PP-R与PB管在高温散热片采暖中的应用比较

1、PB与PP-R管在散热片采暖系统应用中的比较聚丁稀(PB与无规共聚聚丙烯(PP-R管道都能应用于建筑热水领域,相比之下,PB管道性能优越,主要应用于连接高温散热片系统,而PP-R管主要应用于水温较低的生活给热水领域。现对两种材料在散热片采暖系统领域应用进行对比分析:一、原料来源上看,目前只有BASELL公司能够提供聚丁烯(PB原料提供,并且BASELL公司与国内伟星、乔治、韩国爱康等八家大型塑料管材公司成立了PB的行业协会,因此从材料来源上保证了PB管的高品质。而国内的PP-R 市场混乱,常常以次充好,甚至有的厂家以PP-B原料代替PP-R原料。二、从材料性能上看,聚丁稀(PB具有塑料中的黄金

2、之称,其各方面性能都优越于PP-R管,是一种高品质的塑料管。1.耐热耐压性能:聚丁稀(PB管与无规共聚聚丙烯(PP-R管都能应用与高温热水领域。聚丁稀(PB管的耐热耐压性能远远高与PP-R管。在相同使用温度下聚丁稀(PB管的能够承受的压力远高于(PP-R管,见下图为在70的使用温度条件下,四种耐热管道的静液压行为对比。其中曲线1为管,曲线2为PP-R管。由图可见,在70的使用温度条件下PB管最优,远高于PP-R管,并且随着使用时间的增加,PB管性能无明显下降,而PP-R管性能下降明显。聚丁稀(PB管由于其突出的耐热性能,能够在8090的高温下长期使用。而PP-R管则只能够短时间在8090的高温

3、下使用,因此在一些使用温度较高的散热片采暖领域,不建议使用PP-R管。 图1. 70的使用温度条件下四种耐热管道的静液压行为对比2.低温抗冲击性能:PP-R管低温抗冲击性能差,管材往往因在运输、施工过程的物理碰撞造成PP-R管微裂,在用户使用时,已产生微裂纹的PP-R产生破裂,造成大面积漏水。而PB管材质柔软,甚至能在-20的低温环境下使用。3.弯曲性能:PB管材质柔软,其最小弯曲半径为5D。因此PB管可以盘管供货,施工时也便于弯曲。而PP-R管材质钢硬,不能弯曲,否则管材会断裂。因此只能以直管形式供货。4.热导系数:PB管的热导系数为0.17W/mK,而PP-R管的热导系数为0.22W/mK

4、。PB管较低的热导系数,可以减少水温在传输过程中的散失,减少能耗,提高采暖效率。5.热膨胀:PB管的热膨胀系数与水泥的热膨胀系数接近,同时PB管材质柔软其弹性模量很低,膨胀力小,因此在暗埋时,能够很容易固定管材。而PP-R 管热膨胀力大,暗埋时,如果水泥层厚度不达标,PP-R管往往能拱破水泥。三、在散热片采暖中的比较在一个长期使用温度为80,使用压力为0.8MPa的散热片采暖系统中,我们分别选择PB管和PP-R设计的情况如下:如果我们以PB管为采暖管,则根据GB/T 19473-2004冷热水用聚丁烯(PB管道系统中管系列选择的相关内容,我们选择S5的管系列就能满足使用要求。此时PB管承受的环

5、应力根据公式为:v= P*C*S=0.8 MPa*1.5*5=6MPa其中v为管道所受的环应力,MPa;P为工作压力,MPa;S为管系列C为安全系数,对于PB管材取C=1.5 图2. PB管长期儒变曲线图此时PB管材承受的环应力为6MPa,根据上图“PB管长期儒变曲线图”,我们可以查的,在80使用条件,管材承受环应力为6MPa,管材对应的使用年限为50年。如果我们选择PP-R管作为采暖管,则根据GB/T18742.2-200冷热水用聚丙烯管道系统中管系列选择的相关内容,见下表:表1 PP-R管管系列S的选择设计压力MPa管系列S级别1d=3.09MPa级别2d=2.13MPa级别4d=3.30

6、MPa级别5d=1.99MPa0.4 5 5 5 40.6 5 3.2 5 3.20.8 3.2 2.5 4 21.02.5 23.2 -级别5 为散热片采暖应用,由上表可见,当压力为0.8MPa时,PP-R需要选择S2管系列壁厚更厚的管材才能胜任。如果我们此时选用S2.5的管系列,则此时管材管材承受的环应力为:v= P*C*S=0.8MPa*1.5*2.5=3MPa根据PP-R预测强度参照曲线(见附页,此时管材的使用年限仅为10年。四、费用的比较1.系统运行费用比较:假设在上述采暖体系中,我们选用PB 20*2.0 S5的管系列,则PB管的内径为:20-2.0-2.0=16.0mm;我们选用

7、PB 25*2.3 S5的管系列,则PB管的内径为:25-2.3-2.3=20.4mm。PP-R管我们选用20*3.4 S2.5的管系列,则PP-R管的内径为:20-3.4-3.4=13.2mm;PP-R管我们选用25*4.2 S2.5的管系列,则PP-R 管的内径为:25-4.2-4.2=16.6 mm。根据流量的公式Q=V*A (V:为水的流速,A:为管材截面积我们可以发现在水流速相同的情况下,流量与管材截面积成正比,而管材截面积与管材内径的平方成正比。Q PB : Q PP-R=D2PB内径:D2PP-R内径同样选用20规格管材时,当流速相同时我们可以计算出其流量比为: Q PB(16 *16:Q PP-R(13.2*13.2=1.46:1同样选用25规格管材时,当流速相同时我们可以计算出其流量比为: Q PB(20.4*20.4: Q PP-R(16.6*16.6=1.51:12. 管材价格的比较因此