空调保温板材料的秘密
空调系统橡塑保温材料,不能不说的秘密
空调系统管道保温一直是影响整个系统正常运行的关键因素,高品质的橡塑保温管材料追求导热系数更低、湿阻因子更高、防火性能更好,选用高品质的橡塑保温材料也的确能够让中央空调系统更持久、更节能、更环保、更安全。然而,大多数材料供应商在为用户提供空调系统保温方案时往往会忽略几个你们不知道的秘密。
秘密一:空调系统保温,导热系数越低是否越节能
当然!导热系数是越低越节能,导热系数越低的材料保温效果越好,这肯定是没有问题的。但是,你们不知道的是,只有在同等厚度的条件下,导热系数越低的材料保温效果才会越好。众所周知,橡塑保温材料的导热系数比玻璃棉的导热系数要低,难道说25mm的橡塑保温材料比100mm厚度的玻璃棉更节能吗?答案当然是否定的,保温材料厚度对系统节能的影响不可忽视。
例如:假设大厦10000平米的风管面积,空调供风温度为14℃,室内设计温度为26℃,该温度下(平均温度为20℃),导热系数为0.034W/(m·k)
当采用19mm的橡塑保温材料时,能耗q = 14.784W/m2 Q=147.84kwH
当采用25mm的橡塑保温材料时,能耗q = 11.725W/m2 Q=117.25kwH
对于1万平米送风面积的送风管道保温,采用较厚保温材料一小时可以节约30.59度电。
橡塑保温材料作为空调系统保温的主力军,各大橡塑保温材料供应商也在纷纷研发导热系数更低的发泡材料,想为客户提供更加完美的方案。橡塑保温材料凭借其低导热系数已是保温行业内的佼佼者,各大材料供应商的产品在导热系数这项性能指标上也都不相伯仲,常温下导热系数为0.034W/(m·k)几乎已是橡塑产品的极限,即使还能做到更低的,差距也只在0.001W/(m·k)左右,下面我们来看一下这个0.001对整个系统节能的影响到底有多大:
例如:假设大厦10000平米的风管面积,空调供风温度为14℃,室内设计温度为26℃,采用19mm的橡塑保温材料(表面防热系数取8.5)
该温度下(平均温度为20℃)
当导热系数为0.034W/(m·k)时,能耗q = 14.784W/m2 Q=147.84kwH当导热系数为0.033W/(m·k)时,能耗q = 14.423W/m2 Q=144.23kwH
也就是说,对于1万平米送风面积的送风管道保温,采用更低导热系数的材料一小时可以节约3.61度电。导热系数越低越节能是可以肯定的,至于是否真正达到节能的效果,还待客户自己去判断,这是不能不说的秘密。
秘密二:空调系统保温,是否优选表面放热系数较高的保温材料
对于这个问题,首先我们要弄清楚,空调系统为何要保温,是为了防止管道防止凝露吗?是为了防止管道腐蚀吗?是为了保证管道不结露的条件下,节约材料成本吗?笔者认为节能才是目的,在合理控制材料成本的同时,达到最佳的节能效果才是客户认可的最佳方案。因此,以防凝露厚度作为空调系统保温厚度无疑只考虑初投资成本的。前面我们谈到,材料厚度对系统节能的影响不可忽视!
那么,保温材料的表面放热系数对材料使用厚度又有何影响?表面防热系数α是辐射换热系数和对流换热系数的综合值,主要受材料表面颜色、光泽度、粗糙度及环境温度、风速等的影响。采用防凝露厚度选型时,材料表面放热系数越高,所需要的保温厚度越小。
综上所述,那我们的问题就可迎刃而解,表面放热系数高并不能作为高品质橡塑保温材料的标准,当然不宜优选。保温材料表面防热系数越高,所需保温厚度越小,所需保温材料量也少,但是能量损耗大,这是不能不说的秘密。
秘密三:空调系统保温,什么保温材料更节能
对于保温材料本身而言,真正影响能量传递的因素只有导热系数、厚度,还有表面放热系数,前面我们已经以举例的形式阐述了保温材料的导热系数、厚度对整个空调系统能耗的影响,那么我们具体探讨一下材料表面放热系数对系统能耗的影响究竟如何。
首先,我们先要弄明白一个原理,管道保温系统的能量传递过程:
空调冷水管道系统
1、室内空气中的热量传递给保温材料:对流换热和辐射换热
2、保温材料将热量传递给传递给低温介质水:导热
采暖管道系统
1、高温介质水将热量传递给保温材料:导热;
2、保温材料将热量传递给室内空气:对流换热和辐射换热
通俗点讲,表面放热系数决定了材料表面与空气进行热交换的程度,表面放热系数越大,材料外表面与空气热交换量就越多,系统能量损耗也就越大。
下面列举一个案例对这种影响进行量化:
同等环境条件下的冷冻水管道(当管径大于1000mm,采用平壁计算法),分别全部采用25mm厚度复合橡塑保温材料(外表面为铝箔,表面放热系数为5.7W/(m2·k))和普通橡塑保温材料(外表面为黑色、有一定粗糙度,表面放热系数为8.5W/(m2·k)),外表面温度分别为22.3℃和23.4℃。
可以看出,当室内环境温度湿度较大室,同等厚度条件下,带铝箔贴面的复合橡塑保温材料的确应比普通橡塑保温材料更容易结露,同时也验证了采用防凝露厚度选型时,材料表面放热系数越高,所需要的保温厚度越小。
无论保温材料厚度、表面温度还是是否会产生凝露现象,这些都是可以通过仪器或肉眼能够看到的,但是系统能耗则是无声无息地溜走,你却浑然不知。
以下参考计算公式及标准:
GB/T 4272—2008《设备及管道绝热技术通则》
GB/T 8175—2008《设备及管道绝热设计导则》
前面我们提到表面防热系数α是辐射换热系数和对流换热系数的综合值,主要受材料表面颜色、光泽度、粗糙度及环境温度、风速等的影响。如果我们要进行进行相关计算,应该如何取值呢?
根据查阅ISO-12241-2008 建筑设备和工业装置的热绝缘计算规则
等文献资料,初步拟定以下物质表面放热系数表,仅供参考!
物质表面放热系数表(W/(m2·k))
表面材料 |
表面放热系数 |
表面特点 |
普通橡塑表面 |
8-9 |
黑色表面、较粗糙 |
银粉漆 |
8 |
金属表面 |
纤维布表面 |
6.5 |
较光滑有纹路 |
PVC表面 |
6 |
光滑、有光泽 |
铝板、铝箔 |
5.7 |
光滑、金属光泽 |
注:以上数据为空气静止条件下的参数
GB/T 8175—2008《设备及管道绝热设计导则》规定
一般保温材料表面防热系数参考值为
夏季为8.14W/(m2·k)
冬季为11.63W/(m2·k)
一般情况α=1.163(6+3√w),w为风速,单位为米每秒m/s
说了这么多不能不说的秘密,是不是感觉自己知道的太多了。笔者作为一个暖通人,只是根据自己的专业知识,结合现今保温材料的发展趋势,客观地阐述自己的观点及相关数据验证,也希望能够帮助到有需要的人。笔者专业从事暖通设计5年,保温行业8年,希望可以结交更多从事暖通专业的人才。
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