【地暖】-行业新闻
  • 用不锈钢波纹管作地暖加热管的技术探讨及市场前景分析

  • 来源:  发布时间:2014-11-14  浏览:2551
  • 关键词:不锈钢波纹管 金属管 塑料管

    国内目前应用于地暖加热管的管道主要是塑料管类和塑料金属复合管类。而将纯金属管作为地暖管使用,目前还未找到相关的应用资料,将不锈钢波纹盘管用于地暖加热管也未列入《地面供热施工技术规程》的材料清单中。

    不锈钢波纹盘管,是一种在薄壁不锈钢焊管内外壁上压制浅型环波,卷成一定长度的圆形盘状的有色金属合金管道。佛山市终极管业有限公司近年来依托已有的生产和技术资源,先后在国内有代表性的北方城市西安和南方的长沙,独立或与当地相关地暖公司合作,进行了为期近两个采暖季的探索和应用,取得了一定程度的应用成果。为拓宽我国地暖材料的应用种类和相应施工技术上进行了一定意义的尝试,愿与地暖界领导和业内同仁共同商榷,以便进一步完善和发展。

    用不锈钢作为水管在国外始于上世纪60年代,一般使用两个不锈钢种:304和316L。不锈钢相对于其他材质的管道有以下特点:耐腐蚀性佳、坚固且延伸性好、易于成型和焊接、无毒、可100%回收利用。国外发达国家在给排水领域已得到了空前的应用。建设部于2003年发布的《全国民用建筑工程设计技术措施》中,将薄壁不锈钢管列于优先选用类,还主要是针对城市居民饮用水。在过去的30多年中根据国标镍学会(Nickel lnstitute))进行的现场试验,试验数据参数表明304和316不锈钢的重量损失腐蚀<0.1密耳/年。专家由此表明这种材料有效寿命有望超过200年。这些非常低的腐蚀速度意味着在设计不锈钢设备时不必在壁厚上留有“腐蚀余量”。正是由于这种特点,也在不锈钢管行业的管壁壁厚设计中,在保证压力的情况下,尽量往“薄壁”的方向设计,以降低成本和减少对资源能源的浪费。

    304不锈钢的抗拉强度是钢管的2倍,是铜管的3~4倍,是塑料管的8~10倍。材料的强度决定了水管是否坚固耐撞、安全可靠,而安全可靠是建筑水管中最重要的要求。不锈钢波纹金属管在对比目前地暖管道中最多使用的塑料管道的相关特性中,我们最初是从该材料的优良特性,如耐温性、阻氧性、热膨胀系数和弯曲应力等来研究在地暖材料应用上的商业价值的。而以上特性正好是塑料管道的不足之处。塑料管道设计的使用寿命前提是“低温热水”,即40℃~50℃,极限温度(Tmax)为60℃的使用条件。而针对金属管宽泛的使用温度范围的优点,如若让它尽量发挥它的长处,又需要探索一条与之不尽相同的扬长避短的全套解决方案和技术规范。

    与塑料管为非气密性材料不同,金属管具有天然的阻氧性能,无须涂覆阻氧层,就能够保证锅炉系统不被腐蚀,这也从材料成本上缩小了和高端阻氧塑料管的距离。另外我们发现从该管道的其它特性上也能降低造价成本,如既然金属管道的导热系数(不锈钢为40W/m•k)是塑料管(0.45W/m•k)的89倍,那么我们至少可以尝试二种方案:一种是用增大管道的敷设间距和调节热媒热水温度来减少单位面积的耗管量来进一步降低成本;二是还可以和与敷设塑料管同样的管距,再通过增加热媒热水温度来提升地暖的升温速度来满足客户,适用市场需求。

    对于上述第二种方案是基于我们在市场调查中发现不少地暖用户,特别是长江流域非传统采暖区,有相当多的客户在上班或家里没人时,就有关掉独立采暖系统的习惯,虽然这样做是否科学早已有争论,但如果单从节约燃气开销和降低碳排放方面来说是无可厚非的。客户一旦在需要暖气的时候,往往要经过很长的等待过程。如何尽量的缩短这种难熬的过程,以制造卖点,迎合市场需求。我们在对比试验中采用国际上通行的测试辐射采暖的黑球温度计进行对比试验,来模拟接近人的体感温度。

    试验条件:在朝向相同,墙体保温条件一般但相对一致的三个房间,室温2℃;

    采用地暖干式施工,3.5cm厚EPS预制保温模板作保温层和固定管道,铺木地板。

    ①以上为干式施工作法时的测试时间,未进行水泥湿式施工对比,预计湿式施工做法的升温时间比干式作法升温快30%~40%。

    ②由于房间墙体和玻璃保温情况不同,此数据在不同地域会有些变化。

    不锈钢波纹管柔软性好,弯曲半径R≤1d,弯曲部位不缩径而且应力小,避免了对管道的损伤,其波纹状的内外形结构,增加了热媒与外界的接触面积,有利于热量的散发。在湿式施工中,还有一个其它管道不能相比的特性,那就是管道在通过伸缩缝隙时,其波纹结构在套管内能自动补偿一定的长度,避免了地面热胀冷缩引起伸缩缝的宽窄变化而对管材造成的应力和疲劳。另外,若管材本身无意被损伤,也可以通过现在非常普及的氩弧焊得以修复,该管材的试验室爆破压力十分惊人,可达15MPa。虽然这种管道在诸多特性方面均优于塑料管材,而且用不生锈的金属管作为采暖也比用塑料管更符合业主的心理要求,但我们在实际推广中还是会遇到人们的担心,其中疑虑主要集中点就是:在低温热水时应该是完全可行的,但在高温(80℃左右时),地板能否承受住这个温度?

    不锈钢的导热系数(40W/m•k)虽然远远高于塑料管(0.45W/m•k)但是它在金属管道中是较低的,是碳钢管的(82W/m•k)1/2,铜管(401W/m•k)的1/10,是一种很好的中性导热材料。根据测定,在热媒热水温度为80℃时长期运行,地板表面因不断向空间辐射热量而本身温度最高不会超过35℃,这比我们夏天的室外大理石和瓷砖50℃-60℃要低的多,或者说仅仅相当于夏天室内的地板温度。而从来没有过在夏天瓷质和木质地板就出现过什么问题。人们担心会有问题主要是停在心理层面,就像一盆恒温的井水,冬天用手放进去会感觉很暖和,而夏天会感觉很冰凉一样,也会认为冬季的地板温度会比同等温度的夏季会高很多。事实上,在我国北方地区有很多良莠不齐的地暖施工队中,在技术不规范的发展初期,凭着对地暖技术的一知半解,有相当多的地暖施工的热水源是直接和高温集中供暖系统相接而没有建立换热站式混水系统,其结果是除了对塑料管(或铝塑管)的寿命造成直接影响外,直到今天并没有见到因此而导致地板变形的情况出现。

    在进行不锈钢波纹管地暖施工时,我们仍然注意遵循《地面辐射供暖技术规程》的相关技术标准。如第一次运行的缓慢升温原则和严格按照规定设置伸缩缝;在管材密聚区域铺设一层保温泡沫地垫,防止局部区域过热;在试压时我们执行的比《地面辐射供暖技术规程》更为严格:两次试压,每次不低于10kg/cm2,但管距根据具体情况可加宽至300mm-400mm,这是由该管材的特殊性来决定的。根据按照以上技术措施执行的施工结果的情况来看,用户反馈的运行状况和采暖效果还是令人满意的。

    产品的差异化营销永远是市场竞争的主要手段,我们大胆尝试的初衷是在竞争激烈的行业中培养一个新的利润增长点。因为在这方面研究探索的时间还不是很长,目前主要是采用比较保守的干式施工方式为主(干式施工中地暖保温模板、管材和木地板部分与底下的水泥结构基面是分开独立的,因而此施工方式是可以逆转的),在厨房和卫生间预留一回路辅以顶棚辐射或墙面辐射的应用,其效果是相当不错的。湿式施工目前还处于尝试和观察阶段,虽然当前从运行上来说还未出现任何不良状况,但我们本着对自己和行业负责的态度,至少观察到今冬明春的采暖季节结束后,有着两年两个采暖季的应用经验,可开始在家装领域中小面积试点推广。在此期间,我们愿意和业界同仁一起,进一步总结和完善该地暖产品的安装系统方案,以满足市场不同客户的差异化需求。

    随着国家对构建低碳节能生活方式的倡导,在当前国内的地暖市场格局中,不锈钢波纹管作为地辐热的优点将日益突出,其环保、节能、使用寿命长等优点满足了用户对于采暖的更高需求,相信它一定会走向千家万户,成为备受推崇的新型地热材料。

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