戶式中央空調(diào)系統(tǒng)環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料性能優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用分析

黨 杰

（西安醫(yī)學(xué)院 陜西西安710000 ）

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)、群眾生活等各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)保工作的重視程度越來(lái)越高。同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，空調(diào)行業(yè)在我國(guó)得到了飛速發(fā)展，環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料因其獨(dú)有的性能優(yōu)勢(shì)（隔熱性能強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、阻燃性、無(wú)煙性、無(wú)毒性和無(wú)刺激性等），被廣泛應(yīng)用于空調(diào)工程中，并迅速成為空調(diào)風(fēng)管的主要制作材料。環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料在戶式中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用提高了其使用壽命，降低了成本，同時(shí)也為保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)[1]。本文以戶式中央空調(diào)為例，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行解讀。

1 環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料的分類和 性能優(yōu)勢(shì)

1.1 分類

環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料體系內(nèi)材料種類較多（圖1），最具典型特征的主要為以制備方法進(jìn)行分類的熱塑性塑料和熱固性塑料等；其余高分子發(fā)泡材料按硬度分類可分為軟質(zhì)、硬質(zhì)、半硬質(zhì)等；按照材料密度不同，可分為低、中、高發(fā)泡材料，其中低發(fā)泡泡沫材料密度最高并以此類推；按照泡孔結(jié)構(gòu)分類可分為開(kāi)孔、閉孔兩種。其余具體高分子發(fā)泡材料有PU、PS、PO、PC、NBR以及TPE等。

圖1 高分子發(fā)泡材料分類Fig. 1 Classification of polymer foaming materials

1.2 環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料及技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 環(huán)保發(fā)泡材料及技術(shù)

氟利昂發(fā)泡劑是導(dǎo)致全球變暖的主要元兇之一。隨著高分子發(fā)泡材料的出現(xiàn)，氟利昂等材料在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸減少。近年來(lái)，環(huán)戊烷發(fā)泡（C5H10）、二氧化碳發(fā)泡、聚氨酯的HCFC-141b發(fā)泡和HFC-245fa發(fā)泡等技術(shù)，用于聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（EPS）的丁烷發(fā)泡技術(shù)等，都在空調(diào)領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成效。這些環(huán)保發(fā)泡材料的出現(xiàn)為改善發(fā)泡效果提供了更多的選擇[2]。

1.2.2 高性能發(fā)泡材料及技術(shù)

發(fā)泡材料具有特殊特性，如輕質(zhì)、隔熱、隔音等，想要在特殊環(huán)境下使用泡發(fā)材料，則需要進(jìn)一步研究其物理性能。如聚乙烯泡沫材料，該材料屬于阻燃泡沫材料，具有安全防火的性能。除此之外，還有阻燃聚苯乙烯泡沫材料（EPS）、阻燃聚氨酯泡沫材料、阻燃聚氯乙烯泡沫材料等。泡沫材料的耐高溫性可以增大其使用范圍，應(yīng)用到更多特殊領(lǐng)域如航天、軍事等。

1.2.3 發(fā)泡材料的降解與回收

PP等不可降解材料是導(dǎo)致空氣、海洋污染的根源之一。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，自塑料被發(fā)明以來(lái)，全球已累積生產(chǎn)超過(guò)80億噸各類型塑料制品，其中能夠被充分降解回收利用的占比不超過(guò)10%，多數(shù)PP類塑料均采用填埋、焚燒或拋入大海等方式進(jìn)行處理。中國(guó)塑料制品生產(chǎn)總量約占全球總量的25%，是全球最大的塑料生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)[3]。新型可降解的聚乳酸(PLA)復(fù)合發(fā)泡材料，具有100%完全生物可降解性和優(yōu)良的生物相容性等特性。環(huán)保型高分子發(fā)泡材料的大量使用，能夠充分提高傳統(tǒng)塑料制品可回收利用效率，同時(shí)還能夠利用材料內(nèi)部含量較高的可降解物質(zhì)實(shí)現(xiàn)自然條件下的分解、循環(huán)。

2 高分子發(fā)泡板材風(fēng)管在戶式中央空調(diào) 系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 案例分析

某市內(nèi)小區(qū)工程，面積42萬(wàn)m2，工程采用抗震剪力墻結(jié)構(gòu)，具有很好的抗震性。本工程風(fēng)管機(jī)空調(diào)1150 戶，風(fēng)管面積約54500m2。在方案設(shè)計(jì)和材料選型的過(guò)程中，本著以人為本的原則、從降低成本、減少室內(nèi)污染，以環(huán)保節(jié)能為前提的理念出發(fā)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行的各種風(fēng)管材料進(jìn)行比較，最后選用性價(jià)比最好的高分子發(fā)泡材料制成的風(fēng)管空調(diào)[4]。

2.2 高分子發(fā)泡板材風(fēng)管

2.2.1 主要技術(shù)指標(biāo)

高分子發(fā)泡板材風(fēng)管主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)管的主要技術(shù)指標(biāo)Table 1 Main technical indexes of air ducts

2.2.2 風(fēng)管主要性能

戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道屬于輕型無(wú)機(jī)質(zhì)發(fā)泡板，是由高分子發(fā)泡材料和金屬加固件粘接而成的。其屬于環(huán)保材料，具有許多功能和優(yōu)點(diǎn)，如隔熱性能強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、具有阻燃性、無(wú)煙性等。與傳統(tǒng)材料相比，無(wú)論是在安裝還是使用壽命上，都具有非常大的優(yōu)勢(shì)[6]。

2.3 高分子發(fā)泡板材風(fēng)管制作與安裝

2.3.1 制作

風(fēng)管的制作步驟主要分為以下幾步：繪制、切割、粘接、安裝、封帶、固定卡。采用環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料作空調(diào)風(fēng)管更加方便，只需按尺寸要求在板材上用雙45°角切刀割成V形槽，在V形槽上涂上膠水，折疊后即可組合成各種規(guī)格尺寸的風(fēng)管，在外層鋁箔接口處再貼上鋁箔封條，內(nèi)層鋁箔接口處涂上密封膠，成型后的風(fēng)管兩端涂上玻璃膠，裝上專用法蘭，即可現(xiàn)場(chǎng)安裝。使用壓彎?rùn)C(jī)可使夾心板彎曲成弧形，以方便制作彎頭等零件。環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料制作的風(fēng)管與傳統(tǒng)制作相比，生產(chǎn)效率提高了大約5倍，同時(shí)還提高了空調(diào)的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本[7]。

2.3.2 安裝

(1)風(fēng)管間的連接

風(fēng)管間的連接通常有兩種方式：直接粘接；用法蘭連接。直接粘接的條件是，風(fēng)管各邊寬＜500mm，且在粘接前需要將各邊角做成45°，再進(jìn)行粘接[8]。當(dāng)風(fēng)管各邊寬＞500毫米時(shí)，可以利用專用法蘭等進(jìn)行連接。

(2)風(fēng)管的吊裝

用環(huán)保型功能高分子材料制作的風(fēng)管重量輕，使用更加便捷。高分子發(fā)泡材料制作的風(fēng)管，不但可以使用專用吊裝掛鉤加吊桿進(jìn)行吊裝之外，還可以使用傳統(tǒng)的吊裝法[9]。當(dāng)風(fēng)管的截面寬邊邊長(zhǎng)＞0.4m時(shí)，吊架間距為3m左右；風(fēng)管的寬邊邊長(zhǎng)大于0.8m時(shí)，吊裝間距約為1.57m。當(dāng)風(fēng)管垂直高度＞4m 時(shí)，地面支架已經(jīng)無(wú)法滿足，還需安裝中間固定支架。在安裝支架時(shí)需要注意各種支架與風(fēng)管接觸的表面一定要墊有彈性材料，迎來(lái)減少振動(dòng)和噪音，并保護(hù)風(fēng)管表面不被破壞。

2.4 高分子發(fā)泡板材在戶式中央空調(diào)中應(yīng)用的性能優(yōu)勢(shì)

（1）隔熱性能強(qiáng)。高分子發(fā)泡材料屬于獨(dú)立閉泡結(jié)構(gòu)材料，具有隔熱性能好、吸水率低等性能，其隔熱性能好主要是由于材料內(nèi)獨(dú)立的閉泡結(jié)構(gòu)，體內(nèi)的氣泡是不互通的獨(dú)立個(gè)體，氣體在氣泡內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)很低，從而起到了很好的隔熱效果；又因氣泡獨(dú)立水汽無(wú)法在材料內(nèi)部流通，即使材料外表受損，隔熱性能依然良好。

（2）穩(wěn)定性好。高分子發(fā)泡材料屬于無(wú)機(jī)質(zhì)材料，因此其化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在溫度驟變的情況下，仍然可以保持原有的特性。

（3）阻燃性、無(wú)煙性。空調(diào)系統(tǒng)中使用的高分子板材主要為無(wú)機(jī)質(zhì)材料，在燃燒時(shí)可以炭化，而且基本不變形，雖然會(huì)產(chǎn)生少量的煙味和氣體，但都在合理范圍內(nèi)，均不超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

（4）綠色環(huán)保。高分子板材是無(wú)毒和無(wú)刺激性的，經(jīng)過(guò)多方面檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，其對(duì)人體沒(méi)有腐蝕和危害[9]。

（5）良好的粘接性能及加工性。高分子板材可與多種材料進(jìn)行任意粘接（鋼板、木板等），還可與混凝土直接粘接。它施工簡(jiǎn)單，可根據(jù)具體的工作環(huán)境進(jìn)行任意切割，其結(jié)構(gòu)變化方便，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行變形，同時(shí)還能提高物品的美觀程度。

4 結(jié)語(yǔ)

在全國(guó)提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，由于環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料具有諸多優(yōu)勢(shì)，因此受到了專家學(xué)者、企業(yè)的廣泛的青睞。綜上，在戶式中央空調(diào)系統(tǒng)中采用環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料[10]，不但提高了空調(diào)的環(huán)保、節(jié)能效果，而且降低了工程成本，增長(zhǎng)了使用壽命。