塑料管材在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用及評價

1、塑料管材在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用及評價    摘要 結(jié)合當(dāng)前供暖系統(tǒng)發(fā)展的方向，分析評價塑料管材和特性，探討各種塑料管材在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 塑料管材 供暖系統(tǒng) 特性分析一、前言隨著人民生活水平的提高、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)約能源意識的增強(qiáng)，供暖系統(tǒng)也相應(yīng)的發(fā)生了很大的變化。具體表現(xiàn)為：供熱的計費方法由過去的按面積收費，改為按實際用熱量收費；供暖方式也多采用地板輻射供暖。這種供暖方式不僅具有能利用低品位能源、節(jié)約常規(guī)能源、熱舒適性好和美觀等多種優(yōu)點，而且更有利于進(jìn)行熱計量，它是一種具很好發(fā)展前途和推廣價值的供暖方式。塑料管材產(chǎn)品的促進(jìn)了供暖系統(tǒng)的發(fā)展與變革

2、，隨著"以塑代鋼"的推廣，使塑料管材的優(yōu)越性在供暖系統(tǒng)中得以充分體現(xiàn)。二、根據(jù)供暖系統(tǒng)的分類，探討適用于供暖系統(tǒng)的塑料管材1常規(guī)采暖常規(guī)采暖采用以對流散熱為主的散熱器，供回水溫度一般為95/70。一些城市的設(shè)計規(guī)范已要求新建居民區(qū)采用計量供熱，若由熱計量表測量供熱系統(tǒng)入戶的流量和供回水溫度（目前大多采用熱計量表），則要求在供暖系統(tǒng)設(shè)計時，每一戶都單獨布置成一個環(huán)路，供回水立管一般布置在樓梯間或廚房的管道井中，由于水平系統(tǒng)的管道過門處理比較難，因此常將管道預(yù)埋于地板內(nèi)。越來越多的預(yù)埋管道采用塑料管材，因為它克服了鋼管的易腐蝕、連接處滲漏、施工復(fù)雜等不利情況，選用適當(dāng)?shù)乃芰瞎懿?/p>

3、，在供回水溫度95/70的條件下，其壽命可達(dá)3050年。塑料管材可根據(jù)施工的需要彎曲成型，一般地下埋管不能有接頭；并且由于塑料管內(nèi)壁光滑，在相同的輸水能力狀況下，管徑比較小，可降低建筑成本，減小樓板層厚度。2地板輻射供暖地板輻射供暖就是在地板下鋪設(shè)加熱管道，使地面成為一個輻射傳熱為主的加熱面，根據(jù)衛(wèi)生要求，地表面溫度一般不應(yīng)高于30，其輻射散熱量占總供熱量的60%左右1。供暖房間的空氣溫度分布均勻，形成符合人體舒適度要求的熱環(huán)境，給人以足熱頭涼之感，同時降低了房間的熱負(fù)荷。地板輻射供暖的供水溫度一般不高于60，供回水平均溫度為4050，因此可采用PP-R、PP-B或PE-X等物美價廉的塑料管材

4、；同時，PP-R、PP-B管材可以二次熔焊，因此施工快捷方便。由于地下埋管中沒有接頭（使用一根管），減少了維修的工作量。三、用于供暖系統(tǒng)的塑料管材及特性1塑料管材的分類目前塑料管材的種類很多，但從塑料管的軟化溫度、熱穩(wěn)定性和強(qiáng)度等方面考慮，適用于常規(guī)供暖和地板輻射供暖系統(tǒng)的塑料管材主要有下列5種2：（1）交聯(lián)鋁塑復(fù)合管（Cross linked polyethylene aluminium compound pipe）交聯(lián)鋁塑復(fù)合管的內(nèi)層和外層均為密度大于0.94g/cm2的聚乙燃或聚乙烯聚合物，中間為增強(qiáng)鋁管，每層中間用熱熔膠緊密粘合形成一體管材；用做常規(guī)供暖的加熱管時，為滿足輸送95/70

5、的高溫水，管內(nèi)、外層均應(yīng)為交聯(lián)聚乙烯，通常記為XPAP。（2）交聯(lián)聚乙烯管（Cross linked polyethylene pipe）以密度大于0394g/cm2的聚乙燃或聚乙烯聚合物，添加適量的助劑，通過化學(xué)元素的或物理的方法，使春線形的大分子交聯(lián)成三維網(wǎng)狀的大分子結(jié)構(gòu)，由此種材料制成的塑料管材，通常記為 PE-X。（3）聚丁烯管（Polybutylene pipe）由聚丁烯-1樹脂添加適量的助劉，經(jīng)擠壓成型的熱塑料管材，通常記為PB。（4）無夫共聚聚丙烯管（Modified polypropylene pipe）以丙烯和適量乙烯的無規(guī)共聚物，添加適量的助劑，經(jīng)擠壓成型的熱塑料管材，通常

6、記為PP-R。（5）嵌段共聚聚丙烯管（Modified polypropylene pipe）嵌段共聚聚丙烯管為II型聚丙烯管（PP Blook copolymer），在德國稱其為PP-B，而韓國稱其為PP-C1。PP-B的柔韌性不如PP-R，但是其耐低溫沖擊的能力卻比PP-R強(qiáng)，因此PP-B管比較適合在北方使用，一般室外溫度達(dá)到0時，管材也不會脆裂。PP-B管比PP-R管便宜，當(dāng)熱媒溫度不超過60，系統(tǒng)壓力小于0.6MPa時，可以采用PP-B管。2塑料管材特性（1）管材的等應(yīng)變?nèi)渥兲匦郧€（3）（見圖-1）圖-1 70條件下各種管材的等應(yīng)變?nèi)渥兲匦郧€圖-1為各種管材在水溫為70條件下等應(yīng)變

7、蠕變特性曲線，當(dāng)水溫提高時，在同等的壓力條件下，溫度每增加10，其壽命以2.5倍的速率降低。（2）塑料管材的一般物理力學(xué)性能 項目單位指標(biāo)XPAPPBPE-XPP-R密度g/cm30.930.920.940.89-0.91縱向回縮率%2222工作壓力Mpa1.50.80.80.8使用溫度 95706565    蠕變性環(huán)應(yīng)力Mpa2.215.56.0124.416.5 3.5溫度 95209520952095時間h1011031 1031 103交聯(lián)度硅烷%6565過氧化物%7070輻射%6060維卡軟化溫度 105113123140搞拉強(qiáng)度Mpa231

8、71727斷裂延伸率%350280400700導(dǎo)熱系數(shù)W/m.K0.450.330.410.37線性膨脹系數(shù)mm/m.K0.0250.1300.2000.180（3）管材按使用條件分級（時間：小時） 使用條件等級正常操作溫度最大操作溫度異常溫度典型應(yīng)用范圍 時間 時間 時間160498019510供60熱水270498019510供70熱水33020504565100地板下的低溫供暖402544020702.510100地板下的低溫供暖和低溫供暖6025202.55602.5901100100高溫供暖80102014四、不同塑料管材工程應(yīng)用中的對比分析1鋁塑復(fù)合管按照塑料層PE是否交聯(lián)，可分為

9、普通鋁塑復(fù)合管（適用于冷水）和交聯(lián)鋁塑復(fù)合管XPA（用于常規(guī)采暖）；在常規(guī)采暖中，XPAP得到廣泛使用，這是由于與其它塑料管材相比，其耐壓能力高（常溫下最小爆破壓力為7Mpa）；工作溫度高；使用壽命長；阻氣性能好，氧氣滲透率幾乎為零，避免減少了塑料管材的降解作用，所以在塑料管道明裝時大量采用XPAP。在安裝時，XPAP管材還具有易彎曲，不反彈的特點。但其價格較PE-X、PP-R等管材高；由于XPAP和PE-X均不能二次熔焊，故一般采機(jī)械卡式連接。此種接頭在熱脹冷縮時易產(chǎn)生拉拔作用，常會引起滲漏。2純PE管經(jīng)過交聯(lián)得到PE-X管，有三種交聯(lián)方式：輻射交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)、硅烷交聯(lián)（最常用）。PE-X的線性膨脹系數(shù)為鍍鋅鋼管的好幾倍，安裝時應(yīng)留有伸縮空間，必要時使用膨脹伸縮節(jié)補償；若供水溫度過高，不僅塑料管道加劇老化，耐用管道環(huán)向膨脹可能對地板結(jié)構(gòu)造成破壞；與其它塑料管材相比，它被更廣泛應(yīng)用于低溫地板輻射采暖工程中。3聚丙烯管分為均聚（PP-H）、無規(guī)共聚（PP-R）和嵌段共聚（PP-B），PP-R、PP-B同PE-X相似，能進(jìn)行低溫?zé)崴妮斔?，其加工比PE-X容易；且PP-R可用來制造管徑大于110mm的管道，這是PP-X與XPAP都難以做到的，其剛性比PP-X與XPAP都強(qiáng)，