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家用中央空調(diào)風(fēng)管材料的選擇和應(yīng)用

來源:通風(fēng)設(shè)備網(wǎng) 2009-12-24 閱讀:2608
  

1 家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的使用特點(diǎn)
 
    家用中央空調(diào)其實(shí)就是將中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用在單元住房面積為80~600m2之間的多居室公寓、復(fù)式公寓、別墅、小型辦公樓及小型商業(yè)用房中,因此,與中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管相比,家用中央空調(diào)的風(fēng)管系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
 
    (1)層高的問題比較突出
   

    一般中央空調(diào)使用在商場、電影院、寫字樓等公共場所,這些地方的層高一般都比較高,因此層高的問題不是很明顯,基本上都能滿足中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)安裝、使用和維護(hù)的需要。但對于家用中央空調(diào),由于它使用的地方很多時(shí)候?qū)痈叩陀? m,一般在2.8 m左右,這就要求它配置的風(fēng)管應(yīng)盡可能少的占用層高空間。
 
    (2)風(fēng)管加工要求方便
 
    家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的加工量不大,但規(guī)格多,因此只能進(jìn)行現(xiàn)場加工。由于家用中央空調(diào)風(fēng)管的施工場地一般都比較小,且施工點(diǎn)比較多,因此不適合采用大型機(jī)器設(shè)備制作。另外,每戶家用中央空調(diào)的風(fēng)管安裝位置都可能不同,不像寫字樓、商場等,每層的布置基本固定,很多時(shí)候都需要進(jìn)行現(xiàn)場定位,而且安裝時(shí)還需要根據(jù)具體情況臨時(shí)加工管道配件,如彎頭、大小徑等,因此要求風(fēng)管的加工非常方便。
 
    (3)對噪聲的要求比較高
 
    家用中央空調(diào)主要使用在居住環(huán)境,因此對噪聲的要求比較高。根據(jù)《中華人民共和國住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,住宅臥室、起居室(廳)內(nèi)的允許噪聲晝間應(yīng)小于或等于50分貝,而夜間應(yīng)小于或等于40分貝[3]。風(fēng)管機(jī)的機(jī)外余壓一般為80~250Pa左右,噪音比較大,這就要求家用中央空調(diào)的風(fēng)管系統(tǒng)加裝有消聲裝置或自身具有較好的吸聲功能。
 
    (4)對風(fēng)管強(qiáng)度的要求可適當(dāng)降低

 
    中央空調(diào)使用的場合,如商場、辦公樓等,經(jīng)常可以遇到大空間,因此要求風(fēng)管具有較高的強(qiáng)度。家用中央空調(diào)使用場合的跨度一般都比較小,通常都小于4 m,這就使得對風(fēng)管強(qiáng)度的要求可適當(dāng)降低。另外,家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的通風(fēng)量比較小,通風(fēng)管道要求的口徑也比較小,這也可以適當(dāng)?shù)亟档蛯︼L(fēng)管材料的強(qiáng)度要求。
 
    從以上分析可以看出,家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)和中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的要求不完全相同,因此在進(jìn)行家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工時(shí)一定要充分考慮到這些特點(diǎn),才能得到一個令人滿意的家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)。
 
    2 家用中央空調(diào)風(fēng)管材料的技術(shù)性能比較
 

    中央空調(diào)風(fēng)管常用的材料有鍍鋅鐵皮、玻璃鋼、復(fù)合材料(中間為保溫材料,如酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、玻璃纖維等,外表面附著一層保護(hù)層,如鋁箔等)等幾種。由于玻璃鋼風(fēng)管需要在工廠進(jìn)行加工,且加工損耗大,存在老化現(xiàn)象,在家用中央空調(diào)中使用很少,因此本文只對鍍鋅鐵皮和復(fù)合材料這兩種風(fēng)管材料進(jìn)行比較。
 
    (1)施工的方便性

 
    鍍鋅鐵皮適合大尺寸加工,機(jī)械加工方便,但小尺寸時(shí)由于不方便采用機(jī)械設(shè)備,因此加工周期長,速度慢。另外,鍍鋅鐵皮風(fēng)管施工時(shí)不好控制安裝精度;大小通等配件不易制作;安裝難度大,對施工人員的要求高。雖然,為改正這些缺點(diǎn),鍍鋅鐵皮風(fēng)管的施工進(jìn)行了不少改進(jìn),如開發(fā)出小型加工設(shè)備,采用新的聯(lián)結(jié)方式等等。但是,這些新設(shè)備、新工藝僅僅只能對鍍鋅鐵皮風(fēng)管施工困難的狀況進(jìn)行一定的改善,而不能從根本上解決問題。
 
    復(fù)合材料風(fēng)管一般采用手工施工,不需要專門的加工設(shè)備,因此特別適合于家用中央空調(diào)這樣的小場地施工。采用復(fù)合材料現(xiàn)場制作大小通、彎頭等配件也非常方便,因此施工速度快,且對施工人員的要求也相對降低。另外,復(fù)合材料風(fēng)管對安裝精度的要求也相對較低,這又可以提高風(fēng)管的安裝速度。
 
    據(jù)工程測算,在進(jìn)行家用中央空調(diào)風(fēng)管施工時(shí),一個熟練工人每小時(shí)可制作安裝10~15 m2復(fù)合材料風(fēng)管(以酚醛泡沫鋁箔風(fēng)管為例),而同樣一個工人,卻只能制作安裝3~4 m2鍍鋅鐵皮風(fēng)管。從這里可以看出,復(fù)合材料風(fēng)管的施工方便性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
 
    (2)節(jié)能效果
 
    復(fù)合材料風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于鍍鋅鐵皮風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù),例如,酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)為0.016~0.036W/(m•K)左右,鍍鋅鐵皮風(fēng)管(采用20 mm橡塑保溫材料)的導(dǎo)熱系數(shù)卻高達(dá)0.035-0.043 W/(m•K),而且當(dāng)鍍鋅鐵皮風(fēng)管的保溫材料長期接觸空氣時(shí),還會出現(xiàn)吸濕的現(xiàn)象,使得鍍鋅鐵皮風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)大大增加。另外,復(fù)合材料風(fēng)管特有的連接方式還保證了通風(fēng)系統(tǒng)具有優(yōu)良的氣密性,其漏氣率大約只有鍍鋅鐵皮風(fēng)管漏氣率的1/8左右。因此,復(fù)合材料風(fēng)管的節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
 
    現(xiàn)場測試表明,在輸送同樣熱(冷)量時(shí),鍍鋅鋼板風(fēng)管的散熱損失大約為15%左右,而酚醛泡沫保溫材料風(fēng)管的散熱損失低于2%。
 
    (3)防火性能

 
    鍍鋅鐵皮為無機(jī)材料,防火性能好,為不燃A級,但其外部經(jīng)常采用橡塑類保溫材料。由于橡塑類保溫材料的防火性能只有B1級,因此大大降低了鍍鋅鐵皮風(fēng)管的防火等級。
 
    復(fù)合材料風(fēng)管的防火性能根據(jù)材料的不同而不同,例如,經(jīng)改性處理的酚醛泡沫鋁箔風(fēng)管和玻纖鋁箔風(fēng)管的防火性能均達(dá)到了不燃A級。因此,從防火性能這個角度來看,復(fù)合材料風(fēng)管和鍍鋅鐵皮風(fēng)管都能滿足家用中央空調(diào)的防火要求。
 
    (4)強(qiáng)度
 
    鍍鋅鐵皮風(fēng)管的強(qiáng)度高,適合大場地、大空間的安裝,因此在大空間的中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)中應(yīng)用較多。復(fù)合材料風(fēng)管雖然強(qiáng)度較低,但也能滿足家用中央空調(diào)的要求。例如,根據(jù)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的規(guī)定,當(dāng)風(fēng)管直徑小于400 mm時(shí),間距要求不大于4 m,而當(dāng)風(fēng)管直徑大于或等于400 mm,間距要求不大于3 m[4]。對于家用中央空調(diào),保溫風(fēng)管的直徑通常小于400 mm,因此其間距只要不大于4 m就可滿足要求,而這個條件在住宅中非常容易得到滿足。這就是說,在一般情況下,復(fù)合材料風(fēng)管完全可以滿足家用中央空調(diào)的強(qiáng)度要求,不需要進(jìn)行加固。
 
    (5)對層高的影響
 
    鍍鋅鐵皮風(fēng)管的外部需要在現(xiàn)場包裹一層保溫層,而且在進(jìn)行維修時(shí)還常常需要更換保溫層,因此除風(fēng)管本身的高度外,還需要預(yù)留一定的安裝和維修空間。復(fù)合材料風(fēng)管本身就具有保溫效果,同時(shí)一般都采用隱形法蘭連接工藝,因此可以緊貼房頂安裝,不需要再預(yù)留安裝空間。因此,從對層高影響這個角度來看,復(fù)合材料風(fēng)管比鍍鋅鐵皮風(fēng)管更適合用于家用中央空調(diào)。
 
    工程實(shí)測表明,采用復(fù)合材料風(fēng)管比采用鍍鋅鐵皮風(fēng)管可節(jié)約層高5~10 cm左右。
 
    (6)使用壽命
 

    鍍鋅鐵皮在潮濕環(huán)境中容易生銹,而鍍鋅鐵皮風(fēng)管常用的另一種保溫材料玻璃纖維吸濕后容易變脆,因此鍍鋅鐵皮風(fēng)管的使用壽命大約只有5~10年左右。由于家用中央空調(diào)主機(jī)的使用壽命一般為15~20年,因此家用中央空調(diào)如采用了鍍鋅鐵皮風(fēng)管,則在其使用過程中需要更換一次風(fēng)管,這就給用戶帶來非常大的麻煩。而據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),復(fù)合材料風(fēng)管如酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的使用壽命在20年左右,這與家用中央空調(diào)主機(jī)的使用壽命基本相同,因此在家用中央空調(diào)整個使用過程中不需要更換風(fēng)管。從這點(diǎn)看,復(fù)合材料風(fēng)管遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
 
    (7)消聲性能
 
    鍍鋅鐵皮風(fēng)管是一種剛性風(fēng)管,沒有消聲效果,它甚至還會將設(shè)備的噪聲傳送到工作地點(diǎn),因此需要加消聲罩和消聲彎頭之類的消聲配件。另外,鍍鋅鐵皮風(fēng)管在突然遇到冷風(fēng)或熱風(fēng)時(shí),由于熱脹冷縮的原因,還會產(chǎn)生應(yīng)力變形,從而出現(xiàn)“嘎、嘎”的討厭聲音。而復(fù)合材料風(fēng)管的夾層基本上為多孔泡沫材料板,具有良好的消聲性能,因此本身就是一個很好的管式消聲器,不需要再進(jìn)行消聲處理,這就可以減少大量的麻煩。從這點(diǎn)來看,家用中央空調(diào)應(yīng)盡量采用復(fù)合材料制作風(fēng)管。
 
    (8)衛(wèi)生和健康
 
    復(fù)合材料風(fēng)管表面采用鋁箔密封,不會生銹,另外,由于保溫效果好,復(fù)合材料風(fēng)管的內(nèi)層不會產(chǎn)生凝結(jié)水,不會滋生細(xì)菌,因而保證了輸送介質(zhì)的衛(wèi)生,避免了對室內(nèi)空氣的二次污染。鍍鋅鐵皮風(fēng)管易生銹,且容易產(chǎn)生冷橋現(xiàn)象,易結(jié)露,因此在鍍鋅鐵皮風(fēng)管非常容易滋生細(xì)菌,如軍團(tuán)病菌等,從而對送風(fēng)空氣進(jìn)行二次污染。另外,鍍鋅鐵皮風(fēng)管常用的保溫材料玻璃纖維對人體健康也有一定的危害,因此,從衛(wèi)生和健康這個角度來看,復(fù)合材料風(fēng)管比鍍鋅鐵皮風(fēng)管更加適合于家用中央空調(diào)。
 
    從以上分析可以知道,雖然鍍鋅鐵皮風(fēng)管具有強(qiáng)度高、防火性能好等優(yōu)點(diǎn),但根據(jù)家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的具體使用要求,復(fù)合材料風(fēng)管在其他方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于鍍鋅鐵皮風(fēng)管,因此在家用中央空調(diào)風(fēng)管使用中應(yīng)大力推廣復(fù)合材料風(fēng)管。
   
    3 家用中央空調(diào)風(fēng)管材料的經(jīng)濟(jì)性能比較
 
    復(fù)合材料風(fēng)管包括酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、玻璃纖維等幾種。與其他復(fù)合材料風(fēng)管相比,酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管具有絕熱性能好、環(huán)保、健康、防火性能可達(dá)到不燃A級等優(yōu)點(diǎn),在國外得到了大量的應(yīng)用[5]。因此,本文采用酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管為代表對鍍鋅鐵皮風(fēng)管和復(fù)合風(fēng)管進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。
 
    (1)一次性投資
 
    風(fēng)管系統(tǒng)的一次性投資即風(fēng)管系統(tǒng)從購買到開始使用時(shí)所花費(fèi)的費(fèi)用,一般由風(fēng)管材料的成本、保溫材料的成本、安裝費(fèi)用、各種連接件、加固件、吊裝件以及增設(shè)消聲器等消聲部件所增加的費(fèi)用構(gòu)成。通過向多家風(fēng)管材料供應(yīng)商咨詢,相對于鍍鋅鐵皮風(fēng)管的一次性投資,酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管的一次性投資大約可節(jié)省25%左右,即業(yè)主每采用1m2酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管材料,大約可節(jié)約30~40元左右的一次性投資。
 
    (2)風(fēng)管更新投資
 
    鍍鋅鐵皮在潮濕環(huán)境中較易生銹,其常用的保溫材料——玻璃纖維吸濕后容易變脆,因此鍍鋅鐵皮風(fēng)管的使用壽命不是很長,大約為5~10年。由于家用中央空調(diào)主機(jī)的使用壽命一般為15~20年,因此在使用過程中需要更換鍍鋅鐵皮風(fēng)管一次,這就使得風(fēng)管的成本大大增加,且施工非常麻煩。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管的使用壽命為20年,和家用中央空調(diào)主機(jī)的使用壽命相同,因此它在使用過程中不需要更換,可以節(jié)約大筆開支。
 
    (3)總投資
 
    為更加具體地對酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管和鍍鋅鐵皮風(fēng)管兩者的經(jīng)濟(jì)性能比較,以下以長沙地區(qū)一棟10000 m2的公寓大樓為例進(jìn)行計(jì)算。
 
    根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),對于一般住宅建筑,家用中央空調(diào)風(fēng)管的使用面積F與住宅面積S的比例P大約為20%左右,因此,這棟大樓的風(fēng)管使用面積F為: 
 
    F = S*P = 10000*0.2 = 2000 m2 (1)
 
    采用酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管比采用鍍鋅鐵皮風(fēng)管可減少的一次性投資M1為:
 
    M1 = 40元/m2*2000 m2 = 80000元 (2)
 
    現(xiàn)階段市場上鍍鋅鐵皮風(fēng)管的一次性投資大約為200元/m2左右,因此采用酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管比采用鍍鋅鐵皮風(fēng)管可減少的設(shè)備更新投資M2為:
 
    M2 = 200 元/m2*2000 m2 = 400000元 (3)
 
    則大樓采用酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管比采用鍍鋅鐵皮風(fēng)管可減少的總投資M為:
 
    M = M1 + M2 = 80000 + 400000 = 480000元 (4)
 
    從以上計(jì)算結(jié)果可以看出,以酚醛泡沫風(fēng)管為代表的復(fù)合材料風(fēng)管具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(還沒有考慮酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管帶來的節(jié)能效益)。
 
    4 家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)安裝注意事項(xiàng)
 
    在選擇了合適的風(fēng)管材料后,要想得到一個滿意的風(fēng)管系統(tǒng),安裝也是非常重要的影響因素。家用中央空調(diào)的適用對象一般為住宅、別墅等建筑,因此它的風(fēng)管系統(tǒng)的安裝與中央空調(diào)的安裝存在著很多不同。根據(jù)筆者對多項(xiàng)家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)安裝工程的跟蹤調(diào)查,總結(jié)出以下幾點(diǎn)安裝注意事項(xiàng):
 
    (1)風(fēng)管布置應(yīng)盡量采用沿墻壁鋪設(shè)的方法(如圖1所示),這樣在最終裝修時(shí)可形成凹凸頂結(jié)構(gòu),既保持了室內(nèi)的凈高,又使風(fēng)管得到屏蔽,可以起到較好的裝修效果;
 
    (2)風(fēng)管在布置時(shí)應(yīng)盡量短,彎頭不宜過多,轉(zhuǎn)角半徑不宜過小,并盡量避免管道突變徑,以減少沿程壓力的損失;
 
    (3)風(fēng)管安裝時(shí)不應(yīng)破壞原有建筑的結(jié)構(gòu),特別是承重結(jié)構(gòu);
 
    (4)風(fēng)管穿過墻壁處,其孔洞四周的縫隙,應(yīng)使用彈性材料填充密實(shí);
 
    (5)為了降低噪聲,風(fēng)管的始端(與送風(fēng)機(jī)連接處)不宜急彎,必要時(shí),彎頭和三通支管等處應(yīng)裝設(shè)導(dǎo)流葉片;
 
    (6)風(fēng)管的連接應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行,粘貼應(yīng)牢固、鋪設(shè)應(yīng)平整、綁扎應(yīng)緊密,無滑動、松弛與斷裂現(xiàn)象,防止漏冷(熱);
 
    (7)輸送易產(chǎn)生冷凝水空氣的風(fēng)管,一定要按設(shè)計(jì)要求的坡度安裝;
 
    (8)安裝要牢固,所有吊、支、托架不得妨礙風(fēng)口、閥門、控制系統(tǒng)及檢查門的操作,并作良好的防銹處理;
 
    (9)新風(fēng)管安裝除應(yīng)遵守送風(fēng)管道安裝規(guī)定外,還應(yīng)按設(shè)計(jì)要求作有坡度安裝(坡向新風(fēng)口);
 
    (10)新風(fēng)口要有防雨和過濾網(wǎng)罩,安裝位置應(yīng)選在空氣不受污染的地方且便于檢修。
 
    5 結(jié)論
   
    與一般中央空調(diào)的風(fēng)管系統(tǒng)相比,家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)具有層高問題比較突出、風(fēng)管加工要求方便、對噪聲要求比較高、對風(fēng)管強(qiáng)度的要求可適當(dāng)降低等特點(diǎn),因此在家用中央空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)綜合進(jìn)行考慮。結(jié)合這些特點(diǎn),通過對家用中央空調(diào)兩種常用風(fēng)管——鍍鋅鐵皮風(fēng)管和復(fù)合材料風(fēng)管進(jìn)行的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較,發(fā)現(xiàn)以酚醛泡沫鋁箔復(fù)合風(fēng)管為代表的復(fù)合材料風(fēng)管非常適合于家用中央空調(diào),值得在工程中大力推廣使用。

    參考文獻(xiàn)
 
    [1] 蔣能照,張華,姚國琦,等. 家用中央空調(diào)實(shí)用技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002
   
    [2] 美國家用中央空調(diào)風(fēng)管式年產(chǎn)量知多少. 制冷技術(shù),2003,(1):56

    [3] 住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50096-1999).

    [4] 通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB 50243-97).

    [5] 謝建軍. 淺論酚醛泡沫材料在中央空調(diào)風(fēng)管中的應(yīng)用. 潔凈與空調(diào)技術(shù),2004,(4):39-43

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