建筑供暖管道的选择

建筑供暖管道的选择摘要：主要论述金属管道的分类和选择方法，室内供暖阻氧管道在不同工作温度下的选择方法。温度对阻氧率的影响，管材透氧率随温度升高呈线性增长。关键词：金属管道、塑料管材、阻氧、EVOH中图分类号：F407.4文献标识码：A文章编号：管道是供暖系统的主要组成部分，建筑供暖管材的选择与安装关系到整个供暖系统的可靠性和安全性，随着近几年工业工程的进步，供暖管道正逐渐向多元化发展，在传统的金属管道进一步细化的同时，塑料管材正逐渐成为室内供暖的主要材料，在设计和施工中如何正确选择，正成为设计者和开发商面临的一项重要问题，正确的选择管材，能够进一步节约成本，提高系统运行安全性，保障良好的供暖运行效果。本文主要讨论如何对供暖与空调水系统金属管材和室内供暖阻氧塑料管材进行选择，通过分析对比其主要性能，提出管材选择应注意的事项。金属管道的选择目前，供暖用金属管道主要是焊接钢管、无缝钢管、螺旋缝电焊管等几种，不少设计图纸说明中只是简单的以管径为标准来选择管道材质，小于等于DN50mm时选用焊接钢管，大于等于DN50mm时选用无缝钢管，这种设计选择实际上对系统运行存在安全隐患。因为在系统的运行过程中，除了管道本身自重、内压和外力作用下产生的应力外，还包括管道热胀冷缩及位移受约束时产生的应力，因此，选用的管材必须能承受系统运行过程中以上两种应力的作用。保证管道不会因应力强度超过其钢材的屈服强度极限，产生很大变形甚至破环。1、系统的承压能力根据静水压图的原理，系统停止运行时，最大压力为系统静水压力：系统运行初始，动压尚未形成时，水泵出口压力为系统静水压力与泵全压之和：系统正常运行时，水泵出口压力为系统静水压力与水泵静压之和：其中，为水泵出口压力，m;h为膨胀水箱液面至水泵叶轮中心的垂直距离，m;H为水泵全压,m;为水泵出口处水流速度，m/s;g为自由落体加速度，m/s。2、金属管道的公称压力普通焊接钢管（镀锌钢管），公称压力；加厚焊接钢管（镀锌钢管），；直缝、螺旋缝电焊钢管，；无缝钢管，。3、金属管道的分类3.1焊接钢管3.1.2焊接钢管公称直径、外径、壁厚（见表2）表2焊接钢管公称直径、外径、壁厚3.2无缝钢管3.2.1无缝钢管、螺旋缝电焊管公称直径、公称外径及壁厚（见表4）表4无缝钢管、螺旋缝电焊管公称直径、公称外径及壁厚4、管道的选择4.1空调水与供暖系统金属管道的选择应以水系统的工作压力为准，不能以管径来确定。4.2当水系统工作压力Pg1.0Mpa、系统管道最大公称直径小于等于DN150mm时，选择普通焊接钢管（热镀锌钢管）就能满足水系统承压的要求。4.3当水系统工作压力、系统管道最大公称直径小于等于DN150mm时，可选择加厚焊接钢管（热镀锌钢管）。4.4当水系统工作压力、且系统竖向不分区时，无论其公称直径为多大均应选择无缝钢管；当系统竖向分区时，可根据高低区不同工作压力进行管道的选择。二、室内供暖阻氧塑料管材的选择室内供暖塑料管材主要应用于散热器连接和地板供暖。其结构可分为两类，塑料管材和塑料复合管材。塑料管材包括聚丙烯（PP-R）管道系统；交联聚乙烯（PE-X）管道系统；耐热聚乙烯（PE-RT）管道系统；聚丁烯（PB）管道系统。塑料复合管材主要包括铝塑复合管（搭接焊/对接焊）等。上世纪80年代，有研究发现：供暖系统中应用塑料管材时，系统中的金属部件易氧化、易腐蚀。这是因为普通塑料管材不能阻止氧气的渗透，管道中由于氧气的存在会造成管内细菌滋生，形成污垢堵塞管道，并且还会缩短金属设备的使用寿命，因此塑料管材的阻氧性关系到供暖系统的应用性能。近几年，供暖形式多元化，散热器供暖和地板供暖是目前供暖形式的主要方式，人们也越来越重视塑料管材的阻氧性能。含EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）阻氧层的阻氧管材应运而生，包括阻氧PE-RT管材、阻氧PB管材、阻氧PE-X管材。1、带阻氧层的塑料管材1.1结构组成（见图1）a-5层b-3层c-3层图13种不同阻氧层位置的管材剖面图1.2结构性能分析从图1可以看出，图a中阻氧层在中间的优点是不易划伤，但如果EVOH阻氧层缺料和厚度有偏差，夹在中间不易发现，发挥不了阻氧作用，同时不能对接。图b中阻氧层在外层，如果漏掉EVOH料能马上发现，而且厚度也很好检查，产品质量能得到有效控制，但要防止划伤，是三种管材中唯一可以对接的管材。图c中阻氧层如果在最内层，也便于观察阻氧层，但最大缺点是EVOH阻氧层在相对湿度60%时阻隔性急剧下降，因此通暖气时，在长时间的浸泡下使用功能急剧下降，因此不理想。结合三种EVOH在不同位置的管材，从使用性能、成本、质量稳定性综合比较看还是阻氧层在外面比较好。1.3阻氧性能分析通过三种不同工作温度40、60、80的试验分析，发现温度是影响管材透氧率高低的重要因素，透氧率随着温度的增高而增大，当试验温度在60以上时，温度变化很小都会对PB管材的透氧率发生很大影响，这样的管材适合在60以下使用。当使用温度在70以上时，应该选用PE-RT、PE-X管材。PE-RT、PE-X透氧率随时间呈线性增长，增长率是常数。PB管透氧率随时间呈对数趋势增长，增长速率发生了变化，随温度升高增长速率变大。所以，在选用供暖管材时，最好先了解这种管材透氧率变化趋势，再选择合适的使用温度。在同一温度下透氧率相同的管材，应该选用线性关系的管材用于高温，选用指数关系的管材用于低温。三、结论1、供暖及空调水金属管道的选择不应单纯以管径进行区别，还要根据系统运行时的工作压力进行选择。2、阻氧PB、PE-X、PE-RT的透氧率随温度的升高而增大。PE-RT和PE-X管材随温度的升高不断增大。PE-RT和PE-X管材随温度升高呈线性增长，PB管材随温度升高呈对数趋势增长。3、在同一温度下透氧率相近的管材，建议高温时选用PE-RT和PE-X管材，低温时选用PB管材