家庭熱水采暖系統實訓安裝間設計與建設

郭巖

南京高等職業技術學校

隨著居民生活水平日益提高，人們對供暖舒適性的要求越來越高，我國的供熱區域也已經由傳統的秦嶺-淮河以北擴展到長江以南，甚至延伸到廣西和福建地區[1]。長江以南的采暖主要以燃氣壁掛鍋爐為熱源、以暖氣片和低溫熱水地板采暖模式為主的分戶家庭熱水采暖形式，而且這種市場需求有逐年增加的趨勢。由于課程內容設置的缺失、實驗實訓設備的匱乏、專業教師的缺乏等原因，作為培養技術技能型人才的各類職業院校沒有承擔起應有的培養職責，從而導致當前國內家庭熱水采暖系統的設計、安裝、調試以及維修等項目的培訓基本上是依靠各個壁掛爐、散熱器、管材等生產廠家或者采暖施工公司進行培訓，其結果就是各自為政、各自為重，造成培訓內容的割裂，無法形成系統性培訓，其結果是這一類的設計安裝調試人員的能力良莠不齊，給家庭熱水采暖系統的運行帶來一定的隱患。針對這種現狀，筆者所在的學校通過多方調研，結合學校的辦學優勢和專業特色，探索開發了一套集燃氣壁掛鍋爐安裝與調試，采暖系統設計安裝與調試為一體的家庭熱水采暖系統實訓安裝間。

1 研發思路

本實訓安裝間研發的目的在于解決職業院校和相關企業進行家庭熱水采暖系統安裝調試培訓項目的需要?；诠ぷ鬟^程系統化平行、遞進、包容的原則[2]的原則，實現教學內容與工作內容的高度對接，本實訓安裝間采用實心黏土磚砂灰粉刷墻體，開發使用力爭接近真實工作環境，培養學生對家庭熱水采暖系統的整體認知能力，能夠根據不同的情景預設科學合理的進行系統優化設計，完成熱源（燃氣壁掛鍋爐）、管材、管件、散熱器、分集水器、溫度控制器等材料選型，根據設計方案完成系統安裝，調試和項目驗收。

2 基本組成

本實訓安裝間主要由安裝墻，預裝管道，設備組件以及工具箱等四部分組成。安裝墻的平面基本構成呈一面開口、三面閉合的長方形狀，如圖1所示，主體由三面高度2500mm、厚度240mm實心黏土磚墻組成,墻體表面進行 20mm 砂漿粉刷，墻的長度分別為2500 mm，2000 mm 和 2500 mm，占地面積為5.0 m2。預裝管道主要包括燃氣管道和自來水管道，與實訓室內的原有系統連接，供后期運行采暖系統運行調試或燃氣壁掛鍋爐安裝調試時接入。設備組件主要包括燃氣壁掛鍋爐，分集水器，混水中心，暖氣片以及常用的閥門，管材，管件，溫度控制器等。工具箱主要用來存放安裝和維修工具，主要包括常用的螺絲刀、扳手、老虎鉗、割刀、萬用表等。

圖1 安裝墻平面圖

3 基本功能

1）燃氣壁掛鍋爐的安裝調試

借助本實訓安裝間原有的熱水采暖系統，學生可以根據任務要求進行燃氣壁掛鍋爐的包裝箱外觀檢查、開箱驗收、根據原有采暖系統管道接口位置確定燃氣壁掛鍋爐的安裝位置、使用沖擊電鉆在預定位置打孔，安裝掛板，掛裝壁掛鍋爐，連接冷熱水管和燃氣管，采暖系統注水運行，壁掛鍋爐參數調試與設定，填寫安裝驗收報告等工作。這些操作任務完全按照實際工作情景進行設置，工 作流程和評價標準來源于現有安裝公司的操作驗收規范。

2）家庭熱水采暖系統設計

依據此實訓安裝間提供的模擬建筑平面布局和客戶自身對采暖和生活熱水的不同需求，學生可以參照規范設計出單一散熱片、地板采暖、地板采暖＋暖氣片等不同形式的采暖系統，并在此基礎上完成施工平面圖的繪制、系統圖的繪制、材料清單的編制、項目預算編制等學習任務。

3）暖氣片采暖系統安裝調試

學生可以按照自己預先設計的施工圖紙或者教師給定的施工圖紙在實訓安裝間上進行單一的暖氣片采暖系統的安裝調試。這種單一的暖氣片采暖系統常見的布置形式包括環形，樹枝和章魚三種[3]，基本形式包括同程式（如圖2所示）和異程式（如圖3所示）兩種，暖氣片的數量可以是兩組或者三組。學生按照施工圖紙完成壁掛鍋爐的掛裝、管道系統的安裝、暖氣片的掛裝、系 統打壓檢漏、暖 氣片調試等分項作業，最后進行整個安裝項目的竣工驗收。

圖2 同程式系統

圖3 異程式系統

4）地板采暖系統安裝調試

由于本實訓安裝間是在學校實訓車間里供學生或企業員工培訓時使用，故涉及到的地板采暖只是干式做法，不考慮濕式做法。學生按照自己預先設計的施工圖紙或者教師給定的施工圖紙在實訓安裝間上進行地板采暖系統干式做法的安裝調試。具體的工作分項包括壁掛鍋爐的掛裝、分集水器的安裝、主管道的安裝、反射膜的鋪設、保溫層的鋪設、鋼絲網的鋪設、散熱管的安裝、隔熱條的安裝、系統打壓檢漏[4]等，最終填寫安裝項目竣工報告。

5）暖氣片+地暖采暖系統安裝調試

在大多數安裝地板采暖的用戶中，基于防漏等因素考慮，衛生間一般都采用暖氣片采暖的形式，也就是說需要進行暖氣片+地暖采暖系統安裝。此實訓安裝間可以借助混水中心和分集水器實現這種系統的安裝調試，主要分項工作包括壁掛鍋爐的掛裝，分集水器的安裝、混水中心的安裝，暖氣片的掛裝，地板采暖系統的安裝，系統打壓檢漏以及系統運行調試等，實現兩種不同采暖形式巧妙結合的直接體驗。

6）生活熱水系統的安裝

依據選擇的燃氣壁掛鍋爐的不同，此實訓安裝間可以實現即熱式熱水供應、單一生活熱水水箱供應、生活熱水水箱＋循環泵（如圖4所示）等三種生活熱水供應形式。學生根據預先的設計圖紙進行壁掛鍋爐的掛裝、生活熱水水箱安裝、自來水管道安裝、一次水管道安裝、二次水管道安裝、循環泵安裝、混水龍頭安裝等分項項目，完成不同形式的生活熱水供應形式的安裝并可以進行真實體驗。

圖4 生活熱水水箱+循環泵系統

4 推廣價值

1）造價低廉。安裝間的主體是實心黏土磚砌筑表面進行砂漿而成的磚墻，造價相對于一些教學設備公司生產的安裝間來說價格低廉。同時，磚墻結構的安裝間主體與工作實際的安裝墻面結構一致，學生可以按照實際工作需要進行開孔、開槽，完成設備掛裝和管道安裝。對此使用后僅需重新對墻體表面進行砂漿粉刷即可，可以重復使用，也可以對土木工程專業的學生提供墻體粉刷實訓項目的實踐教學。

2）實用性強。本安裝間的研發主要是解決學校教學實訓與實際工作需求脫節的問題，以提高學生對家庭熱水采暖系統在熱源安裝、系統設計、安裝與驗收等方面的綜合能力。安裝間的架構構造基本上與工作實際環境高度一致，不僅可以完成家庭熱水采暖系統的安裝調試，也可以進行照明電路的安裝，墻面粉刷以及鑲嵌等實訓項目的操作。當然，本實訓安裝間不僅可以對職業院校的學生進行實踐教學，與可以對壁掛鍋爐廠家、采暖施工公司的專業技術人員進行專業培訓。

3）高度集成。本實訓安裝間將所有的操作面控制在5 m2的范圍內的三面安裝墻上，通過使用一面墻、兩面墻或者三面墻的任意組合，借助分集水器、混水中心和加熱水箱，可以實現實際工作中三個房間的散熱器采暖、地板采暖、散熱器＋地板采暖三種不同形式組合的采暖系統以及即熱式、壁掛鍋爐＋生活熱水水箱、循環熱水系統等三種生活熱水供應形式等。將不同形式的采暖系統和生活熱水供應形式組合起來，基本上就集成了當前實際安裝項目中的所有家庭熱水采暖系統形式，滿足不同層面客戶的需求。

4）互換性高。根據本實訓安裝間的設計，系統中的熱源可以采用不同廠家、不同型號的兩用爐和單采暖爐，散熱系統可以采用標準型、矮長型、細高型等不同形式的散熱片。管材可以根據設計需要使用 PP-R管、鋁塑復合管、鍍鋅鋼管等不同材料的管道。連接方式可以根據需要采用熱熔、卡壓、絲扣等不同形式。管道固定可以采取墻面開槽、管卡等不同形式。

5 存在問題

1）以點帶面?；趯W校實訓場地面積和學生數量多等因素的限制，本實訓安裝間的每一個工位都局限在5 m2的范圍內的三面安裝墻上，所有的系統設計和設備安裝都是借助這三面墻完成，存在以點帶面的局限性，不能夠完全按照一比一的規模進行操作。

2）與真實項目存在差異?？紤]到整個實訓系統的安裝調試是需要在學校的實訓教室里完成，所有的材料消耗等費用都需學校承擔等因素，學生在進行壁掛鍋爐掛裝、管道安裝、散熱片安裝、地板采暖系統安裝等方面在尺寸上都是微縮版的，大多數材料都是多次重復使用的。這樣造成的結果就是整個安裝項目只能是高度仿真的，與實際工作中的安裝項目在尺寸、用材等還是存在一定的差距。