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淺析地暖管材阻氧層的必要性

發布時間:2020-04-09 09:35 人氣:
   我國現有的建築中,95%以上是高能耗建築,單位麵積采暖能耗是發達國家的3倍以上,我國除去兩廣、海南等少數地區外,絕大多數屬於冬冷夏熱四季分明氣候,有90%以上地區冬季需要采暖。低溫地板輻射采暖是最舒適的采暖方式之一,日益被大多數使用者接受,具有舒適性強、節能、便於管理、不占用室內麵積、日常維護少、熱源靈活等優點,適應建築商品化的需要,能夠提升建築物的品質和檔次。在我國建築中使用麵積正在逐年遞增著。  隨著塑料工業的發展,經過特殊處理和加工的新型塑料管已能滿足地板采暖對管材耐高溫、承壓高和耐老化的要求,而且管道長度可以按設計要求截取,進管部分無接頭,杜絕了埋地管道的滲漏;易變曲,易施工。因此塑料管在地板采暖中的應用,使地板采暖產業逐漸興起。目前,地板采暖比較常用的塑料管有耐熱聚乙烯(PE-RT)管材、交聯聚乙烯(PEX)管材、聚丁烯(PB)管材。作為地暖係統的核心之一,管材的選擇是關鍵。主管道及地暖盤管材料的選擇直接關係到係統的穩定性、經濟性以及節能性等指標。    
  我國目前市場上地暖係統所用的管材主要為普通塑料管材,它們都存在一定程度的透氧性,也稱氧呼吸,所以係統中便會有氧氣,同時隨著溫度的升高,這種透氧性也會變得加劇。
   早在上世紀80年代初,歐洲技術人員就發現:在應用塑料管道的熱水循環係統中,金屬部件易產生異常快速的腐蝕,設備快速損壞。這是因為普通的塑料管材不能阻隔氧氣的滲透,熱水管路中如果含有較多的氧,容易對係統中的金屬管件等裝置產生腐蝕,對於聯接金屬暖氣片的高溫采暖係統就更為不利。而氧氣又有利於某些細菌和微生物的生長,使管材內部細菌和微生物大量繁殖,逐漸形成生物粘泥,在這層粘泥完全覆蓋管內壁後,管壁會很快縮頸,水流阻力大,水流量銳減;天長日久,還會堵塞管道。管道的清潔很困難,隻能用機械法清洗,其他方法如化學方法等都很難見效。
淺析地暖管材阻氧層的必要性 
  因此,因此塑料管材阻氧性能好壞直接關係到管材的應用性能。故必須采用阻氧技術,抑製微生物的繁殖,從而有效保證管道的使用安全。在歐洲,熱水係統(采暖、空調、地暖等)大量采用的是阻氧型的塑料管材。在采暖管道領域裏,美國、歐洲和澳大利亞的均強製要求在地板采暖工程中采用防滲氧的加熱塑料管道。地暖阻氧管能阻隔氧氣滲入管道係統,從而防止供暖係統內的金屬部分腐蝕生鏽,大大延長整個供暖係統中金屬閥門、開關、鍋爐、分集水器等金屬件的使用壽命。同時靠氧生存的細菌也無法滋生。保護管材的同時,增加了壁掛爐采暖係統的壽命。可見管材的阻氧性在地暖係統管道中將是發展的必然趨勢。
 
       近幾年,隨著地暖管材的用量不斷增長,人們越來越重視地暖用管的阻氧性能。為了提高塑料管材的抗氧滲透性能,國內外管材生產廠家推出了含有EVOH阻氧層的冷熱水用塑料管材,其中包括阻氧PE-RT管材、阻氧PB管材、阻氧PE-X管材。
 
   目前市場上有兩種類型的阻氧管材,一種是三層阻氧管,一種是五層阻氧管;兩種類型的阻氧管均采用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)作為阻氧層。
三層結構阻氧管,即在管道外均勻塗覆一層熱熔膠和EVOH樹脂層,從外向內的結構是:阻氧層熱熔膠樹脂,由於EVOH是水溶性樹脂,具有親水性和吸濕性,當吸附濕氣後,對氣體的阻隔性能會大大降低;同時三層共擠管材不能夠直接熱熔,在熱熔連接前需要特殊的削層工具去掉連接處的阻氧層和膠層,熱熔連接工藝複雜,施工難度大、施工效率很低。在削層過程中需要非常專業的施工人員,因為在削層過程中非常容易破壞塑料層;造成後期使用安裝過程中的透漏;另外在施工過程中管材表麵易有劃傷,造成EVOH層被破壞導致阻氧作用相對降低:因此三層結構阻氧管不是完整意義上的阻氧管。
 
  五層共擠阻氧管,其結構是:樹脂熱熔膠阻氧層熱熔膠樹脂,不難看出,由於阻氧層位於管材中間,防滲透性能好,阻氧不會受到破壞,保證了阻氧效果。能夠有效阻氧氣進入熱循環係統,減少設備的腐蝕。五層阻氧PB管材可以使其阻氧率達到≤0.007gm3.d.完全滿足德國標準DIN4726對采暖用塑料管道氧氣阻隔性(0.02gm3.d)的要求。這種管道較為理想,但是加工難度大。
 
  三層結構的可以用一次共擠工藝,也可以用二次共擠塗覆工藝。後一種方法控製比較容易,模具的設計和製造也比較簡單,最主要的優點是廢品率比較低,由於帶阻氧層的塑料管道廢品無法回收再利用,而原料價位有很高,因此許多企業選擇了二次共擠塗覆工藝。當然它也有缺點,相對一次共擠出工藝,二次共擠塗覆工藝管材的塗覆層要厚一些;由於EVOH的價位比PB還要高出幾乎一倍,塗覆層越厚,管材的生產成本也越高。而生產五層結構帶阻氧層的塑料管道,目前隻有一次共擠工藝在應用。五層結構的阻氧管擠出加工技術在國內已比較成熟,隻是選擇什麽樣的材料作為地暖行業用管材一直是最近幾年行業內熱議問題。
 
  近年來,國內針對幾種常用地暖管材,尤其是PE-RT和PEX管材孰優孰劣的爭論始終未止,各有說辭,又似乎都有一定道理;其實每種管材都有自己的優缺點。根據使用環境條件,施工要求選擇恰當的管材才是對地暖用管材的正解。
  前文已經提到不論選擇什麽種類材料的地暖用管材,阻氧性已成為必然的發展趨勢。而目前阻氧管中作為阻氧層材料的都是用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH),這種材料需要依賴進口、價格貴、且帶有EVOH阻氧層的管材不能回收利用,勢必造成管材製造企業成本上升。
 
  PB管所用的聚丁烯是一種高惰性的聚合物材料,具有很高的化學穩定性,而且微生物不易寄生滋長,是目前世界上最符合衛生標準的飲用水給水管材。在暖通空調領域,PB管道具備其它塑料所無法比擬的優越特性。PB管材在我國冷熱水供應係統及地麵采暖係統應用已有10餘年曆史,取得了良好的社會效益。但是由於管材料需要進口,價格昂貴,目前隻能定位於中高檔住宅和公共建築的冷熱水供應和采暖係統。
 
  隨著相關產品標準和工程設計、施工規程,建設示範工程的不斷完善,相信國內地暖行業也必將走向正規化、品牌化,信譽好、有實力的企業將成為市場主導。好的地暖管材產品才能賣出好的價錢,而那些靠低價競爭等不正當手段進行競爭的企業終將會被市場所淘汰。始終堅信,以高品質取勝才是王道。
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