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負壓風(fēng)機生產(chǎn)廠家淺論酚醛泡沫材料在中央空調(diào)風(fēng)管中的應(yīng)用風(fēng)光JD

摘 要:本文首先簡要介紹了酚醛泡沫材料的特性,然后詳細說明了酚醛復(fù)合風(fēng)管的各項性能技術(shù)參數(shù),并將酚醛復(fù)合風(fēng)管與其他幾種常見空調(diào)風(fēng)管的性能進行了全面比較。比較結(jié)果表明酚醛復(fù)合風(fēng)管具有非常廣闊的市場前途。

   隨著現(xiàn)代城市建筑中應(yīng)用中央空調(diào)工程采暖降溫越來越普遍,通風(fēng)管道的風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)管,第三大類為近幾年崛起的復(fù)合型輕質(zhì)保溫風(fēng)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(yīng)用于導(dǎo)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(yīng)用范圍不斷擴大。我國于 20 世紀(jì) 80 年代中期開始起步研發(fā),北京化工大學(xué)、濟南大學(xué)、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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)、氣相中的對流、泡孔壁的熱輻射三種。酚醛泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)小,具有優(yōu)良的隔熱性能,導(dǎo)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(yīng)用,如中央空調(diào)風(fēng)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(fù)合風(fēng)管技術(shù)參數(shù)

  酚醛泡沫板與鋁箔復(fù)合制成夾芯板,用于空調(diào)通風(fēng)管還是近幾年來的事。酚醛鋁箔復(fù)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(fù)合夾芯板的綜合性能有較大的改觀,特別是在力學(xué)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(fēng)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(fù)合夾芯板板材的各項技術(shù)參數(shù)。

表 2 酚醛鋁箔復(fù)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(dǎo)熱系數(shù) 0.028 W/ ( m · K )   GB/T10294-1988

平均煙氣溫度 99 ℃(技術(shù)指標(biāo)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(biāo)≤ 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(fù)合風(fēng)管由酚醛復(fù)合夾芯板和專用法蘭配件制成。表 3 為酚醛復(fù)合風(fēng)管的各項性能技術(shù)參數(shù)。

表 3 酚醛復(fù)合風(fēng)管性能技術(shù)參數(shù)

風(fēng)管風(fēng)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(fēng)管內(nèi)靜壓 Ps ( Pa ) 500 800 1000 1200 1500

漏風(fēng)量 Qa ( m3/h · m2 ) 標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)管內(nèi)靜壓) 標(biāo)準(zhǔn)值 500 800 1000 1200 1500

檢驗值 532 835 1034 1257 1535

風(fēng)管壁變形量( % ) 標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)管材料。

3 與傳統(tǒng)風(fēng)管的比較

3.1 技術(shù)比較

中央空調(diào)傳統(tǒng)送風(fēng)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(fēng)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(fēng)管相比,酚醛復(fù)合風(fēng)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(fù)合風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.016~0.036W/m · K ,而鍍鋅鋼板風(fēng)管和玻璃鋼風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)大得多。另外,酚醛復(fù)合風(fēng)管特有的連接方式保證了通風(fēng)工程優(yōu)良的氣密性,接近鍍鋅鋼板風(fēng)管的 8 倍。有資料表明,在輸送同樣熱(冷)量時,鍍鋅鋼板風(fēng)管的排熱損失為 15 %,玻璃鋼風(fēng)管的排熱損失為 8 %,酚醛泡沫保溫材料風(fēng)管的排熱損失低于 2 %。

( 2 )消聲性好。

酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)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(fēng)管道傳遞,形成室內(nèi)噪聲。酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管本身就是一個很好的管式消聲器,不必再設(shè)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(fù)合風(fēng)管的重量輕,大約為 1.4 kg/m2 ,而鍍鋅鋼板風(fēng)管( 0.8mm 厚)和玻璃鋼風(fēng)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(fēng)管的安裝極為有利。安裝時只需每 4 m 左右設(shè)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(fēng)管的使用壽命都不長,大約為 5~10 年,傳統(tǒng)風(fēng)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(fù)合風(fēng)管的使用壽命至少 20 年以上。因此酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的使用壽命是傳統(tǒng)風(fēng)管使用壽命的 3 倍以上。另外,酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的再利用率可達 60%~80% ,而傳統(tǒng)風(fēng)管幾乎不能重復(fù)利用。

( 5 )降低層高

傳統(tǒng)的風(fēng)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(fù)合風(fēng)管不需要進行現(xiàn)場保溫施工,因此不必預(yù)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(fù)合風(fēng)管重量很輕,安裝比傳統(tǒng)風(fēng)管方便快捷。風(fēng)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(fù)合風(fēng)管安裝時每個工人一天可以安裝 20.0~30.0 m2 ,而傳統(tǒng)風(fēng)管只有 4.0~5.0 m2/ 天·人,與傳統(tǒng)風(fēng)管制造相比,酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的生產(chǎn)效率提高了 4 ~ 5 倍。

( 7 )衛(wèi)生

酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)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(fēng)管中,玻璃棉和石棉易吸潮,吸水后保溫性能嚴(yán)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(fēng)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(fù)合風(fēng)管可制成各種顏色,美觀,特別適合于明裝。傳統(tǒng)風(fēng)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(fēng)管應(yīng)用廣泛,但高濕度環(huán)境使用壽命低,玻璃鋼風(fēng)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(fù)合風(fēng)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(fēng)管相比,酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)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(fēng)光電子有限責(zé)任公司生產(chǎn)的JD-BP37-800F高壓大功率變頻器與其配套,該設(shè)備于2002年9月11日投入運行。現(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(fēng)光電子有限責(zé)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(shè)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(fēng)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(fēng)機為吉林四平鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的7000m3/h逆旋風(fēng)機。整個機組在調(diào)速范圍之內(nèi),電機和風(fēng)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(fēng)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(zhǔn)確及時,提高了設(shè)備操作的安全性,也便于設(shè)備的維護。
  5、 自動、手動配置較好
  該設(shè)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(yù)計該電機工頻運行的平均電流應(yīng)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(fēng)光電子有限責(zé)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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