(nèi)。

水源熱泵是利用淺層地下水、河流或湖泊等水體為室內(nèi)空氣加熱。另一種熱泵是地源熱泵，需要在地下鉆深孔，或者挖掘地面，鋪設(shè)水平的管道系統(tǒng)。水源和地源熱泵的成本更高，但加熱效果比較好。

安裝在水里的熱泵熱交換器。（圖片來源：Mark Johnson - wikimedia commons）

過去當(dāng)室外氣溫很低時(shí)（低于-5℃），熱泵的工作效果會變差，難以維持室內(nèi)溫度或者提供熱水。不過噴氣增焓熱泵解決了這個(gè)問題，這種熱泵的壓縮機(jī)中間多了一個(gè)吸氣口，可以把從冷凝器循環(huán)回來的氣體也利用上。這樣即使在寒冷的北方也能正常使用了。

冬天來了，你家的暖氣熱了嗎？南方的朋友靠什么取暖？靠一身正氣的請舉手。

參考資料：

[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_heater

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

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

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

[7]http://www.admirer.cn/dy/article/K6UNAC5305567N48.html

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

將“把科學(xué)帶回家”

不錯(cuò)過每條有趣科學(xué)推文！

原創(chuàng)文章版權(quán)歸微信公眾號
“把科學(xué)帶回家”所有

轉(zhuǎn)載請聯(lián)系：bd@wanwuweb.com

凡本公眾號轉(zhuǎn)載、引用的文章 、圖片、音頻、視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有人所有，因此產(chǎn)生相關(guān)后果，由版權(quán)所有人、原始發(fā)布者和內(nèi)容提供者承擔(dān)，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。

▲ 關(guān)注我們，點(diǎn)亮在看，分享一下