地暖加热管到的选择

教你如何选择地暖的加热管 低温地板辐射采暖系统（俗称地暖）是一种健康、节能、环保、卫生的新型采暖方式。它以建筑地面为热能辐射面，将60%的热能（8~13μm的远红外线）以辐射方式传递与室内空间，将40%的热能以对流方式传递与室内空间，具有舒适、室内温度均匀恒定、节省室内空间的特点，有一定治疗保健的功能。 一般说来，低温地板辐射采暖系统与建筑物同寿命（50年以上），并且其隐蔽部分在50年中是免维护的（人为因素除外），这是低温地板辐射采暖系统得以广泛应用的重要原因之一。而50年的寿命是有条件的，主要取决于加热管的寿命。由于低温地板辐射采暖工程属于隐蔽工程，加之系统中通过的是60℃的热水，因此，这就需要用于低温地板辐射采暖系统的加热管比普通建筑用的塑料管有着更高的要求，对加热管的种类、品质、制造工艺、质量都要进行更严格的选择，只有这样低温地板辐射采暖系统50年的寿命才能得以实现。 目前，市场上可用于低温地板辐射采暖的管材主要有PE-X管（交联聚乙烯管）、PP-R管（三型无规共聚聚丙烯管）、PE-RT管（耐高温聚乙烯管）、PB管（聚丁烯管），铝塑管等，这几种管材在低温地板辐射采暖系统中都有应用，并且各有特点，其他的塑料管材如CPVC、PPH、ABS、PE等由于性能无法满足低温地板辐射采暖系统的要求而不能应用，尽管铝塑复合管在《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》中也被列入可用管材，但由于铝塑复合管中的复合剂-热熔胶的抗老化性能是一个未知数，无法确定其使用寿命，因此，我们建议最好不用。下面我们对常见的几种加热管材的主要性能简单做一个评价。加热管材的性能指标是一个完整的指标体系，不能就其某一个指标来判定能否在低温地板辐射采暖工程中使用，能否保证其有50年的寿命。有些企业只对产品做一些短期的物理检测，就声称其可以使用50年，这是不科学的。有些企业在不说明保证多长寿命的情况下称其产品能耐多高的温度也是没有意义的。应该对管材的压力指标、温度指标、使用时间等指标综合评价才是科学的、有意义的。实际上塑料管材在相同的压力下，工作温度不同，其寿命不同；在相同的温度下，压力不同，寿命不同。我国化学建材检测中心以及国内的一些大型塑料管材厂家从2001年起开始对塑料管材进行8760试验，这项试验是对塑料管材使用寿命综合评价的重要方法。 各种塑料加热管材的热强度（8760试验） 上表中之所以将实验温度选为110℃这一较高的温度，将实验时间选为8760h这一较长的时间，是因为根据时温等效变换法，8760h为一年，当使用温度为70℃是，温差为40℃，外推因子为50，从而可推算出在70℃条件下的使用寿命为：50×8760=438000h，正好为50年。 从上表中我们可以看到，PE-X管具有最好的耐热强度。从这个意义上讲，在低温地板采暖系统中选择PE-X管作为加热管是科学的，同时，在上述几种管材中PE-X管也是较便宜的，因此，在低温地板采暖系统中选择PE-X管作为加热管也是最经济的。 有关这一点我们还可以从几种管材的蠕变特性中看出。蠕变特性是管材长期抗应力和耐高温性能的综合体现，最实际的反映了管材的使用寿命。通过模拟推算，四种管材的蠕变特性中，PE-X管从高温到低温、100年范围内，都没有出现环应力的急剧下降。随着时间的增加，PE-RT在高温情况下，14年左右就出现了环应力的急剧下降，PB虽应力水平较高，但其从高温到低温都出现了拐点，如在90℃下2000小时（不到三个月）左右就出现了环应力的下降，而且价格极高。PP-R管在70℃以上时也较早的出现了环应力下降。为什么会出现这种情况呢？我们知道，高分子塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两种。从理论上讲，热塑性塑料是一种熔体，它没有固定的熔点，成型后还可熔化，它的蠕变期较短。而热固性塑料属晶体，成型后不会熔化，它的蠕变期非常长，在一百年中性能几乎不变。在目前常用的塑料管材中，PP-R、PE-RT、PB属于热塑性塑料，而PE-X（交联聚乙烯）属于热固性塑料。 PE-X（交联聚乙烯）是由高密度聚乙烯（PE）加入交联剂或在射线辐照下，在一定的条件下大分子链形成游离基相互连接形成平面或立体网状结构而形成的。其方法有三种，一、过氧化物交联法；二、硅烷交联法；三、辐射交联法。我们分别分析下三种交联方法各自的实现条件及产品的优缺点：一、过氧化物交联法是在聚乙烯中加入过氧化物交联剂，在一定温度（230℃）的作用下逐渐完成平面网状的交联过程。这种交联方法所要求的交联条件较高，一旦成型后交联度不会发生变化。它是一个先交联后成型的过程。其产品特点是表面光洁度好，柔韧度好，但耐酸性差。所形成的产品称为PE-Xa。 二、硅烷交联法是在聚乙烯中加入硅烷剂，成型后在水解过程中完成立体网状的交联过程，这种交联方法所要求条件较低，只要有水和一定温度就可完成，即使在使用中也可继续交联直到达到饱和交联，所形成的PE-X为立体网状结构。硅烷交联从工艺上分为一步法和二步法工艺，其原料的保管与包装要求较高，否则，原料在保管期就有可能发生预交联而报废，同时原料的保管期很短（6个月）。硅烷交联法是一个先成型后交联的过程。其产品特点是表面强度和拉伸强度较高，但耐水性较差，产品交联度会随时间游动，形成的产品称为PE-Xb。三、辐照交联法是一个物理交联方法，与前相比不同是在交联过程中勿需化合物的参与，它是将由高密度聚乙烯成型的管材产品经αβγ射线或电子束辐照后，使聚乙烯大分子主链形成新的游离基，游离基间再结合即形成交联。这种交联方法所要求的条件极高，交联非常稳定，但它有一个特点：产品表皮交联度高，随着深度增加，交联度越来越低。此方法不宜生产壁厚过厚的产品，所形成的产品称为PE-Xc。综合上述：选择PE-X管材作为低温地板辐射采暖系统的加热管是科学的、经济的。 部分资料提供者：王风林 （地暖委员会专家组专家常委）