過冬,你靠的是暖氣還是一身正氣?_風聞
费米科学-来费米一起玩科学吧2019-11-14 18:22
大家好
我是大臉喵
就在我收拾好行李
準備去天津躲兩天的時候
北京終於提前供暖啦!
為了應對入冬首個寒潮預警
所以提前了一天
每年都靠暖氣過冬
大家有沒有好奇過
暖氣究竟是如何送到你家的?
南北供暖線又是從何而來?
今天我們就來説説
©pixabay
暖氣從哪裏來
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過去,人們過冬依靠的是自己燒的小煙囱煤爐取暖,那時每到入冬,除了囤大白菜,每家都會囤上一些石墨同位素氣冷堆堆芯(俗稱蜂窩煤)。
小小的煤爐給人們帶來了不少温暖,人們用它取暖做飯,爐子上總會放上一個水壺,這樣隨時就能喝到熱水,愛美的人們還會用火鉗子來燙頭髮。
©history.sohu.com
但蜂窩煤燃燒產生的煤焦油和水汽,不經過處理直接順着煙囱口落到地上,會結成一坨坨黑冰,而且整條街都是煤煙味兒。
要是趕上颳風天,還得趕緊調整煙囱口的方向,一個不留神濃煙倒灌,嗆的人鼻涕眼淚直流,更危險的還可能會中毒。
為了解決這些問題,建國初期我國北方參照蘇聯模式,初步建立起了住宅鍋爐集中供暖體系。
辦公樓、車間、集體宿舍等最先嚐試了這種供暖方式,當時總能看到這樣冒着白煙的鍋爐房,暖氣也正是在此時進入到了人們的家中。
©collection.sina.com丨原北京啤酒廠鍋爐房
其實,集中供暖的本質就是燒開水。
鍋爐房先將冷水燒熱,然後通過管道將它們輸送到每家的暖氣片裏。
家中的暖氣片由容易導熱的鋼、鑄鐵或銅鋁複合材料製成,且安裝在靠近地面的位置,這樣通過熱氣上升、冷氣下沉的對流,就可以快速提高房間的温度了。
鍋爐房燒熱水雖然同樣也是用煤,但增加了尾氣處理裝置,對空氣的污染要比各家的煤爐小的多。
©gov.cn
1958年,北京市建立了我國第一家煤氣熱力公司——雙井蒸汽廠,主要向長安街沿線的大型公共建築提供集中供暖,從此逐漸形成了我們現在的供暖系統。
熱電廠的工作依舊是燒熱水,但每個熱電廠供暖的範圍要比鍋爐房大的多,而且自上個世紀90年代開始,集中供暖率先使用了清潔能源天然氣,比燒煤更加環保。
熱水會通過一級管網輸送至社區附近的熱力站,熱力站利用換熱器把二級管網中的水燒熱,最後再流入每家的暖氣片中,而且熱電廠可以利用發電設備的餘熱供暖,進一步節省了能源的消耗。
©潑辣有圖丨黑龍江的熱電廠
熱電廠可以大範圍供暖的秘訣在於加壓,一般情況下,水最多可以燒到100度,再熱就會變成蒸汽了,但當壓力增加後,水可以被燒的更熱。
利用熱電廠的經典設備**「燃氣-蒸汽聯合循環機組」**,燃氣輪機帶動發電機發電時,會產生大約500度的高温煙氣。
這些煙氣進入餘熱鍋爐中,將換熱管裏的冷水加熱成300-400度的高温蒸汽,驅動蒸汽輪機發電。
其中部分蒸汽會在汽水換熱器裏,把冷水加熱至110-150度,用於供暖,由於管道內加了壓,所以即使是到了150度,依舊是液態的,這樣就可以通過管道流通。
©gov.cn丨冬天會冒熱氣的井蓋下面流過的就是這些熱水
之所以要把水燒到這麼熱,主要是為了節能,少量的水攜帶着更多的熱量,既節省了水泵用電,還能縮小管道的直徑,降低熱損耗。
這些高温水經由一級管網來到了熱力站,在這裏與二級管網中的冷水匯合。
它們不會直接被混合在一起,而是利用板式熱交換器,通過金屬板導熱將二級管網中的冷水加熱至60度左右,最後輸送到我們的家中。
©xuzhi.net丨板式熱交換器
其實將一二級管網分開還有另一個目的,防止偷放熱水。
偷放暖氣水不僅會增加熱電廠的負擔,也會影響供暖效果,為了防止這一現象,早些時候,熱企會往水裏兑顏料,後來又加入了大蒜素、臭味劑。
2014年濰坊一家熱企甚至無奈的貼出通告,面向市民收購尿液輸入供熱管網。
終於知道小時候暖氣管漏水弄髒的衣服
為啥洗不出來了
南北供暖線從何而來
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目前,我國已經擁有了世界上規模最大的集中供暖管網。
熱水管網總長度達到19.2721萬公里,覆蓋的建築面積達到約85億平方米。
但如此大規模的供暖,依舊有很多人只能憑一身正氣過冬。
講到南北供暖線,我們要先從以秦嶺淮河為界的南北分界線説起。
1908年,中國地學會首任會長張相文,首次提出了南北分界線的概念。
1935年,中國近代氣象學家竺可楨,在《中國氣候概論》中明確提到了秦嶺-淮河線。
凡曾經秦嶺山脈者,未有不注意此山脈南北二區域間之差異。推究其因,蓋以氣候顯然不同,遂使華北、華南植物之種類,旅行之方式,以及人民之特性迥然有別。
從此,秦嶺-淮河線逐漸成為了我國公認的南北地理分界線。
不僅如此,它還是我國1月份0度等温線、800毫米等降水線、温帶落葉闊葉林與亞熱帶常綠闊葉林帶分界線……
到了上個世紀50年代,它又成為了南北集體供暖的分界線。
©《中國區域清潔供暖發展報告》
隨着第一家熱力公司建立,我國開始劃定南北集中供暖的界限,當時能源緊缺,在節約成本的前提下,優先考慮了氣候寒冷的北方。
依據當時蘇聯的氣候計算方法規定,室外温度5度以下為冬天,因此,年日平均氣温穩定低於或等於5度的日數大於或等於90天的地區,開展集中供暖。
並且根據這個標準,制定了供暖時間標準,例如我國華北大部分地區為當年11月15日至次年3月15日,地處我國最北端,冬季最漫長的漠河,則擁有着長達8個月的最長供暖期。
但受到**“拉尼娜”氣候**現象影響,我國冬季的氣温變得更低,據統計1954年以來,當出現“拉尼娜”現象時,我國冬季偏冷的比例超過了80%。
“拉尼娜”氣候
指赤道太平洋東部和中部海表温度大範圍持續異常變冷(連續6個月低於常年0.5℃以上)的現象,通常伴隨厄爾尼諾而來,也被稱為“反厄爾尼諾”。
也就是説,和制定供暖時間的那個時期比冬天變得更冷了,這也是為什麼最近很多南方地區開始強烈的呼籲供暖。
另外從氣象學角度看,濕度對體感温度的影響很大,平均每增加10%,體感温度就會降低1度。
有趣的是,由於江蘇正處在南北分界線上,所以徐州雖然屬於江蘇,卻是個貨真價實的北方城市,所以每到冬天,向來內鬥的不亦樂乎的江蘇,就會空前一致的“仇視”徐州。
©微博江蘇氣象
除了徐州,一些南方城市也陸續在嘗試着集體供暖,微博上有人特意整理出了這些幸福的城市。
©微博我就是個畫地圖的
而在北方,集中供暖也由固定的時間變為看天供暖,每個城市有自己的判斷標準,例如天津已經提前供暖半個月了。
©微博新華網
北京的規定是,如在非法定供熱日期間,一旦連續5天的日平均氣温低於5℃,或是出現突降大雪等惡劣天氣,就可以提前啓動供熱。
暖氣雖好但要小心暖氣病
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夏天的時候,我們曾經説過**「空調病」(傳送門),到了冬天,隨着供暖的開始,「暖氣病」**又出現了。
和空調病一樣,暖氣病也是由於環境變化引起的一系列症狀。
©soogif
供暖後,室內外的温差變大,加上室內門窗緊閉,空氣乾燥且不流通,就很容易引起鼻咽乾燥、流鼻血、渾身無力、頭暈噁心等症狀。
造成這些症狀的主要原因是缺水,正常情況下,人體每天會蒸發掉大約1000毫升的水分,供暖後蒸發的水分會增加,如果不及時補水,時間長了,身體的各個器官都會跟着遭殃。
長時間缺水,呼吸道粘膜分泌物就會減少,灰塵、細菌等附着在粘膜上,很容易引發上呼吸道感染。
水分流失,還會導致血液粘稠度增高,引起血壓下降及心絞痛等心血管疾病。
水分都被蒸發了,去廁所的機會自然也就少了,尿液起到沖洗尿路、避免感染的作用,如果過少就會增加尿道感染和尿路結石的風險。
除此之外,皮膚乾燥、眼睛幹癢也都是缺水造成的,所以暖氣來了一定要多補水。
乾燥、温暖又不流通的室內空氣,是病菌的最愛,有研究顯示當空氣濕度低於40%時,感冒病毒和其他能夠引發感染的細菌會快速繁殖,所以天冷也要記得常通風。
©soogif
以上
就是本期的全部內容
來自公眾號費米科學