這篇文章主要對中央空調風(fēng)管材料的介紹,以及關(guān)于使用安裝特點(diǎn)的重要部分進(jìn)行描述。然后就是對兩種常用的風(fēng)管材料——“鍍鋅鐵皮風(fēng)管”和“復合風(fēng)管”進(jìn)行了技術(shù)和性?xún)r(jià)比的一方面比較,結果導向為復合風(fēng)管具有明顯的優(yōu)勢。最后,根據多項風(fēng)管式家用中央空調工程的實(shí)際安裝經(jīng)驗,總結了幾點(diǎn)家用中央空調有哪些材料,各自?xún)?yōu)勢在哪里。
家用中央空調主要是指制冷量在7~80kW左右(適用于單元住房面積在80~600m2之間的多居室公寓、復式公寓、別墅、小型辦公樓及小型商業(yè)用房使用)的空調系統而言,它與傳統的分散式家用空調器(房間空調器)相比,節能、舒適、容量調節方便、噪聲低、振動(dòng)小、不破壞建筑外觀(guān),更由于空調系統“按戶(hù)集中”,還具有安裝方便,使用比較靈活,計費簡(jiǎn)單容易等特點(diǎn),因此受到了市場(chǎng)的青睞和生產(chǎn)廠(chǎng)家的重視。
根據家用中央空調冷熱負荷輸送介質(zhì)的不同,家用中央空調又可以分為風(fēng)管系統、冷熱水系統、制冷劑系統三種形式,其中,風(fēng)管式家用中央空調的初投資小,可引入新風(fēng),空氣品質(zhì)較高,因此在一些發(fā)達國家(如美國等)得到了大量的使用,占到了這些國家整個(gè)家用空調使用量的一半以上。
風(fēng)管式家用中央空調與其他家用中央空調的區別是直接采用風(fēng)管輸送冷熱空氣,因此風(fēng)管性能的好壞對家用中央空調性能的影響很大?,F階段,對家用中央空調風(fēng)管系統的研究還非常少,幾乎還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的文章進(jìn)行過(guò)研究。因此,本文將結合家用中央空調風(fēng)管系統的具體使用條件,對家用中央空調風(fēng)管系統的設計和施工特點(diǎn)進(jìn)行分析,以供大家參考。
1家用中央空調風(fēng)管系統的使用特點(diǎn)
家用中央空調其實(shí)就是將中央空調系統應用在單元住房面積為80~600m2之間的多居室公寓、復式公寓、別墅、小型辦公樓及小型商業(yè)用房中,因此,與中央空調系統的風(fēng)管相比,家用中央空調的風(fēng)管系統具有以下特點(diǎn):
?。?)層高的問(wèn)題比較突出
一般中央空調使用在商場(chǎng)、電影院、寫(xiě)字樓等公共場(chǎng)所,這些地方的層高一般都比較高,因此層高的問(wèn)題不是很明顯,基本上都能滿(mǎn)足中央空調風(fēng)管系統安裝、使用和維護的需要。但對于家用中央空調,由于它使用的地方很多時(shí)候層高低于3m,一般在2.8m左右,這就要求它配置的風(fēng)管應盡可能少的占用層高空間。
?。?)風(fēng)管加工要求方便
家用中央空調風(fēng)管系統的加工量不大,但規格多,因此只能進(jìn)行現場(chǎng)加工。由于家用中央空調風(fēng)管的施工場(chǎng)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器設備制作。另外,每戶(hù)家用中央空調的風(fēng)管安裝位置都可能不同,不像寫(xiě)字樓、商場(chǎng)等,每層的布置基本固定,很多時(shí)候都需要進(jìn)行現場(chǎng)定位,而且安裝時(shí)還需要根據具體情況臨時(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。
?。?)對噪聲的要求比較高
家用中央空調主要使用在居住環(huán)境,因此對噪聲的要求比較高。根據《中華人民共和國住宅設計規范》的要求,住宅臥室、起居室(廳)內的允許噪聲晝間應小于或等于50分貝,而夜間應小于或等于40分貝[3]。風(fēng)管機的機外余壓一般為80~250Pa左右,噪音比較大,這就要求家用中央空調的風(fēng)管系統加裝有消聲裝置或自身具有較好的吸聲功能。
?。?)對風(fēng)管強度的要求可適當降低
中央空調使用的場(chǎng)合,如商場(chǎng)、辦公樓等,經(jīng)??梢杂龅酱罂臻g,因此要求風(fēng)管具有較高的強度。家用中央空調使用場(chǎng)合的跨度一般都比較小,通常都小于4m,這就使得對風(fēng)管強度的要求可適當降低。另外,家用中央空調風(fēng)管系統的通風(fēng)量比較小,通風(fēng)管道要求的口徑也比較小,這也可以適當地降低對風(fēng)管材料的強度要求。
從以上分析可以看出,家用中央空調風(fēng)管系統和中央空調風(fēng)管系統的要求不完全相同,因此在進(jìn)行家用中央空調風(fēng)管系統設計和施工時(shí)一定要充分考慮到這些特點(diǎn),才能得到一個(gè)令人滿(mǎn)意的家用中央空調風(fēng)管系統。
2家用中央空調風(fēng)管材料的技術(shù)性能比較
中央空調風(fēng)管常用的材料有鍍鋅鐵皮、玻璃鋼、復合材料(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(zhù)一層保護層,如鋁箔等)等幾種。由于玻璃鋼風(fēng)管需要在工廠(chǎng)進(jìn)行加工,且加工損耗大,存在老化現象,在家用中央空調中使用很少,因此本文只對鍍鋅鐵皮和復合材料這兩種風(fēng)管材料進(jìn)行比較。
?。?)施工的方便性
鍍鋅鐵皮適合大尺寸加工,機械加工方便,但小尺寸時(shí)由于不方便采用機械設備,因此加工周期長(cháng),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(kāi)發(fā)出小型加工設備,采用新的聯(lián)結方式等等。但是,這些新設備、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(wèn)題。
復合材料風(fēng)管一般采用手工施工,不需要專(zhuān)門(mén)的加工設備,因此特別適合于家用中央空調這樣的小場(chǎng)地施工。采用復合材料現場(chǎng)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。
據工程測算,在進(jìn)行家用中央空調風(fēng)管施工時(shí),一個(gè)熟練工人每小時(shí)可制作安裝10~15m2復合材料風(fēng)管(以酚醛泡沫鋁箔風(fēng)管為例),而同樣一個(gè)工人,卻只能制作安裝3~4m2鍍鋅鐵皮風(fēng)管。從這里可以看出,復合材料風(fēng)管的施工方便性要遠遠好于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
?。?)節能效果
復合材料風(fēng)管的導熱系數大大低于鍍鋅鐵皮風(fēng)管的導熱系數,例如,酚醛鋁箔復合風(fēng)管的導熱系數為0.016~0.036W/(m?K)左右,鍍鋅鐵皮風(fēng)管(采用20mm橡塑保溫材料)的導熱系數卻高達0.035-0.043W/(m?K),而且當鍍鋅鐵皮風(fēng)管的保溫材料長(cháng)期接觸空氣時(shí),還會(huì )出現吸濕的現象,使得鍍鋅鐵皮風(fēng)管的導熱系數大大增加。另外,復合材料風(fēng)管特有的連接方式還保證了通風(fēng)系統具有優(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,復合材料風(fēng)管的節能效果遠遠好于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
現場(chǎng)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%。
?。?)防火性能
鍍鋅鐵皮為無(wú)機材料,防火性能好,為不燃A級,但其外部經(jīng)常采用橡塑類(lèi)保溫材料。由于橡塑類(lèi)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。
復合材料風(fēng)管的防火性能根據材料的不同而不同,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)管的防火性能均達到了不燃A級。
因此,從防火性能這個(gè)角度來(lái)看,復合材料風(fēng)管和鍍鋅鐵皮風(fēng)管都能滿(mǎn)足家用中央空調的防火要求。
?。?)強度
鍍鋅鐵皮風(fēng)管的強度高,適合大場(chǎng)地、大空間的安裝,因此在大空間的中央空調風(fēng)管系統中應用較多。復合材料風(fēng)管雖然強度較低,但也能滿(mǎn)足家用中央空調的要求。例如,根據《通風(fēng)與空調工程施工及驗收規范》中的規定,當風(fēng)管直徑小于400mm時(shí),間距要求不大于4m,而當風(fēng)管直徑大于或等于400mm,間距要求不大于3m[4]。對于家用中央空調,保溫風(fēng)管的直徑通常小于400mm,因此其間距只要不大于4m就可滿(mǎn)足要求,而這個(gè)條件在住宅中非常容易得到滿(mǎn)足。這就是說(shuō),在一般情況下,復合材料風(fēng)管完全可以滿(mǎn)足家用中央空調的強度要求,不需要進(jìn)行加固。
?。?)對層高的影響
鍍鋅鐵皮風(fēng)管的外部需要在現場(chǎng)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,還需要預留一定的安裝和維修空間。復合材料風(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,不需要再預留安裝空間。因此,從對層高影響這個(gè)角度來(lái)看,復合材料風(fēng)管比鍍鋅鐵皮風(fēng)管更適合用于家用中央空調。
工程實(shí)測表明,采用復合材料風(fēng)管比采用鍍鋅鐵皮風(fēng)管可節約層高5~10cm左右。
?。?)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。由于家用中央空調主機的使用壽命一般為15~20年,因此家用中央空調如采用了鍍鋅鐵皮風(fēng)管,則在其使用過(guò)程中需要更換一次風(fēng)管,這就給用戶(hù)帶來(lái)非常大的麻煩。而據國外經(jīng)驗,復合材料風(fēng)管如酚醛鋁箔復合風(fēng)管的使用壽命在20年左右,這與家用中央空調主機的使用壽命基本相同,因此在家用中央空調整個(gè)使用過(guò)程中不需要更換風(fēng)管。從這點(diǎn)看,復合材料風(fēng)管遠遠強于鍍鋅鐵皮風(fēng)管。
?。?)消聲性能
鍍鋅鐵皮風(fēng)管是一種剛性風(fēng)管,沒(méi)有消聲效果,它甚至還會(huì )將設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(lèi)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(huì )產(chǎn)生應力變形,從而出現“嘎、嘎”的討厭聲音。而復合材料風(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(gè)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(lái)看,家用中央空調應盡量采用復合材料制作風(fēng)管。
?。?)衛生和健康
復合材料風(fēng)管表面采用鋁箔密封,不會(huì )生銹,另外,由于保溫效果好,復合材料風(fēng)管的內層不會(huì )產(chǎn)生凝結水,不會(huì )滋生細菌,因而保證了輸送介質(zhì)的衛生,避免了對室內空氣的二次污染。鍍鋅鐵皮風(fēng)管易生銹,且容易產(chǎn)生冷橋現象,易結露,因此在鍍鋅鐵皮風(fēng)管非常容易滋生細菌,如軍團病菌等,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,從衛生和健康這個(gè)角度來(lái)看,復合材料風(fēng)管比鍍鋅鐵皮風(fēng)管更加適合于家用中央空調。
從以上分析可以知道,雖然鍍鋅鐵皮風(fēng)管具有強度高、防火性能好等優(yōu)點(diǎn),但根據家用中央空調風(fēng)管系統的具體使用要求,復合材料風(fēng)管在其他方面遠遠強于鍍鋅鐵皮風(fēng)管,因此在家用中央空調風(fēng)管使用中應大力推廣復合材料風(fēng)管。
3家用中央空調風(fēng)管材料的經(jīng)濟性能比較
復合材料風(fēng)管包括酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、玻璃纖維等幾種。與其他復合材料風(fēng)管相比,酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管具有絕熱性能好、環(huán)保、健康、防火性能可達到不燃A級等優(yōu)點(diǎn),在國外得到了大量的應用[5]。因此,本文采用酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管為代表對鍍鋅鐵皮風(fēng)管和復合風(fēng)管進(jìn)行經(jīng)濟比較。
?。?)一次性投資
風(fēng)管系統的一次性投資即風(fēng)管系統從購買(mǎi)到開(kāi)始使用時(shí)所花費的費用,一般由風(fēng)管材料的成本、保溫材料的成本、安裝費用、各種連接件、加固件、吊裝件以及增設消聲器等消聲部件所增加的費用構成。通過(guò)向多家風(fēng)管材料供應商咨詢(xún),相對于鍍鋅鐵皮風(fēng)管的一次性投資,酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管的一次性投資大約可節省25%左右,即業(yè)主每采用1m2酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管材料,大約可節約30~40元左右的一次性投資。
?。?)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(cháng),大約為5~10年。由于家用中央空調主機的使用壽命一般為15~20年,因此在使用過(guò)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。根據國外經(jīng)驗,酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管的使用壽命為20年,和家用中央空調主機的使用壽命相同,因此它在使用過(guò)程中不需要更換,可以節約大筆開(kāi)支。
?。?)家用中央空調風(fēng)管系統安裝注意事項
在選擇了合適的風(fēng)管材料后,要想得到一個(gè)滿(mǎn)意的風(fēng)管系統,安裝也是非常重要的影響因素。家用中央空調的適用對象一般為住宅、別墅等建筑,因此它的風(fēng)管系統的安裝與中央空調的安裝存在著(zhù)很多不同。根據筆者對多項家用中央空調風(fēng)管系統安裝工程的跟蹤調查,總結出以下幾點(diǎn)安裝注意事項:
?。?)風(fēng)管布置應盡量采用沿墻壁鋪設的方法(如圖1所示),這樣在最終裝修時(shí)可形成凹凸頂結構,既保持了室內的凈高,又使風(fēng)管得到屏蔽,可以起到較好的裝修效果;
?。?)風(fēng)管在布置時(shí)應盡量短,彎頭不宜過(guò)多,轉角半徑不宜過(guò)小,并盡量避免管道突變徑,以減少沿程壓力的損失;
?。?)風(fēng)管安裝時(shí)不應破壞原有建筑的結構,特別是承重結構;
?。?)風(fēng)管穿過(guò)墻壁處,其孔洞四周的縫隙,應使用彈性材料填充密實(shí);
?。?)為了降低噪聲,風(fēng)管的始端(與送風(fēng)機連接處)不宜急彎,必要時(shí),彎頭和三通支管等處應裝設導流葉片;
?。?)風(fēng)管的連接應嚴格按照規范進(jìn)行,粘貼應牢固、鋪設應平整、綁扎應緊密,無(wú)滑動(dòng)、松弛與斷裂現象,防止漏冷(熱);
?。?)輸送易產(chǎn)生冷凝水空氣的風(fēng)管,一定要按設計要求的坡度安裝;
?。?)安裝要牢固,所有吊、支、托架不得妨礙風(fēng)口、閥門(mén)、控制系統及檢查門(mén)的操作,并作良好的防銹處理;
?。?)新風(fēng)管安裝除應遵守送風(fēng)管道安裝規定外,還應按設計要求作有坡度安裝(坡向新風(fēng)口);
?。?0)新風(fēng)口要有防雨和過(guò)濾網(wǎng)罩,安裝位置應選在空氣不受污染的地方且便于檢修。
(4)結論
與一般中央空調的風(fēng)管系統相比,家用中央空調風(fēng)管系統具有層高問(wèn)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)管強度的要求可適當降低等特點(diǎn),因此在家用中央空調風(fēng)管系統的設計和施工中應綜合進(jìn)行考慮。結合這些特點(diǎn),通過(guò)對家用中央空調兩種常用風(fēng)管——鍍鋅鐵皮風(fēng)管和復合材料風(fēng)管進(jìn)行的技術(shù)和經(jīng)濟比較,發(fā)現以酚醛泡沫鋁箔復合風(fēng)管為代表的復合材料風(fēng)管非常適合于家用中央空調,值得在工程中大力推廣使用。
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