试论地热供热管材的选择及其供热要点

试论地热供热管材的选择及其供热要点

张启彬张宪清（黑龙江起滨电力安装有限公司电气工程，黑龙

摘要：地面辐射供暖是一种高效、节能、舒适的新型采暖方式。随着人们生活水平和对采暖要求的提高，这几年地面辐射供暖系统得到了突飞猛进的发展，对地暖系统的设计也有了更高的要求。地暖系统的功能就在于弥补建筑物热量损失，维持房间温度，提供舒适、温暖的环境。要使地暖系统实现这一功能，就必须准确了解建筑物的热量损失。建筑物热量损失即建筑耗热量是指建筑物围护结构的传热量和空气渗透热损失。就如何选择地热供暖的管材及其供热注意事项进行试论。

关键词：地热管材；选择；要点

1地热供暖管材的选择

近年我国冷热水系统用塑料管材的制造发展很快，品种繁多，生产能力很大。特别是在低温热水地板辐射供暖和城市分质供水中的大量应用，下面就几种可以应用于低温热水地面采暖系统的塑料管材性能指标简介如下，仅供参考。

1.1品种

1.1.1用于加热系统的过氧化物交联聚乙烯管（PE-Xa管）。

1.1.2用于加热系统的硅烷交联聚乙烯管（PE-Xb管）。

1.1.3用于加热系统的辐照交联聚乙烯管（PE-Xc管）。

1.1.4耐热聚乙烯管（PE-RT管）。

1.1.5无规共聚聚丙烯管也称三型聚丙烯管（PP-R管）。

1.1.6聚丁烯-1管（PB管）。

1.2颜色

目前冷热水系统用塑料管的外表面颜色尚未做统一规定，常见的几种颜色如下：

（1）本色：乳白色，几乎所有的PE-Xa管、PE-Xb管、PE-RT管都是乳白色的。

（2）白色：部分PE-Xb管、PP-R管、PB管、铝塑复合管的外表面做成白色的。

（3）黄色：这是PE-Xc管所特有的颜色（如佛塑股份投产的“来保利”和德国欧文拓普），这是高能粒子辐照所致，不是人为添加的。

（4）红色，灰色，绿色，橘黄色等，大多属于人为添加的颜色，便于区别不同的厂家。

1.3标志

正宗的塑料管表面均应印刷不易擦失的标志，若无印刷标志或所印刷的标志用手很容易擦掉，这多半不是正宗产品。

标志内容：除表明品种如PE-Xa、PE-Xb等外，应注意其所执行标准，较先进的标准如下：

（1）PE-X管（含PE-Xa、PE-Xb、PE-Xc）：ISO/DIS15875或DIN16892和DIN16893。

（2）PE-RT管：CJ/T175或DIN16833和DIN16834或DIN4721。

（3）PP管（含PP-H、PP-R、PP-B）：GB/T18742或ISO/DIS15874或DIN8077和DIN8078。

（4）PB管：ISO/DIS15876或DIN16968和DIN16969。

1.4气味

本文所列诸管正常情况下是无嗅无味的，若有，则在饮用水系统中要慎用。

1.4.1苦杏仁味：通常在一些铝塑复合管中较常见，造成的原因是引发剂DCP（过氧化二异丙苯）残留量过大，虽然令人不愉快，但危害并不大。

1.4.2草腥味：这也是含PE-Xb诸管可能散发出来的一种异味，造成原因是由于交联剂A151（乙烯基三乙氧基硅烷）或A171（乙烯基三甲氧基硅烷）残留量过大，其毒性不详。

1.4.3油墨味：这是刚刚生产出来的某些管材外表面可能散发出来的气味，时间稍长则很难嗅到，管内腔就更难嗅到。

注：PE-Xb散发出来的令人不愉快的气味，欧共体1997年曾限制PEXb管的使用，1999年曾禁止使用，2001年又解禁，但仍对该管所用辅助材料加以限制，这可能是在欧美很少使用PE-Xb管的主要原因。

1.5交联聚乙烯管PE-Xa，PE-Xb，PE-Xc的性能对比

这几种交联方式相比，电子束辐射交联的工艺最为先进，但PE-Xc管因生产工艺复杂，投资成本较高，目前在全球范围内屈指可数，但其国际市场占有率却高达80%以上（欧洲2004）。在国内销售的仅有欧洲的“欧文托普”和中国的“来保利”两个品牌。目前PE-Xc管刚刚进入我国，由于生产设备价格昂贵，所以很少有厂家能够生产，由于工艺的先进性，电子束辐照（PE-Xc）交联管可以达到最均匀的交联状态，从性能上说应该是最优越的，但也不是说其他的管材就不好，只好能严格控制好原材料采购、生产工艺等各个环节，同样能够胜任地板采暖需要的。

2地热供暖应注意的事项

我国有很多地区存在着低温地热资源，取代化学燃料和电能，利用地热这种相对品质较低的能源来进行供热，对城市尤其是特大城市的环境保护和能源节约显然是具有重要意义的，但采用地热供热，区别于一般的锅炉供热，具有一些特殊之处，必须予与充分考虑。

地热供暖的特殊之处是：

（1）地热属于一次资源，温度降低后如果别无他用，就回灌或排放；

（2）地热温度一般只有七、八十度，而一般的供热系统是按照95/70℃来设计的，存在一定的差别；

（3）地热供暖的质调节和量调节办法，在设计上应该如何予以保证；

（4）地热供暖在设计上如何保证节能措施的实现；

（5）地热水对换热器、管道和散热设备的腐蚀问题。

2.1地热供暖设计步骤

2.1.1地热水资源的评估，评估内容包括：水温、水量、水质、地热井寿命、最高排放温度的限制等；

2.1.2负荷计算，通常在规划阶段是按照热指标来估算设备负荷，但一旦具备了墙体、朝向、内部负荷等资料，必须进行严格的负荷计算。目前随着节能建筑的推广，建筑物的实际热指标早就突破了原来的数值，30W/m2、40W/m2的建筑物已经越来越多，此时如果还按照原来的55W/m2的数值进行计算，会导致相当大的误差；

2.1.3确定系统形式。是采用直接供暖还是间接供暖；地热的梯级利用形式，是否采用地板采暖，是否采用热泵，是否需要调峰等；室内系统形式是单管还是双管，如何进行热计量等等；

2.1.4水力、热力计算和设备选择与技术经济评估；

2.1.5可调性、节能性对供暖系统的要求：如，质调节方法、量调节方法、如何解决失调等等。

2.2散热片和供热指标的调整

热水供暖系统的设计过程中，经常出现的两种问题是：

（1）设计热指标取值偏大，例如本来是节能建筑，实际耗热指标可以取到40W/m2，但在实际设计工程中或改造过程中，没有进行详细的负荷计算，拍脑袋得到了60W/m2的数据，就会造成总热负荷增加50%的设计结果；

（2）散热片取值偏多，造成散热片取值偏多的原因有二，一个是上面的热指标取值偏大的结果，另外一个原因是设计人员经常喜欢乘安全系数的缘故。例如，一般民用住宅如果安装四柱813铸铁散热片时，每平方米散热片的安装量在0.35~0.4片就足够了，但实际上由于上面原因的作用，最终取值可以达到0.5~0.7片，增加了40%。

上述两个问题共同作用的结果体现在实际运行中就是：

（1）在设计外温下，供热温度不必取到95/70℃，只需要70~80℃（甚至更低）就足够了；

（2）无法依据理论的供热系统调节曲线进行必要的质调节和量调节。

所以必须对供热设计参数进行修正，才能进行供热系统的维护、运行和调节。对供热设计参数进行修正首先要进行设计外温下供回水温度的修正，然后仍然依照原来的供热调节公式重新计算新的供热曲线。