家庭热水采暖系统实训安装间设计与建设

郭岩

南京高等职业技术学校

随着居民生活水平日益提高，人们对供暖舒适性的要求越来越高，我国的供热区域也已经由传统的秦岭-淮河以北扩展到长江以南，甚至延伸到广西和福建地区[1]。长江以南的采暖主要以燃气壁挂锅炉为热源、以暖气片和低温热水地板采暖模式为主的分户家庭热水采暖形式，而且这种市场需求有逐年增加的趋势。由于课程内容设置的缺失、实验实训设备的匮乏、专业教师的缺乏等原因，作为培养技术技能型人才的各类职业院校没有承担起应有的培养职责，从而导致当前国内家庭热水采暖系统的设计、安装、调试以及维修等项目的培训基本上是依靠各个壁挂炉、散热器、管材等生产厂家或者采暖施工公司进行培训，其结果就是各自为政、各自为重，造成培训内容的割裂，无法形成系统性培训，其结果是这一类的设计安装调试人员的能力良莠不齐，给家庭热水采暖系统的运行带来一定的隐患。针对这种现状，笔者所在的学校通过多方调研，结合学校的办学优势和专业特色，探索开发了一套集燃气壁挂锅炉安装与调试，采暖系统设计安装与调试为一体的家庭热水采暖系统实训安装间。

1 研发思路

本实训安装间研发的目的在于解决职业院校和相关企业进行家庭热水采暖系统安装调试培训项目的需要。基于工作过程系统化平行、递进、包容的原则[2]的原则，实现教学内容与工作内容的高度对接，本实训安装间采用实心黏土砖砂灰粉刷墙体，开发使用力争接近真实工作环境，培养学生对家庭热水采暖系统的整体认知能力，能够根据不同的情景预设科学合理的进行系统优化设计，完成热源（燃气壁挂锅炉）、管材、管件、散热器、分集水器、温度控制器等材料选型，根据设计方案完成系统安装，调试和项目验收。

2 基本组成

本实训安装间主要由安装墙，预装管道，设备组件以及工具箱等四部分组成。安装墙的平面基本构成呈一面开口、三面闭合的长方形状，如图1所示，主体由三面高度2500mm、厚度240mm实心黏土砖墙组成,墙体表面进行 20mm 砂浆粉刷，墙的长度分别为2500 mm，2000 mm 和 2500 mm，占地面积为5.0 m2。预装管道主要包括燃气管道和自来水管道，与实训室内的原有系统连接，供后期运行采暖系统运行调试或燃气壁挂锅炉安装调试时接入。设备组件主要包括燃气壁挂锅炉，分集水器，混水中心，暖气片以及常用的阀门，管材，管件，温度控制器等。工具箱主要用来存放安装和维修工具，主要包括常用的螺丝刀、扳手、老虎钳、割刀、万用表等。

图1 安装墙平面图

3 基本功能

1）燃气壁挂锅炉的安装调试

借助本实训安装间原有的热水采暖系统，学生可以根据任务要求进行燃气壁挂锅炉的包装箱外观检查、开箱验收、根据原有采暖系统管道接口位置确定燃气壁挂锅炉的安装位置、使用冲击电钻在预定位置打孔，安装挂板，挂装壁挂锅炉，连接冷热水管和燃气管，采暖系统注水运行，壁挂锅炉参数调试与设定，填写安装验收报告等工作。这些操作任务完全按照实际工作情景进行设置，工 作流程和评价标准来源于现有安装公司的操作验收规范。

2）家庭热水采暖系统设计

依据此实训安装间提供的模拟建筑平面布局和客户自身对采暖和生活热水的不同需求，学生可以参照规范设计出单一散热片、地板采暖、地板采暖＋暖气片等不同形式的采暖系统，并在此基础上完成施工平面图的绘制、系统图的绘制、材料清单的编制、项目预算编制等学习任务。

3）暖气片采暖系统安装调试

学生可以按照自己预先设计的施工图纸或者教师给定的施工图纸在实训安装间上进行单一的暖气片采暖系统的安装调试。这种单一的暖气片采暖系统常见的布置形式包括环形，树枝和章鱼三种[3]，基本形式包括同程式（如图2所示）和异程式（如图3所示）两种，暖气片的数量可以是两组或者三组。学生按照施工图纸完成壁挂锅炉的挂装、管道系统的安装、暖气片的挂装、系 统打压检漏、暖 气片调试等分项作业，最后进行整个安装项目的竣工验收。

图2 同程式系统

图3 异程式系统

4）地板采暖系统安装调试

由于本实训安装间是在学校实训车间里供学生或企业员工培训时使用，故涉及到的地板采暖只是干式做法，不考虑湿式做法。学生按照自己预先设计的施工图纸或者教师给定的施工图纸在实训安装间上进行地板采暖系统干式做法的安装调试。具体的工作分项包括壁挂锅炉的挂装、分集水器的安装、主管道的安装、反射膜的铺设、保温层的铺设、钢丝网的铺设、散热管的安装、隔热条的安装、系统打压检漏[4]等，最终填写安装项目竣工报告。

5）暖气片+地暖采暖系统安装调试

在大多数安装地板采暖的用户中，基于防漏等因素考虑，卫生间一般都采用暖气片采暖的形式，也就是说需要进行暖气片+地暖采暖系统安装。此实训安装间可以借助混水中心和分集水器实现这种系统的安装调试，主要分项工作包括壁挂锅炉的挂装，分集水器的安装、混水中心的安装，暖气片的挂装，地板采暖系统的安装，系统打压检漏以及系统运行调试等，实现两种不同采暖形式巧妙结合的直接体验。

6）生活热水系统的安装

依据选择的燃气壁挂锅炉的不同，此实训安装间可以实现即热式热水供应、单一生活热水水箱供应、生活热水水箱＋循环泵（如图4所示）等三种生活热水供应形式。学生根据预先的设计图纸进行壁挂锅炉的挂装、生活热水水箱安装、自来水管道安装、一次水管道安装、二次水管道安装、循环泵安装、混水龙头安装等分项项目，完成不同形式的生活热水供应形式的安装并可以进行真实体验。

图4 生活热水水箱+循环泵系统

4 推广价值

1）造价低廉。安装间的主体是实心黏土砖砌筑表面进行砂浆而成的砖墙，造价相对于一些教学设备公司生产的安装间来说价格低廉。同时，砖墙结构的安装间主体与工作实际的安装墙面结构一致，学生可以按照实际工作需要进行开孔、开槽，完成设备挂装和管道安装。对此使用后仅需重新对墙体表面进行砂浆粉刷即可，可以重复使用，也可以对土木工程专业的学生提供墙体粉刷实训项目的实践教学。

2）实用性强。本安装间的研发主要是解决学校教学实训与实际工作需求脱节的问题，以提高学生对家庭热水采暖系统在热源安装、系统设计、安装与验收等方面的综合能力。安装间的架构构造基本上与工作实际环境高度一致，不仅可以完成家庭热水采暖系统的安装调试，也可以进行照明电路的安装，墙面粉刷以及镶嵌等实训项目的操作。当然，本实训安装间不仅可以对职业院校的学生进行实践教学，与可以对壁挂锅炉厂家、采暖施工公司的专业技术人员进行专业培训。

3）高度集成。本实训安装间将所有的操作面控制在5 m2的范围内的三面安装墙上，通过使用一面墙、两面墙或者三面墙的任意组合，借助分集水器、混水中心和加热水箱，可以实现实际工作中三个房间的散热器采暖、地板采暖、散热器＋地板采暖三种不同形式组合的采暖系统以及即热式、壁挂锅炉＋生活热水水箱、循环热水系统等三种生活热水供应形式等。将不同形式的采暖系统和生活热水供应形式组合起来，基本上就集成了当前实际安装项目中的所有家庭热水采暖系统形式，满足不同层面客户的需求。

4）互换性高。根据本实训安装间的设计，系统中的热源可以采用不同厂家、不同型号的两用炉和单采暖炉，散热系统可以采用标准型、矮长型、细高型等不同形式的散热片。管材可以根据设计需要使用 PP-R管、铝塑复合管、镀锌钢管等不同材料的管道。连接方式可以根据需要采用热熔、卡压、丝扣等不同形式。管道固定可以采取墙面开槽、管卡等不同形式。

5 存在问题

1）以点带面。基于学校实训场地面积和学生数量多等因素的限制，本实训安装间的每一个工位都局限在5 m2的范围内的三面安装墙上，所有的系统设计和设备安装都是借助这三面墙完成，存在以点带面的局限性，不能够完全按照一比一的规模进行操作。

2）与真实项目存在差异。考虑到整个实训系统的安装调试是需要在学校的实训教室里完成，所有的材料消耗等费用都需学校承担等因素，学生在进行壁挂锅炉挂装、管道安装、散热片安装、地板采暖系统安装等方面在尺寸上都是微缩版的，大多数材料都是多次重复使用的。这样造成的结果就是整个安装项目只能是高度仿真的，与实际工作中的安装项目在尺寸、用材等还是存在一定的差距。