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水系统地面辐射供热及其管材的挑选

2019-10-09 14:55 来源:钢铁世界网 发布人:dengys 主题: 管材价格

一、地面辐射供暖的发展    地面辐射供暖的起源于我国的祖先用火坑,后来传到国外,并得到发展和创新。三十年代欧州高级住宅广为应用,目前在欧州、日本、韩国等国家或地区得到广泛推广,有50%以上家庭采用地面方式采暖。五十年代,中国北方广大农村从热坑头转为用LDPE塑料管做热水管压在坑席底下,通过热水自然流动加热坑席、被褥给人以温暖,所以追根问源地面辐射供暖的原理由火坑而来,后经几十年暖气片的对流采暖,又回到原来的地面辐射采暖,使地暖更科学,更先进,更舒适。    

我国在上世纪五十年代未期就有一批科技工作者开始对地面辐射供暖技术的研究并付诸于具体的工程实践。举世闻明的首都人民大会堂、华侨饭店就使用了地面辐射供暖。当时,因为其空间过于高大和使用条件的限制,采用传统的散热器采暖难以满足要求,最终采用地面辐射供暖,取得了满意的使用效果。    

地面辐射供暖技术的发展和其他技术一样,也不是一帆风顺的,在国际和国内都走过了一段坎坷的道路。    首先是在六十年代,由于建筑围护结构的保温水平低,热负荷大,而普遍采用较高温度的水来提高辐射表面的温度。在此条件下,较长时间的逗留,不仅使人脚部不适,甚到于腿部也使人感到不适而遭到非议。另外受材料问题的制约。开始时,较多应用焊接钢管埋于混凝土层内,并通入热 水来获得热辐射。然而,钢管埋于混凝土内又极易生锈漏水,不能保证长久使用,且留下隐患。后改为使用铜管,又因其价格高而难于普遍应用。为防止钢管的腐蚀生锈问题,科技人员又研制了一种陶瓷管来代替钢管,由于陶瓷管的承压能力有限和其他技术问题而难以应用。因此种种,我国的地面辐射供暖一直发展缓慢,未能获得实质上的应用推广。    

随着化学建材工业的发展,一批柔韧性好,强度高,抗冲击且具有一定耐热能力的化学管材的问世,给地面辐射供暖带来的生机,提供了新的突破性的发展机遇。八十年代中期,首先由瑞士利用美国尖端化学材料生产的PB管材,开创了地面辐射供暖使用塑料管的先例。接着又有韩国嵌段聚丙稀PPB做地暖管传到中国应用一时,后来用无规共聚聚丙稀PPR,最后利用交联技术处理的PEXb,现阶段大都应用的是PEXa做加热管的较多。最近两年用SKDX800生产的PERT耐热聚乙烯管材,已进入地暖加热管行列,凭借其优异的加工性能和施工性能将成为水系统地面供暖加热管的优选之材。    

二、地面供暖的原理    传导、对流和辐射是热传递的三种方式,传导和对流传热都必须有冷热物体直接接触或通过中间介质(如水、空气等)相接触才能进行,辐射传热不依靠物体的接触进行热量传递,而是象阳光穿过大气层向地面辐射一样,发射体将其内能转化为辐射能发射出去。当辐射能被另一物体吸收时又转化为该物体的内能。具体到辐射供暖方式,就是以热水在塑料管流过,将热能传导到地表面,地表面大部分热量以辐射的形式送入房间,被人体或物体吸收后,马上转化成热能而得到温暖,从而进一步达到提升室温的作用。    

辐射供暖之所以最舒服是因为它的波长为8.97微米,属远红外当中对人体健康具有特殊作用的一种,被科学家称为“生命线”的波长范围。它可以迅速的被人体吸收,使微血管扩张,促进血液循环和新陈代谢,活化组织细胞,增强免疫力,对健康十分有益。低温辐射供暖一般采用大面积低温供暖,室内温度均匀,没有传统对流供暖造成的干燥,闷热的感觉。   

辐射供暖容易实现智能化控制和分室控制,节省能源,控制开支。辐射供暖无污染,使用低温热水的辐射供暖方式,即无有害气体产生,又无噪音,还没有对流供暖所产生的大量微小的空气悬浮物,减少呼吸道疾病隐患,是很环保的供暖方式。辐射供暖大面积采用集中供热 ,不需要繁杂的管道、锅炉房,不需要室内空间,节省大量土地资源和室内外空间,同时也节省大量的建设资金。    目前国际上使用的辐射供暖系统有很多种,已经应用的有低温热水地板辐射供暖、电热膜、电热板、发热电缆等辐射采暖形式。其中低温热水地面辐射供暖是将加热管直接埋到混凝土中,将温度不高于60度的低温热水通入加热管中(一般供回水温差10度左右),释放的热量使地面均匀加热(一般地表温度25度),通过地面下面的加热管对地上部分进行热辐射从而达到供暖的目的。它是在垂直高度上热量分部均匀,在室温相同的条件下,距地面5-15厘米高度的温度,较对流采暖方式约高8-10度;人的感觉是脚热头凉,头脑清醒;空气对流减弱,有较好的空气洁净度;比其他采暖方式节能10%-20%;并且因为没有散热片对空间的破坏,有利于屋内装修;地面盘管并铺设聚板保温,填充混凝土有利于隔音和降低楼板撞击声。   

三、耐热聚乙烯PERT管材很有发展潜力    建设部于2004年3月18号以218号文肯定了低温热水地面辐射供暖技术,它适用于建筑物的地面采暖。该技术在我国“三北”地区推广意义重大。其中的第92条款是建筑地面辐射供暖塑料管系统,推荐用管XPAP、PPR、PEX、PERT,标志着PERT管材做为一种新兴的地面供暖水系统专用管之一,得到国家认可和推广。同时,也说明PERT管材在国内的认知度开始上升,管材生产和应用技术已经基本成熟,具备大规模推广应用的条件。在2004年5月26日上海举行的一个行业会议上,中国塑料加工协会改性塑料专业委员会副秘书长刘伯元高级工程师在题为“中国塑料管材最新十项科技进展成果”的讲话中,将“PERT管的研制与生产”列为“中国塑料管材最新十项科技发展成果”之一。PERT管材已具备了相对完备的标准体系,有德国标准,我国建设部标准和ISO标准。在国家的推广作用下耐热聚乙稀PERT管材很有发展潜力。    

下面将建设部推荐的PERT和XPAP及PPR、PEX做一比较    

1、交联铝塑复合管XPAP不透氧,抗外压强度高,因其是五层结构在地暖安装施工中弯曲时容易焊缝脱开。另外热熔胶的熔点接近110度,无法进行110度试验;受外界干扰有瞬间高温出现,容易脱层;又加之价格较高,推广应用较难。    2、PPR管,耐高温性能较好,原料可回收,可焊性好。弱点是有冷脆性,脆化的温度-15度至0度维卡软化点138度,抗蠕变能力差。温度超过80度热强度渐低。管壁较厚,在地暖施工中弯曲较困难。    

3、PEX管,可用在地面辐射供暖有PEXa、PEXb。 低温韧性好,抗应力开裂性、抗蠕变性强,耐热性很好,在目前地暖加热管应用较普遍。缺点是管材废料不能回收。用铜管件连接,长期使用容易漏水。用做地暖加热管时,一旦发生漏水,就得将隐蔽工程全部拆除,重新安装,损失很大。更不允许用铜管件连接,否则再漏水补救损失更大。PEXb较PEXa 强度高,但价格偏高,在60度以下工作状态,工作压力0.8Mpac 以下,选择PEXa管材较合算。    

4、PERT管无须交联,无须控制交联度和交联均匀度,产品质量容易控制,生产质量缺陷的环节更少,所以更容易生产质量合格的管材,而对于PEX工艺难以控制。譬如:辅料配比、温度、速度的控制会直接影响交联度的高、低和均匀性。交联度过低,造成耐热性差;过高,会使管材发脆。    

PERT的废、次、零散管可以回收再利用,不污染环境,符合环保。   

PERT管可以熔接,正好适合地暖管不允许有接头的要求。PERT的柔韧性比PPR、XPAP好的多,和PEXa相比毫不逊色。PERT管具有优越的耐低温性能。因此在冬季低温情况下也可以施工,弯曲管道时无需预热,可以解决我国北方地区冬季气温低,无法施工而造成的经济损失。其弯曲半径可以小到管道外径的5倍。比PEXa的8倍好的多。    

PERT的热稳定性试验是在110度,环应力1.9MPa情况下通过8760小时试验,管材无渗漏无破坏。对于PEXa是110度,环应力2.5MPa情况下通过8760小时试验管材无渗漏无破裂。这就是说PERT在耐温耐压上不是最突出的,但PERT能满足地面辐射供暖对耐温耐压的其本要求,拥有良好的质量稳定性和抗冲击性,也就是可靠性。在价格上与PEXb相当,可谓适中,较之XPAP和PB便宜的多,由于其方便的维修性能又降低了维修费用。    

总之PERT 既能满足地暖的基本要求,又比XPAP便宜、容易弯曲;较之PPR除容易弯曲外又具有优越的耐低温性能,排除了用PPR致命的冷脆性。   

PERT废品、次品、剩余零散品均可以回收利用,并且可以热熔连接,比PEX要好的多,克服了使用PEX做地暖管的缺点。因为PB管虽然优点不少,但价格不菲,且其被划伤后应力集中,容易爆裂,用做地暖管逐渐减少。    

综合上述,做为地面供暖水系统地暖用管,PERT是当之无愧的,是可行的,是有发展潜力的。目前状况下PEXa管价格便宜占了先机,PERT与PEXb不相上下,怎样使PERT的价格略显下降,再加上其性能优良,能熔接,能回收利用。一定会在地暖市场上大显身手,占有率逐步回升,有可能成为地暖行业的主选管材。    

瞻望2005年大好形势,全年以6亿平方米住宅建设增速飞跃发展,给地暖行业带来了良好的机遇。希望原料企业、生产企业、安装企业共同携起手来共创未来。为了让温暖、舒适、环保、节能、节省空间的地面辐射供暖进入千家万户,满足现代化的家庭装饰需求,创造和谐美满的社会氛围,而共同努力!

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