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)勢與應(yīng)用分析

黨 杰

（西安醫(yī)學院 陜西西安710000 ）

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，我國社會生產(chǎn)、群眾生活等各環(huán)節(jié)對環(huán)保工作的重視程度越來越高。同時隨著我國經(jīng)濟水平的提高，空調(diào)行業(yè)在我國得到了飛速發(fā)展，環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料因其獨有的性能優(yōu)勢（隔熱性能強、化學穩(wěn)定性好、阻燃性、無煙性、無毒性和無刺激性等），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，同時也為保護環(huán)境作出貢獻[1]。本文以戶式中央空調(diào)為例，對空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)保型功能高分子發(fā)泡材料的優(yōu)勢進行解讀。

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

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

1.2.1 環(huán)保發(fā)泡材料及技術(shù)

氟利昂發(fā)泡劑是導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，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致空氣、海洋污染的根源之一。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，自塑料被發(fā)明以來，全球已累積生產(chǎn)超過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10%，多數(shù)PP類塑料均采用填埋、焚燒或拋入大海等方式進行處理。中國塑料制品生產(chǎn)總量約占全球總量的25%，是全球最大的塑料生產(chǎn)國和消費國[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，同時還能夠利用材料內(nèi)部含量較高的可降解物質(zhì)實現(xiàn)自然條件下的分解、循環(huán)。

2 高分子發(fā)泡板材風管在戶式中央空調(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。本工程風管機空調(diào)1150 戶，風管面積約54500m2。在方案設(shè)計和材料選型的過程中，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)，通過對現(xiàn)行的各種風管材料進行比較，最后選用性價比最好的高分子發(fā)泡材料制成的風管空調(diào)[4]。

2.2 高分子發(fā)泡板材風管

2.2.1 主要技術(shù)指標

高分子發(fā)泡板材風管主要技術(shù)指標見表1。

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

2.2.2 風管主要性能

戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的風道屬于輕型無機質(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，如隔熱性能強、化學穩(wěn)定性好、具有阻燃性、無煙性等。與傳統(tǒng)材料相比，無論是在安裝還是使用壽命上，都具有非常大的優(yōu)勢[6]。

2.3 高分子發(fā)泡板材風管制作與安裝

2.3.1 制作

風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，成型后的風管兩端涂上玻璃膠，裝上專用法蘭，即可現(xiàn)場安裝。使用壓彎機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)泡材料制作的風管與傳統(tǒng)制作相比，生產(chǎn)效率提高了大約5倍，同時還提高了空調(diào)的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本[7]。

2.3.2 安裝

(1)風管間的連接

風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，風管各邊寬＜500mm，且在粘接前需要將各邊角做成45°，再進行粘接[8]。當風管各邊寬＞500毫米時，可以利用專用法蘭等進行連接。

(2)風管的吊裝

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

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

（1）隔熱性能強。高分子發(fā)泡材料屬于獨立閉泡結(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)獨立的閉泡結(jié)構(gòu)，體內(nèi)的氣泡是不互通的獨立個體，氣體在氣泡內(nèi)導熱系數(shù)很低，從而起到了很好的隔熱效果；又因氣泡獨立水汽無法在材料內(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)泡材料屬于無機質(zhì)材料，因此其化學性質(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、無煙性?？照{(diào)系統(tǒng)中使用的高分子板材主要為無機質(zhì)材料，在燃燒時可以炭化，而且基本不變形，雖然會產(chǎn)生少量的煙味和氣體，但都在合理范圍內(nèi)，均不超過國際標準。

（4）綠色環(huán)保。高分子板材是無毒和無刺激性的，經(jīng)過多方面檢測發(fā)現(xiàn)，其對人體沒有腐蝕和危害[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行任意粘接（鋼板、木板等），還可與混凝土直接粘接。它施工簡單，可根據(jù)具體的工作環(huán)境進行任意切割，其結(jié)構(gòu)變化方便，可以根據(jù)實際需求進行變形，同時還能提高物品的美觀程度。

4 結(jié)語

在全國提倡節(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，因此受到了專家學者、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，增長了使用壽命。