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为什么热水管可以输送冷水,而冷水管不建议输送热水?

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热水管可以用来输送冷水,但是冷水管不推荐输送热水,这是许多人都知道的常识。然而,不是每个人都知道这个操作的原因,有些人甚至认为这是由他们不同的材料造成的,这是完全错误的!

事实上,只要所谓的“冷水管”和“热水管”是正规厂家生产的,它们的原料完全一样,都是PPR的原料,即无规共聚聚丙烯,这是毫无疑问的。那么,它们之间有什么区别呢?

不同的壁厚

然而,输送的冷水或热水与壁厚之间有什么关系?这从水管的设计开始。

设计水管时,必须满足水管流量和压力的要求。为了满足不同的流量要求,工程师们设计了不同的水管公称外径,因此出现了外径为20毫米、25毫米、32毫米等的水管。为了满足不同的压力要求,在相同的公称外径下,有不同系列的水管。

国家标准GB/T 18742.2-2017 《冷热水用聚丙烯管道系统.第二部分:管材》规定了水管的系列和规格(以公称外径16毫米-32毫米为例):

在表中,S5、S4、S3.2和S2.5是具有相同管径的不同系列的水管,它们的差异在于标称壁厚的差异。在相同的公称外径下,管系值越小,管壁厚度越大。运输热水时,我们经常要求使用壁厚较厚的管道系列,以确保其承压性能。那么问题又来了!

为什么热水输送的壁厚更厚?

首先,我们需要明确的是,PPR是一种无毒无味的塑料,不会随着输送水温的升高而释放有毒物质。然而,作为一种塑料材料,随着温度的升高和接近其软化点,由其制成的管道系统的承压能力将被削弱。这可以从国家标准GB/T 18742.1-2017 《冷热水用聚丙烯管道系统.第一部分:总则》中的PPR原料预测强度参考曲线中看出(预测强度参考曲线由科学家通过实验数据绘制,可以理解为PPR原料的固有物理性质)。

描述:

横坐标是时间,X1单位是小时,X2单位是年;

纵坐标是以Mpa为单位的环应力;

图中的交点是当PPR原材料在20和60下被破坏50年(约438,000小时)时,环向应力值分别不应超过10兆帕和5兆帕。这说明了PPR环应力与水温的关系,即水温越高,环应力越小。所以,

水管的实际承载能力和原材料环的应力之间有什么关系?

我们可以通过下面的公式来看待它:

最大工作压力;

环应力;

设计安全系数;

标准尺寸比;

从公式中可以看出,水管的最大工作压力与环应力成正比。在运行一定年限的条件下,当水温变高时,环应力变小,最大运行压力变小。那么,我们如何弥补这一不足,提高管道的最大运行压力呢?

我们将通过上面的公式找到答案。由于公式中的安全系数是设计安全系数,通常是一个固定值,为了增加最大操作压力,我们只是简单地降低特别提款权值,这是最关键的问题!什么是特别提款权?现在我们要集中注意力!

上述图表和公式显示了特别提款权、管道系数S、外径D和壁厚E之间的关系。特别提款权实际上是水管外径和壁厚的标准尺寸比,也就是说,在一定外径条件下,减小特别提款权值实际上是增加水管壁厚。因此,当输送水温升高而PPR原料环向应力降低时,只有增加水管壁厚才能增加水管的承载能力。

由此可以看出,可用于热水的PPR管实际上比只能用于冷水的PPR管有更高的设计标准,因此冷水肯定没有问题。然而,如果适用于冷水的PPR管用于热水,其

值得一提的是,在严格的国家标准中,没有使用“冷水管”和“热水管”来区分水管的使用场合,而是使用了“冷热水用聚丙烯管”,避免了“热水管”只能用于输送热水的误解。

这也是为什么在目前的家居装修中,业主大多选择PPR管这种可以输送热水的管道来代替传统的冷水管道。为了获得更好的安全性能和更长的使用寿命


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