暖气片
暖气片（Radiators，convectors）是用于室内供暖的换热器，将热能透过热介质转移到室内。
康乃迪克州纽哈芬市的Denison Olmsted曾在1834年的专利中有提到用炉以及热交换器，让热量传到室内，他在专利中有提到到他的发明是“一种特殊的装置，我称为radiator”，他似乎是最早将radiator一词用在室内供暖设备的人[1]。暖气片是由Franz San Galli在1855年发明，他生于普鲁士王国，是俄罗斯的商人，住在圣彼得堡[2][3]。在1800年代末期，许多公司（像是American Radiator Company）推广铸铁的暖气片以取代以往的结构钢暖气片，目的是为了节省成本以及扩大市场。
Radiation或convection
[编辑]散热器（radiator）是指主要利用热辐射传热到其他物质，以达到散热目的的设备。不过实务上，“radiator”一词可以用在任何有流体流经暴露管线的散热设备，而且可能会有鳍片或是其他方式以增加和流体的导热，虽然其主要散热方式是用对流，但仍称为是“radiator”。
对流加热器（convection heater）一般会指热源没有直接暴露在外的设备。
能量来源或供暖介质
[编辑]蒸汽
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暖气片可以用用蒸汽作为供暖介质，优点是其蒸汽自身即有压力可以流动，不需要透过泵浦输送。因此在电动马达以泵浦普及之前，就已经有蒸汽暖气片了。蒸汽也比热水容易在大型的高楼（例如摩天大楼）运输。不过蒸汽系统运作的高温，在本质上其效率就比较低，而且其热损失也会比较多。
蒸汽管以及暖气片容易产生砰砰的噪音，称为蒸汽锤。砰砰声的产生是因为部份蒸汽在管路中水平的部份凝结成水。接著，蒸汽带著水，像子弹一样快速的撞击管道的配件，产生锤击的噪音，并且大幅地增加管路的压力。此问题多半是因为不当的冷凝水排放策略所造成，常常是因为建筑物的沈降，使得管路及暖气片不再略为往锅炉方向倾斜，而在管路中生成了冷凝水的池所导致[来源请求]。
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热水
[编辑]热水的暖气片系统中包括密封的金属管，其中有由锅炉或是其他热源加热的热水，输送方式可能是用重力、泵浦输送，或是自然对流。热水的热量释出后，热水会冷却，沈降到暖气片的下方，强制从另一端的管路送回锅炉。热水暖气片系统一般会加上反水锤装置以避免或减小管路受到水锤效应的冲击。
电力
[编辑]电力暖气片系统和使用蒸汽或热水作为热源的系统不同，电力暖气片系统使用暖气片所在处的电力，用发热元件位置产生热，暖气片内有流体（一般会是油），利用对流方式将热从发热元件带到暖气片的表面。电力暖气片不需要配管，因此较小型的电力暖气片可以作成可携式的。有些电力暖气片也可以使用热水当能量来源，这常见于加热毛巾架，若大楼有供暖，有提供热水，就用热水当作能量来源，若大楼没有提供热水，则切换成使用电力的模式。
造型和设计
[编辑]铸铁暖气片
[编辑]铸铁的暖气片可以用在蒸汽供暖系统或是热水供暖系统。在新的建筑中，已不再使用传统的铸铁暖气片，被强制对流的热水底板型暖气片或是板型暖气片取代，不过仍可以找到这类的设备。
热水底板型
[编辑]热水底板型的暖气片（Hot-water baseboard convectors）包括了上面加有铝质散热鳍片的铜管，散热鳍片的目的为了增加表面积。这种暖气片会用传导方式传热，让热从管子内循环流动的热水，传到暖气片的金属上。
底板型暖气片是用对流的方式，让热从暖气片传到室内的空气，提高室内的温度[4]。其作法是将下方的冷空气抽走，使其通过散热鳍片，加热空气，再将空气从底板上方释放。这让室内有空气的对流。若底板型暖气片的上方或是下方被挡住了，就无法让空气流动，暖气也就没有效果。有些底板型暖气片会配合上方活动式的隔板，让室内的人可以微调暖气温度，类似中央风调的配风器。
板型暖气片
[编辑]板型暖气片是由平的钢板或是波纹钢板焊接而成，多半装在墙上。板型暖气片一般是配合热水系统，但也有＼电热型的板型暖气片。板型暖气片上面常会加上鳍片以增加表面面积，也增加对空气传热的能力。可以将几片钢板做成叠层，组成一个暖气片，其架构会用二位数字来表示：第一位数字是钢板的数量，第二位数字是其中鳍片层的数量。例如21型暖气片有二片钢板，中间有一层鳍片，类似三明治的架构。空气是靠对流的方式通过暖气片以及中间的鳍片，若要使其达到其设计效能，要让气流不会受到其他的阻碍。板型暖气片输出的热量是用控制热水的流量来调节，可能是人工调节，也有可能是用暖气片恒温阀自动调整。
铝质暖气片
[编辑]暖气片也可以用铝制作，铝是良好的热导体，其热导率比钢要好。铝质暖气片的水量会比较少，再配合其良好的热导能力，使铝质暖气片对温度需求变化时的反应相当良好[5]
风扇辅助热交换器
[编辑]风扇辅助热交换器包括一个热交换器，其热源来自供暖系统提供的热水。由自动调温开关控制风扇，让空气流过换热器，再在房间循环。这种设备的优点是体积较小，而且有助于热的分散。缺点包括风扇的噪音，并且需要热源以及供应风扇的电源。
地暖系统
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地暖系统会将许多的管路或是加热电线放在地板以下，在房间各处供暖。若是用热传导的地板材质（例如瓷砖）效果最佳。房间大小的地暖系统，大表面积使其可以维持在较室内理想温度高几度的温度，使对流减到最小。新建筑内的地暖系统比其他系统的效率要好，但价格也更贵。要在现有建筑改造，增加地暖系统，也是相当困难的。
罗马的热炕（hypocaust）也使用类似的原理。
踢脚板暖气片
[编辑]踢脚板暖气片是将暖气片置于踢脚板上，再将热水（多半是由中央供暖系统提供）接入暖气片中[6]。
对室内温湿度的影响
[编辑]暖气片会降低室内湿度，会让皮肤变干，感觉比较不舒服，也可能让木质地板收缩。可以配合加湿器来增加湿度[7]。
相关条目
[编辑]参考资料
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- ^ Kay, Thornton. A peculiar kind of apparatus, which I call a radiator. SalvoNEWS. 14 March 2016 [22 December 2016]. （原始内容存档于23 December 2016）.
- ^ Family Sangalli / San Galli. [2024-09-07]. （原始内容存档于2017-06-21）.
- ^ Johnny Acton; Tania Adams; Matt Packer. Origin of Everyday Things
. Sterling Publishing Company, Inc. 2006: 205 [February 4, 2015]. ISBN 1402743025. radiator 1855 invented.
- ^ Siegenthaler, John. Modern hydronic heating & cooling : for residential and light commercial buildings 3rd. Cengage Learning. 2023: 280–282. ISBN 978-1-337-90491-9.
- ^ What are good conductors of heat?. byjus.com. [2024-06-18] （英语）.
- ^ In depth knowledge. [26 August 2014].
- ^ McDonell, Geoff. Residential Humidity Control Strategies for Radiant Conditioned Homes. Healthy heating. [12 January 2023].
- Operating information on electric radiators. Laura LNorth01. 2020 [2024-09-07]. （原始内容存档于2024-05-18） （英语）.
