儲熱水箱技術創(chuàng)新和突破研究

摘要:本文介紹了東貝儲熱水箱的關鍵技術和突破，其主要體現(xiàn)在熱水輸出率、保溫性能、換熱器的換熱能力、防腐性能、耐壓強度等，我公司研發(fā)的樣機通過第三方檢測結果表明各方面性能均高于國家標準，取得了較好的效果。通過查閱中國科學院文庫，未發(fā)現(xiàn)與東貝儲熱水箱相同技術特點的文獻報道。 　　0前言 　　日常生活洗澡、洗衣、供暖都離不開熱水，生活熱水已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的物質(zhì)，人均熱水使用量是衡量生活水平的指標之一。熱水的儲存和利用需要儲熱水箱，在國家標準《儲水式電熱水器》、《家用和類似用途熱泵熱水器》和《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術條件》等標準中對于熱水輸出率、保溫性能、耐壓強度等均有明確的要求。根據(jù)相關國家及國際標準東貝機電集團太陽能有限公司開展了一系列的技術研究工作。 　　1提高熱水輸出率 　　作為熱水系統(tǒng)，水被加熱了，但是熱水放不到水箱總容積的一半就越放越冷，到后面根本就不能用，原因何在？經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)分體式熱水系統(tǒng)都是采用冷水頂熱水出，用戶在取熱水時，水箱上下層的冷熱水會不停攪混，壓力越大，冷熱水的波動就越大。傳統(tǒng)的熱水器冷水進口是開放式，或只是在前面增加一擋板，在使用過程中雖然能起到一定的緩沖作用，但是效果不太理想。 　　相關技術標準要求： 　　1. GB/T 20289-2006《儲水式電熱水器》。 　　2. GB/T23137-2008《家用和類似用途熱泵熱水器》。 　　我公司自主專利技術“帶網(wǎng)狀分流器”，通過該專利技術將較大的壓力分散，避免擾亂水箱內(nèi)的熱水區(qū)域。在冷水進水口增加分流緩沖裝置，熱水出水率提高30%（具體見檢測報告）。帶網(wǎng)狀分流器技術申請了實用新型專利，專利號：ZL200920289671。 　　2提高保溫性能 　　對于換熱儲水箱，換熱是基礎，儲熱是關鍵。經(jīng)過分析，儲熱損耗主要與所儲存熱水的溫度、周邊環(huán)境溫度、保溫材料導熱系數(shù)和保溫層的厚度等參數(shù)有關系。 　　相關國家標準技術要求： 　　1. GB/T 23137-2008《家用和類似用途熱熱泵熱水器》。 　　2. GB/T 20289-2006《儲水式電熱水器》。 　　3. GB/T 19141-2011《太陽能熱水器技術條件》。 　　通過傅里葉一維平壁傳熱數(shù)學模型分析保溫層的最佳厚度。 　　3換熱器的換熱能力 　　換熱器的換熱功率問題，作為換熱儲水箱與其他熱源配套連接成一個系統(tǒng)，在使用過程中進行換熱，我公司研發(fā)的換熱儲水箱主要與太陽能熱水系統(tǒng)、壁掛爐熱水系統(tǒng)配套，儲水箱的換熱器效率直接影響系統(tǒng)的熱性能，我公司對于換熱器與不同供熱元件配套使用作了分析研究。 　　4內(nèi)膽的防腐問題 　　內(nèi)膽的腐蝕問題主要是因為水中含有侵蝕性較強的陰離子，其對內(nèi)膽的腐蝕性影響較大，特別是焊接部位，因為焊接部位經(jīng)過高溫處理后，表面的鈍化膜處于不均勻狀態(tài)和殘缺狀態(tài)，此時很容易被陰離子腐蝕。不銹鋼之所以具有防腐能力是因為表面有一層致密的保護膜，但是板材在加工（冷加工，熱處理）過程中，表面的保護膜被破壞，出現(xiàn)析碳貧硌，經(jīng)過改變的不銹鋼板已經(jīng)不具備之前的能力，很容易被腐蝕。我公司自主創(chuàng)新了防腐專利技術（專利號為ZL201220394501），對于制作好的內(nèi)膽表面進行化學鈍化處理，使原本不均勻的保護膜重新恢復。120h 和15%鹽水浸泡試驗如圖1所示。 　　5內(nèi)膽耐壓強度 　　GB/T 19141-2011《太陽能熱水器技術條件》對內(nèi)膽耐壓強度有明確的要求，通過靜態(tài)水檢壓力≥0.6MPa的1.5 倍執(zhí)行，另外一個更重要的指標是8萬次脈沖壓力測試，后面的脈沖壓力指標主要是為模擬水箱在實際使用過程中瞬間水溫的變化對水箱壓力變化的過程，這個指標的意義非常大，可以作為評估水箱的使用壽命。澳大利亞watermark認證25萬次疲勞脈沖試驗如圖2所示。 　　日前，東貝儲熱水箱樣機通過國家太陽能熱水產(chǎn)品器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（武漢）的檢驗（如圖3 所示），獲得官方的認可。檢測報告結果顯示熱水輸出率高于國家標準。 　　2014年7月4日，東貝“高效換熱儲水箱”技術，獲得中國科學院武漢科技查新報告（如圖4 所示）。該報告指出，在國內(nèi)文獻和數(shù)據(jù)庫中，未發(fā)現(xiàn)有與東貝高效換熱儲水箱的整體技術特點、結構技術特點完全相同的“網(wǎng)狀分流器”“化學鈍化防腐墻”“換熱器技術”儲熱水箱的文獻報道。結果表明東貝儲熱水箱技術過硬。（黃石東貝機電集團太陽能有限公司　石雄雁）