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降溫水簾淺論酚醛泡沫材料在中央空調(diào)風管中的應用風光JD-BP37-80
隨著現(xiàn)代城市建筑中應用中央空調(diào)工程采暖降溫越來越普遍，通風管道的風管材料用量也在逐年增加。根據(jù) 2003 年中國暖通協(xié)會最新調(diào)查，我國中央空調(diào)風管年需量在 8000 萬平方米以上，且目前每年以 15%~20% 的速度增長，到 2004 年將突破 1 億平方米。概括而言，風管材料的選材大約分為三大類：前兩類一為傳統(tǒng)的鍍鋅鐵板 + 保溫層，二是無機玻璃風管，第三大類為近幾年崛起的復合型輕質(zhì)保溫風管，該類產(chǎn)品又分為酚醛、聚氨脂，聚苯乙稀、玻璃纖維等幾類 [1~2] ，其中，尤以酚醛類產(chǎn)品最受市場青睞。
1 酚醛泡沫材料簡介
酚醛樹脂是世界上最早工業(yè)化的塑料產(chǎn)品，而酚醛泡沫塑料則是近幾十年來剛剛開發(fā)成功的品種。酚醛泡沫塑料被稱為“保溫之王”，早期應用于導彈及火箭頭的保溫，它在美國、英國、日本等一些發(fā)達國家已成為塑料中發(fā)展最快的品種，消費量迅速增加，應用范圍不斷擴大。我國于 20 世紀 80 年代中期開始起步研發(fā)，北京化工大學、濟南大學、中國船舶重工七二五所等科研單位在基礎(chǔ)研究方面進行了卓有成效的工作，掌握了酚醛泡沫的配方和加工工藝，基本上具備了全面國產(chǎn)化的能力，為這一新材料的推廣應用和大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實的基礎(chǔ)。
用于生產(chǎn)酚醛泡沫的樹脂有兩種：熱塑性樹脂及熱固性樹脂，由于熱固性樹脂工藝性能良好，可以連續(xù)生產(chǎn)酚醛泡沫，制品性能較佳，故酚醛泡沫材料大多采用熱固性樹脂。酚醛泡沫材料具有以下特性 [3] ：
�。� 1 ）不燃性：酚醛泡沫材料是由阻燃樹脂和固化劑、不燃填料組成。無需加入任何阻燃填加劑，阻燃等級為難燃 B1 級。添加無機填料的高密度酚醛泡沫氧指數(shù)可達 70 。 100 mm 酚醛泡沫抗火焰能力可達 1 小時以上而不被穿透。
�。� 2 ）導熱系數(shù)：泡沫塑料的傳熱方式有氣相和聚合物相的熱傳導、氣相中的對流、泡孔壁的熱輻射三種。酚醛泡沫的導熱系數(shù)小，具有優(yōu)良的隔熱性能，導熱系數(shù)隨制品密度的增加而變大。
�。� 3 ）抗腐蝕抗老化：酚醛泡沫材料已固化成型，長期暴露在陽光下，無明顯老化現(xiàn)象。使用壽命明顯長于其它材料。除能被強堿腐蝕外，幾乎能耐所有的無機酸、有機酸及鹽類的腐蝕。
�。� 4 ）吸聲性能：酚醛泡沫具有優(yōu)良的吸聲性能，開孔型的泡沫結(jié)構(gòu)更有利于吸聲。表 1 為酚醛泡沫材料在各種頻率下的吸聲系數(shù)表。
表 1 酚醛泡沫材料在各種頻率下的吸聲系數(shù)
頻率 f （ Hz ） 100 200 800 1600 3200
吸聲系數(shù) a （％） 11.5 31.9 50.9 50.4 88.9
正是由于酚醛泡沫材料具有以上優(yōu)越的特性，因此其在國民經(jīng)濟的各個方面得到了廣泛的應用，如中央空調(diào)風管、冷熱輸送管道、潔凈廠房、商場、輕體快裝房、冷庫、冷藏車、墻體保溫、防火門夾芯填充、飛機、船舶、賓館及娛樂包廂等等需要使用防火、質(zhì)輕、保溫、隔音、潔凈、防潮材料的地方。
2 酚醛復合風管技術(shù)參數(shù)
酚醛泡沫板與鋁箔復合制成夾芯板，用于空調(diào)通風管還是近幾年來的事。酚醛鋁箔復合夾芯板其內(nèi)外表面是涂層鋁箔，中間層為酚醛泡沫材料。這種酚醛鋁箔復合夾芯板的綜合性能有較大的改觀，特別是在力學性能方面，如抗彎曲性、抗壓、脆性及加工性能等方面都有較大的改進，基本上滿足了空調(diào)通風管的使用要求。而且酚醛泡沫塑料正進一步朝改性酚醛樹脂，特別是改進酚醛泡沫的韌性，增加彈性，并向不燃 A 級方向發(fā)展。表 2 為酚醛鋁箔復合夾芯板板材的各項技術(shù)參數(shù)。
表 2 酚醛鋁箔復合夾芯板板材術(shù)參數(shù)
項目 檢驗值 備注
密度 45-70 ㎏ /m3
壓縮強度 448 kPa GB8813-1988
吸水率 3.7% GB8810-1988
尺寸穩(wěn)定性（ 70 ℃± 2 ℃） 0.66% GB8811-1988
導熱系數(shù) 0.028 W/ （ m · K ） GB/T10294-1988
平均煙氣溫度 99 ℃（技術(shù)指標為 125 ℃） 檢驗方法（ GB/T8625-88 ）
煙氣毒性（ LCo ） mg/l 符合要求 檢驗方法（ GA132-1996 ）
煙密度等級 2 （技術(shù)指標≤ 15 ） 檢驗方法（ GB/T8627-1999 ）
安全性能 燃燒性能達到不燃 A 級 GB 8624-1997
酚醛鋁箔復合風管由酚醛復合夾芯板和專用法蘭配件制成。表 3 為酚醛復合風管的各項性能技術(shù)參數(shù)。
表 3 酚醛復合風管性能技術(shù)參數(shù)
風管風速（ m/s ） 4 6 8 10 12 14 16 18
每米沿程摩阻 PR （ Pa/m ） 1.03 2.07 3.50 5.30 7.30 9.70 12.64 15.80
沿程摩阻系數(shù) λ 0.0238 0.0213 0.0203 0.0196 0.0188 0.0183 0.0183 0.0181
風管內(nèi)靜壓 Ps （ Pa ） 500 800 1000 1200 1500
漏風量 Qa （ m3/h · m2 ） 標準值 1.00 1.36 1.57 1.77 2.04
檢驗值 0.68 1.05 1.26 1.42 1.62
耐壓（ Pa ）（風管內(nèi)靜壓） 標準值 500 800 1000 1200 1500
檢驗值 532 835 1034 1257 1535
風管壁變形量（ % ） 標準值 1.00 - - - -
檢驗值 0.37 0.47 0.53 0.6 0.7
從表 1 和表 2 可以看出，酚醛泡沫材料非常適宜于制作中央空調(diào)工程的風管材料。
3 與傳統(tǒng)風管的比較
3.1 技術(shù)比較
中央空調(diào)傳統(tǒng)送風管道通常內(nèi)層采用鐵皮或玻璃鋼，外裹保溫材料，最外面用鋁箔進行纏繞，這使得送風管自重大、施工安裝費工費時、外觀差、氣密性低、能耗大。與傳統(tǒng)風管相比，酚醛復合風管具有以下優(yōu)勢：
（ 1 ）絕熱性好，可大大減少空調(diào)的排熱損失
酚醛復合風管的導熱系數(shù)為 0.016~0.036W/m · K ，而鍍鋅鋼板風管和玻璃鋼風管的導熱系數(shù)大得多。另外，酚醛復合風管特有的連接方式保證了通風工程優(yōu)良的氣密性，接近鍍鋅鋼板風管的 8 倍。有資料表明，在輸送同樣熱（冷）量時，鍍鋅鋼板風管的排熱損失為 15 ％，玻璃鋼風管的排熱損失為 8 ％，酚醛泡沫保溫材料風管的排熱損失低于 2 ％。
（ 2 ）消聲性好。
酚醛鋁箔復合風管壁的夾層為相互貫通的多孔酚醛泡沫材料板，具有良好的消聲性能。在中央空調(diào)工程中，空調(diào)機組運行時產(chǎn)生的噪聲在 50 ～ 79dB 范圍，經(jīng)過送風管道傳遞，形成室內(nèi)噪聲。酚醛鋁箔復合風管本身就是一個很好的管式消聲器，不必再設置消聲罩和消聲彎頭之類的消聲配件。
（ 3 ）重量輕，可減輕建筑負荷，且安裝方便
酚醛鋁箔復合風管的重量輕，大約為 1.4 kg/m2 ，而鍍鋅鋼板風管（ 0.8mm 厚）和玻璃鋼風管（ 3 mm 厚）的容重分別為 7.08 kg/m2 和 15~20 kg/m2 ，這就可以大大減輕建筑的負荷，且對風管的安裝極為有利。安裝時只需每 4 m 左右設一個支架，便可有足夠的支撐力。這對支架、吊件等的承載力要求大大降低，使得運輸和安裝非常方便。
（ 4 ）經(jīng)久耐用，使用壽命長
鍍鋅鋼板在潮濕環(huán)境中較易生銹，玻璃鋼則易老化，易損壞，因此傳統(tǒng)風管的使用壽命都不長，大約為 5~10 年，傳統(tǒng)風管外包的保溫層，如玻璃棉的使用壽命只有 5 年，而酚醛鋁箔復合風管的使用壽命至少 20 年以上。因此酚醛鋁箔復合風管的使用壽命是傳統(tǒng)風管使用壽命的 3 倍以上。另外，酚醛鋁箔復合風管的再利用率可達 60%~80% ，而傳統(tǒng)風管幾乎不能重復利用。
（ 5 ）降低層高
傳統(tǒng)的風管需要現(xiàn)場進行保溫層施工，因此要求有一定的施工高度，這就對建筑的層高提出了額外的要求。酚醛鋁箔復合風管不需要進行現(xiàn)場保溫施工，因此不必預留施工空間，這就可以降低建筑的層高。
（ 6 ）可縮短施工周期
酚醛鋁箔復合風管重量很輕，安裝比傳統(tǒng)風管方便快捷。風管吊裝時，所需吊架簡單，數(shù)量少，幾乎不用機械。制作簡捷，完全突破傳統(tǒng)工藝，大大縮短施工周期，現(xiàn)場改動也很方便。據(jù)現(xiàn)場測算，酚醛鋁箔復合風管安裝時每個工人一天可以安裝 20.0~30.0 m2 ，而傳統(tǒng)風管只有 4.0~5.0 m2/ 天·人，與傳統(tǒng)風管制造相比，酚醛鋁箔復合風管的生產(chǎn)效率提高了 4 ～ 5 倍。
（ 7 ）衛(wèi)生
酚醛鋁箔復合風管表面采用鋁箔密封，因而保證了輸送介質(zhì)衛(wèi)生，避免了二次污染，且內(nèi)層無凝結(jié)水，不生銹。在傳統(tǒng)風管中，玻璃棉和石棉易吸潮，吸水后保溫性能嚴重惡化，且石棉是致癌物質(zhì) [4] ，玻璃棉粉塵會刺激皮膚，使施工人員渾身發(fā)癢。另外，鍍鋅鋼板風管易生銹，且容易產(chǎn)生冷橋現(xiàn)象。
（ 8 ）美觀，適合明裝。
酚醛鋁箔復合風管可制成各種顏色，美觀，特別適合于明裝。傳統(tǒng)風管的表面需要現(xiàn)場進行鋁箔包裹的工作，因此明裝效果不是很好。
（ 9 ）適用范圍廣
鍍鋅鋼板風管應用廣泛，但高濕度環(huán)境使用壽命低，玻璃鋼風管在醫(yī)院、食品加工廠、地下室等有防塵要求和高濕度場所的使用也受到限制，而酚醛鋁箔復合風管可廣泛適用于工民用建筑、酒店、醫(yī)院、寫字樓以及其他特殊要求場所。
3.2 經(jīng)濟比較
與傳統(tǒng)風管相比，酚醛鋁箔復合風管還具有巨大的經(jīng)濟優(yōu)勢：
（ 1
>我廠（萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鋼廠）于2002年9月新上煉鋼生產(chǎn)線, 其中除塵電機為800KW/6KV。我們選用了山東風光電子有限責任公司生產(chǎn)的JD-BP37-800F高壓大功率變頻器與其配套，該設備于2002年9月11日投入運行�，F(xiàn)將變頻器的運行情況及節(jié)能情況報告如下：
一、變頻器運行情況
1、 變頻器體積小，安裝簡單。
山東風光電子有限責任公司生產(chǎn)的JD-BP37-800F變頻器所有部分裝在盤柜內(nèi)，不需要另外的變壓器、電抗器、濾波器、補償電容啟動設備等一系列其它裝置。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡單，現(xiàn)場配線少，調(diào)試周期短，投入生產(chǎn)快。
2、 電機及風機運行平穩(wěn)，溫升正常。
該線配套電機為南陽防爆電機集團有限公司生產(chǎn)的800KW/6KV、YB630S1-2型電動機，風機為吉林四平鼓風機廠生產(chǎn)的7000m3/h逆旋風機。整個機組在調(diào)速范圍之內(nèi)，電機和風機都平穩(wěn)運行，沒有出現(xiàn)異常震動和噪音，電機繞組和風機軸瓦的溫升也處于正常范圍，電機啟動為軟啟動，無電流沖擊，無機械沖擊，噪音較小。
3、 變頻器運行穩(wěn)定，性能良好，對電網(wǎng)污染少。
JD-BP37-800F變頻器投運以來運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平滑可靠，電壓和電流穩(wěn)定，在機組的整個調(diào)速范圍之內(nèi)變頻器網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)都在0.95以上，效率均高于95%。滿載時網(wǎng)側(cè)電流諧波總?cè)萘啃∮?%，不遜于同類進口產(chǎn)品。
4、 變頻器界面簡單直觀，易于掌握，易于維護。
變頻器采用友好的中文WINDOWS界面，各種主要的運行參數(shù)在界面上直接顯示，主要的操作按鈕通過觸摸屏做在界面上。變頻器的起停、改變運行頻率，操作簡單易行，操作人員很容易掌握。另外，變頻器的監(jiān)測工程十分完善，各種信息提供準確及時，提高了設備操作的安全性，也便于設備的維護。
5、 自動、手動配置較好
該設備還加裝了自動控制功能，平時可根據(jù)生產(chǎn)情況，變頻器自動實現(xiàn)高低速運行，如因生產(chǎn)特殊需要可改為手動調(diào)節(jié)來達到生產(chǎn)目的。
二、能耗情況
該工程配置電機為800KW/6KV，其額定電流為90.6A，根據(jù)其它生產(chǎn)線的實際運行情況，預計該電機工頻運行的平均電流應在70A以上�，F(xiàn)變頻運行大約20分鐘為一周期，出鋼時間為5分鐘，出鋼時變頻器運行在45Hz，電流為85A，15分鐘的間隔時間內(nèi)變頻器運行在18Hz，電流為22A，變頻器的平均電流為37.8A，節(jié)能效果十分明顯，達到38%以上，效益很可觀。
從三個月的運行情況來看，山東風光電子有限責任公司生產(chǎn)JD-BP37-800F變頻器，運行良好，性能穩(wěn)定，沒有發(fā)生過異常停機現(xiàn)象，給我廠帶來了很大的經(jīng)濟效益。
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