酚醛复合风管与镀锌铁皮风管外加保温 性能及成本比较

 

酚醛复合风管与镀锌铁皮风管外加保温

 

性能及成本比较

 

中央空调风管的作用是将冷风或热风从空调机组输送到用户需要的位置，由于风管输送的冷风或热风与环境存在着一定的温差，因此在输送过程中必然会产生热量的传递，使得输送的冷量或热量减少，从而造成了能量的损耗。冷风或热风与环境之间热量的传递不仅与风管的导热系数相关，而且还与送风与环境的温差、空调的使用时间等具体情况相关，因此在计算风管使用过程的能耗中必须根据风管使用的具体情况进行分析。

 

一、  风管全寿命能耗比较

 

1.镀锌铁皮风管采用镀锌钢板加保温层的方式构成。风管尺寸不一样，镀锌钢板的厚度也不一样，一般为0.5mm至1.5mm，而保温层厚度一般为20mm至50mm。由此可以计算出：1㎡镀锌铁皮风管需要钢材8.58kg，橡塑泡沫保温材料2.145kg（计算中镀锌铁皮厚度取1mm；保温层采用橡塑泡沫材料，密度为65kg/m3，厚度取30mm；材料损耗系数取1.1）。

 

2.酚醛复合风管采用在酚醛泡沫材料表面覆盖铝箔或彩钢板的方式构成。一般地，酚醛泡沫材料的厚度为20mm至30mm，密度为50kg/m3；铝箔采用双面覆盖的方式，铝箔厚度一般为40μm~60μm。由此可以计算出：1㎡酚醛泡沫风管需要铝材0.297kg，酚醛泡沫保温材料1.375kg（计算中铝箔厚度取50μm；酚醛泡沫材料厚度取25mm；材料损耗系数取1.1）。

 

3.根据表1中数据，可以计算出：镀锌铁皮风管的含能为454.74MJ/㎡，酚醛复合风管的含能为135.96MJ/㎡（橡塑泡沫材料和酚醛泡沫材料的含能均按一 般塑料的含能计算）。即酚醛复合风管的含能只有镀锌铁皮风管的29.9％。

 

 4.现阶段，我国每年大约需要增加中央空调风管面积1亿㎡，如果全国每年新增的1亿㎡风管全部采用采用酚醛泡沫风管，则每年大约可以减少3.1878*1010MJ的能源消耗，这约合120万吨标准煤。如果按60吨一个火车车皮的装载量进行计算，则这些节约的标准煤可装满2万个左右的火车车皮。

 

 二、使用过程能耗比较

 

    与发达国家相比，我国空调系统的能耗过高。降低空调系统能耗的有效办法是减少建筑与外界的能量交换以及降低空调系统输送过程中的能耗，因此，采用保温材料对空调系统的风管进行保温是一种常用的节能方法。

 

    通常风管系统造成能量损失主要有以下两种：通过管壁温差造成的能量损失；风管漏风所造成的能量损失。前者所造成的损失往往很大，甚至每年达到了几十万元[6]。由于目前漏风所造成的损失尚无统一的测定方法，因此本文只对第一种情况造成的能量损失进行重点分析。具体计算公式如下：

 

         ——（1）

 

    式中：——能量损失量，kW/㎡；

 

    ——环境温度与风管内热风或冷风温度的温差，℃；

 

    D——风管表面换热系数，取8.14W/(m·℃)；

 

    ——风管管壁的厚度，m；

 

    ——风管的导热系数，W/(m·℃)。

 

    为了详细分析各种常用风管（钢板风管、玻璃钢风管、玻纤风管、酚醛泡沫复合风管）在使用过程中的能耗，本文以广州市某大酒店中央空调系统为实例进行计算，该中央空调系统采用新风+风机盘管形式，风管的总使用面积为10,000㎡，每天平均使用16小时，全年共运行6个月时间。具体计算结果见表。

 

各风管系统的能耗损失比较

 

 

    注：各风管的壁厚（含保温层）取25mm；取16℃；主机的平均COP值取3。

 

    从表中可以看出：各种风管的能量损失相差非常大，在相同的运行条件下，镀锌铁皮风管的能耗最大，1㎡镀锌铁皮风管1年消耗电量24.96kWh（约合89.86MJ），而酚醛复合风管的能耗最小，1㎡酚醛泡沫风管1年只消耗电量13.44kWh（约合48.38MJ），比镀锌铁皮风管减少了11.52kWh（约合41.47MJ），节能率高达46.2％。

 

 三、寿命周期能耗比较

 

    由于设计、安装或维修中的多种原因，镀锌铁皮风管使用中常常会出现冷桥，因此其表面易形成结露，这就使得镀锌铁皮很容易出现生锈的现象，严重地影响了镀锌铁皮风管的使用寿命。据工程实际统计表明，镀锌铁皮风管的使用寿命一般在5~10年左右，而酚醛复合风管的使用寿命至少20年以上。

 

    表中为酚醛泡沫风管与镀锌铁皮风管的全寿命周期能耗比较。计算中风管全寿命周期按20年计算，这个过程中镀锌铁皮风管需更换2次，而酚醛泡沫风管则不需要更换。从表3中可以看出：每采用1㎡酚醛泡沫风管，可相当于节约2057.77MJ能源。我国现阶段每年大约需要新增加1亿㎡风管，如这些新增风管全部采用酚醛泡沫风管，则大约可以节约2057.77*108MJ能源。这就是说，如果我国每年新增加的中央空调风管全部采用酚醛泡沫风管，则相当于节约了一个三峡电站的全年发电量！

 

  酚醛泡沫风管与镀锌铁皮风管全寿命能耗（MJ/㎡）比较

 

 

四、酚醛复合风管的性能

 

1．隔音性能

 

酚醛复合风管，其结构结构决定着它具有良好的吸音性能，用其制作的空调风管，在使用过程中不会产生共振噪音，并能吸收由风机工作产生的噪音。

 

2.隔热性能

 

隔热风管在每一点都维持不变，酚醛复合风管的导热系统（入）在20℃时为0.024W/mk，特殊的均匀闭孔材料限制制水汽凝结。

 

3.不燃性能

 

酚醛复合风管具有优良的抗燃性能，主要包括两个方面：一是防止火焰扩散，即自熄能力；二是材料本身的绝热性能，即使材料一侧着火，另一侧温度也不会升高而导致火热蔓延。经检验，该产品燃烧性能符合国家GB8624A级的规定要求。

 

4．健康条件

 

酚醛复合保温板制作的空调通风管道，表面有抑菌涂层，光滑清洁，不会产生致病物质，不会因吸水而滋生细菌、蚊虫，更不会产生粉尘影响人体健康。

 

5.环境保护

 

在考虑建筑物里隔热材料的环保性时，节能和使用对臭氧层无破环的隔热材料最有效，酚醛复合板材采用无氟发泡的酚醛泡沫，对臭氧层绝无破环。

 

6.安装成本

 

4米长一段的酚醛复合风管相对于1.2/1.5米长一段的镀锌铁皮风管，截面和吊装加工更少，安装酚醛复合风管比镀锌皮风管快两倍（不需要考虑隔热层）快速安装意味显著地降低成本。

 

五、结论

 

本文对酚醛泡沫复合风管与以镀锌铁皮风管为代表的传统风管的节能特性进行了全寿命周期比较，研究结果表明：与镀锌铁皮风管相比，采用酚醛泡沫复合风管不仅可以节约70％左右的含能，而且在使用过程中每年还可节约46.2％的能耗，如折合成整个全寿命周期（20年）中的能耗，则每采用1㎡酚醛泡沫风管，可相当于节约2057.77MJ能源。从以上结论可以看出，酚醛泡沫复合风管的节能效果非常突出，因此在中央空调通风管道选型中得到广泛应用。