不銹鋼在太陽能熱水器中的應(yīng)用
熱水一直是不可或缺的生活必需品。解決人們熱水需求的途徑很多。早期用鍋灶或者爐子燒熱水，即燒即用。后來有了熱水瓶，可以隨時用上熱水。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們收入水平的不斷提高，從20世紀(jì)90年代起，熱水器慢慢成了城鄉(xiāng)居民必備的生活電器。太陽能熱水器作為可再生能源商業(yè)化產(chǎn)品，自1996年以來，發(fā)展迅猛。2006年，太陽能熱水器銷售總額超過200億元，各地太陽能熱水器的生產(chǎn)廠家達(dá)5 000多家。太陽能熱水器產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注。太陽能熱水器具有白天可以持續(xù)加熱的特性，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上可以明顯地分為太陽能集熱器和儲熱水箱兩部分，是一種典型的儲熱式熱水器。 太陽能熱水器的儲熱水箱一直是非常關(guān)鍵的部件之一。對于熱水器而言，水箱漏水是不可修復(fù)的故障。熱水器的發(fā)展史幾乎就是一部水箱防腐技術(shù)的發(fā)展史。水箱的防腐技術(shù)，對于太陽能熱水器而言，無疑是非常重要的。太陽能熱水器從結(jié)構(gòu)上可以分為一體式和分體式。隨著太陽能熱利用技術(shù)的發(fā)展，太陽能熱水器已經(jīng)被越來越多的消費者所接受。雖然市場上仍以一體式非承壓太陽能熱水器為主，但是隨著市場的發(fā)展，消費者的要求越來越高，承壓太陽能熱水系統(tǒng)將越來越被用戶和生產(chǎn)廠家所關(guān)注。尤其是城市高層和小高層的用戶，由于安裝位置的限制，非承壓太陽能熱水器已經(jīng)無法滿足這些客戶的需求。太陽能熱水器的發(fā)展，必然和電熱水器一樣，承壓太陽能將會成為市場的主導(dǎo)。
當(dāng)初，不少電熱水器制造商曾嘗試用不銹鋼焊接承壓內(nèi)膽，但短短的幾年時間，不銹鋼內(nèi)膽便淡出了電熱水器市場。究其原因，不銹鋼焊接時，焊接熱影響區(qū)往往會發(fā)生相變和成分偏析。在這些區(qū)域，水箱的耐壓和防腐能力被極大的削弱。由于絕大多數(shù)太陽能廠家都在使用不銹鋼水箱，這個的難題，限制了不銹鋼在電熱水器上的應(yīng)用，也限制了眾多大小太陽能企業(yè)在承壓太陽能熱水器上的發(fā)展?，F(xiàn)在，幾大電熱水器廠家無一例外，均采用了搪瓷內(nèi)膽技術(shù)生產(chǎn)電熱水器。國外使用此項技術(shù)制造熱水器的歷史可以追溯到二戰(zhàn)時期。經(jīng)過60余年的發(fā)展，這項技術(shù)已經(jīng)非常成熟并被市場廣泛認(rèn)可。電熱水器的這些經(jīng)驗對于太陽能熱水器水箱制造，尤其對于承壓式太陽能熱水器水箱的制造，無疑是有指導(dǎo)意義的。分體承壓式太陽能熱水器對水箱的要求非常高。首先，各地自來水的水質(zhì)不盡相同，有些地區(qū)已經(jīng)成了熱水器的雷區(qū)。其次，在極端情況下，承壓太陽能熱水器極限水溫會超過120℃，壓力可能超過10kg。資料顯示，在10kg壓力下75℃的熱水對鋼板的腐蝕速度是常壓下室溫自來水對鋼板腐蝕速度的20倍。大多數(shù)太陽能熱水器廠家都采用不銹鋼內(nèi)膽。對于普通非承壓的太陽能熱水器而言，如果選用好的（當(dāng)然也是貴的）板材，不銹鋼的水箱的確可以使用相當(dāng)長的時間。但是對于承壓式的太陽能熱水器而言，不銹鋼水箱卻很難適應(yīng)苛刻的使用環(huán)境。這種內(nèi)膽已經(jīng)讓很多推廣承壓式太陽能熱水器廠家和經(jīng)銷商吃盡了苦頭。痛定思痛，很多太陽能熱水器的生產(chǎn)廠家，在研發(fā)承壓熱水器時已經(jīng)將搪瓷水箱作為其標(biāo)準(zhǔn)配置。近，也有一些熱水器制造商采用復(fù)合材料來處理內(nèi)膽。涂層的老化問題是防腐是否成功的關(guān)鍵。復(fù)合材料通常是一種高分子有機(jī)材料，其在常溫下能表現(xiàn)出各種非常優(yōu)異的性能，但是，其在高溫環(huán)境下的表現(xiàn)往往不盡如人意，其廣泛應(yīng)用還需要技術(shù)的改進(jìn)和市場的驗證。
太陽能熱水器廠家投入搪瓷水箱生產(chǎn)線，目前尚有兩大障礙：一、資金投入回報問題。北京有一家太陽能熱水器廠家曾經(jīng)投入巨資引進(jìn)搪瓷水箱生產(chǎn)線，幾年后，仍未能收回投資。二、搪瓷技術(shù)問題。國內(nèi)廠家引入的搪瓷水箱技術(shù)，往往只是引入了設(shè)備，其搪瓷的關(guān)鍵技術(shù)，如瓷釉的配方等，還被相關(guān)公司壟斷。因此搪瓷水箱生產(chǎn)成本居高不下。眾多的電熱水器廠家?guī)缀醵加凶约旱奶麓伤渖a(chǎn)線，這些廠家完全可以成為太陽能熱水器廠家的水箱生產(chǎn)基地。目前，承壓太陽能系統(tǒng)中配置的水箱有兩個系。在南方?jīng)]有防凍要求的時候，太陽能系統(tǒng)中配置的水箱往往可以在電熱水器的基礎(chǔ)上，簡單增加與太陽能的循環(huán)口就可以了。這里，太陽能是否能被充分利用，熱水是否足夠，要求產(chǎn)品設(shè)計師對系統(tǒng)的設(shè)計、匹配、驗證、以及對安裝調(diào)試的嚴(yán)格把關(guān)。水箱本身的好壞，則要看水箱制造廠家的技術(shù)積累和工藝水平。在承壓系統(tǒng)里，用的更多的還是盤管水箱。應(yīng)該說盤管水箱能有效地簡化太陽能熱水系統(tǒng)。這就提高了太陽能熱水系統(tǒng)的可靠性，拓寬了太陽能熱利用的可能性。在北方，用防凍液避免了夜間低溫對系統(tǒng)的損害；在陰雨地區(qū)，輔助電熱或其他熱源，保證系統(tǒng)可以全天候提供熱水。通過盤管水箱，太陽能系統(tǒng)也能在提供熱水的同時用做采暖。盤管水箱的利用，帶來的不僅僅是產(chǎn)品的更新?lián)Q代，更是太陽能熱利用觀念上的變更。目前盤管水箱的技術(shù)也有很多種。其中，搪瓷內(nèi)膽加搪瓷盤管是國際流行的做法，也是多年來被驗證的確實有效的一項技術(shù)。銅盤管因其成本和技術(shù)上的難點，正逐漸被取代。預(yù)計，不久的將來，鋼盤管水箱會成為太陽能熱水器的一個標(biāo)準(zhǔn)配置。
不銹鋼在太陽能熱水器中的應(yīng)用