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探析水箱盘管材质问题

 2021-04-08 14:38:54  来源:互联网 

山东华昇隆太阳能科技有限公司/公伟

  水箱,太阳能系统中最主要的配件之一,在阳台壁挂太阳能系统中的作用不可小觑,阳台壁挂平板集热器本身不具备储存热水的能力,水箱便成为储水的重要载体。水箱一旦出现问题则会直接影响整体系统的使用效果;水箱材质的优劣也会影响水箱整体性能的发挥,水箱的质量决定了太阳能系统的使用寿命。

  盘管水箱,顾名思义就是以盘管为换热形式的水箱。而今,市场以夹层换热、盘管换热两种水箱加热方式为主。这样的水箱可以分为很多种类,根据内胆材质可分为不锈钢盘管水箱和搪瓷盘管水箱,根据盘管材质可分为紫铜盘管水箱、不锈钢盘管水箱、搪瓷盘管水箱,根据盘管换热方式又可分为内置盘管水箱和外置盘管水箱。

  目前市场上的水箱多用于阳台壁挂式太阳能(夹层换热式)和集中集热分户储热式太阳能(盘管换热式),随着市场需求的变化,大容量搪瓷内胆水箱向空气源热泵储热水箱过渡,多元化水箱逐渐成为市场的新宠。这就对水箱生产厂家提出了更高的要求,对材质的选择更是谨小慎微,选择质量好的原材料是保证水箱质量必不可少的因素。下面笔者就来分析几种不同材质的盘管水箱的优劣性。


紫铜盘管

  紫铜盘管:紫铜,金属材质的发热体,具有优良的延展性,容易扩口、涨口、方便折弯、导热性能好,制成的无缝铜管能有效防止漏水。然而,厂家用的搪瓷内胆表层的原材料是铁。在金属元素活动顺序(钾K 钙Ca 钠Na 镁Mg 铝Al锌Zn 铁Fe锡Sn 铅Pb 铜Cu 汞Hg 银Ag 铂Pt 金Au)中各金属的活跃性依次减弱,可以看到铁要比铜活跃,即铁保护铜,这样就加快了内胆的腐蚀。如此问题,厂家还敢继续用吗?更不用说如何解决紫铜易产生铜绿等问题了。


不锈钢盘管

  不锈钢盘管:不锈钢发热体最大的优势是成本低廉、快速制热,但极易附结水垢,水质过硬的话,附结水垢后的盘管很难清理。业内人士大都知道,不锈钢耐腐蚀的机理是由于存在元素铬,铬钝化形成钝化膜对不锈钢进行保护,而以水中氯离子为代表的活性阴离子极易破坏钝化膜,在不锈钢局部形成腐蚀孔,尤其是焊接点附近。就是我们常说的“氯离子像子弹头一样破坏不锈钢”。当然,焊接后的不锈钢更不用考虑破坏铬、镍成分,焊接后的不锈钢已经不是原来的不锈钢了。故此,不锈钢盘管因其易结水垢、易腐蚀等缺点理应被排除在选择范围之外。


搪瓷盘管

  搪瓷盘管:搪瓷盘管与内胆材质匹配,耐腐蚀、使用寿命长、不易结垢,搪瓷产品拥有的优点它都有。为什么搪瓷盘管还是不被很多人认可呢?这应该从搪瓷工艺上考虑:首先,目前市场上还没有专用的搪瓷管材,试想,连搪瓷板材都不能用普通的,搪瓷管作为水箱加热的重要元器件,更不能敷衍了事。以宝钢专用搪瓷板为例,搪瓷板材多为BTC210R、BTC330R、BTC340R等。而无缝钢管的材质基本为碳素钢。

  其次,搪瓷管重量较重,本身需要固定支撑,搪瓷管之间的焊接点比较隐蔽,喷砂时很难处理周全,再者,无缝钢管表面极为粗糙,更为搪瓷前的处理增加了难度。

  倘若满足水箱的换热面积,盘管体积会比较大,同样体积的水箱,使用搪瓷盘管换热的水箱容量势必受到影响。另外,盘管与水箱连接部位多为焊接,焊口部位是没法处理彻底的,换言之,如果盘管出问题了,整个水箱是没法维护的,只能报废。由于盘管的质量问题导致整个水箱报废是很不合算的。就搪瓷盘管的经济性,生产厂家应该慎重考虑。

  那么,有没有一种理想的材质,不仅耐腐蚀、导热效果好、容易安装、重量轻、方便维护,而且承压能力强、不附着水垢、不害怕氯离子、抗菌抑菌。答案是钛合金。钛合金因其强度高、耐高温、抗腐蚀性好等优良性能可为目前水箱盘管的一种最佳的材料。

  钛合金的密度一般在4.51 克/ 立方厘米左右,仅为钢的60%,因此钛合金的强度/ 密度远大于其他金属,可以制作成强度高、刚性好、质地轻的零部件。目前飞机的发动机构件、骨架、紧固件及其起落架使用的都是钛合金。钛合金盘管安置在水箱内重量较轻,不容易破坏搪瓷层,而且能减轻水箱的整体重量。此外,钛合金在中温条件下仍能保持要求的强度,可在150℃~500℃的温度下长期使用。

  此外,钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。

  综上所述,从材质上看,钛合金盘管作为目前最理想的水箱换热系统部件,就目前市场上钛合金的价格,每公斤130~140元,按照100升水箱热水输出率65%计算,选择直径是16毫米、壁厚1 毫米的钛合金盘管,经济性良好。

  总之,在水箱盘管材质的选择上,企业不仅要精挑细选,而且要在水箱内胆上做好内功。产品的质量决定企业发展的生命力,万不可因为水箱盘管选材的问题,而影响水箱的整体使用寿命,给用户留下一个水箱漏水、不耐腐蚀的印象;水箱生产企业理应在水箱的技术工艺和经济性上下大力气赢得口碑,更好地助力太阳能水箱行业发展。

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