淺談分體太陽能導(dǎo)熱液

導(dǎo)熱液作為分體太陽能的“血液”，作用至關(guān)重要，選擇不當會直接影響分體太陽能的使用效果和壽命，甚至影響消費者的身體健康。那么，該如何選擇太陽能導(dǎo)熱液？下面我們來淺談一下導(dǎo)熱液知識。 　　近幾年，隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，分體太陽能以其安全、美觀、實用等特點異軍突起，迅速步入上升通道。導(dǎo)熱液作為分體太陽能的“血液”，作用至關(guān)重要，選擇不當會直接影響分體太陽能的使用效果和壽命，甚至影響消費者的身體健康。隨著市場的不斷發(fā)展，很多防凍液生產(chǎn)企業(yè)也逐步進入分體太陽能導(dǎo)熱液市場，出現(xiàn)了類似汽車防凍液市場上質(zhì)量參差不齊、魚目混珠現(xiàn)象。下面我們淺談一下導(dǎo)熱液知識。 　　一、導(dǎo)熱液的作用 　　導(dǎo)熱作用：集熱器利用太陽熱能升高導(dǎo)熱液溫度，與水箱中水產(chǎn)生溫差，通過循環(huán)，不斷發(fā)生熱交換，從而達到升高水溫目的。 　　防腐作用：導(dǎo)熱系統(tǒng)中集熱器、循環(huán)管路、水泵和水箱等部件是由鋼、鑄鐵、黃銅、紫銅、鋁和不銹鋼組成，由于不同金屬電極電位不同，在電解質(zhì)作用下易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，同時導(dǎo)熱液中醇類物質(zhì)分解后形成的酸性產(chǎn)物，也促進導(dǎo)熱系統(tǒng)腐蝕。致使循環(huán)不暢、堵塞管道，水溫升溫慢或不升溫現(xiàn)象。若腐蝕穿孔，導(dǎo)熱液滲入水箱，會給使用者帶來健康隱患。因而導(dǎo)熱液中需加入一定量的防腐蝕添加劑，防止導(dǎo)熱系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕。 　　防垢作用：導(dǎo)熱液系統(tǒng)中的水垢來源于水中鈣鎂等陽離子，這些堿土金屬陽離子在熱負荷條件下，容易與水中陰離子發(fā)生反應(yīng)生成水垢。水垢能磨損水泵密封件，降低循環(huán)速度，并覆蓋在循環(huán)管道內(nèi)壁使金屬絕熱而降低導(dǎo)熱率。因此，導(dǎo)熱液中一定要使用經(jīng)過軟化的去離子水或蒸餾水，防止水垢生成。 　　防凍作用：水具有良好的導(dǎo)熱性，同時水的比熱容大，具有很好的吸熱性能，是導(dǎo)熱液最理想的組分選擇。但水的冰點高，在0℃以下就開始結(jié)冰并且體積膨脹，在北方及其他冬天處在0℃以下地區(qū)，就無法使用。因此，在導(dǎo)熱液中加入一些能夠降低水冰點的物質(zhì)作為防凍劑，保持在冬天時導(dǎo)熱系統(tǒng)不凍結(jié)，能持續(xù)使用。 　　二、導(dǎo)熱液的組成成分 　　1. 水 　　水是導(dǎo)熱液中重要組成部分，不僅因為水具有良好的導(dǎo)熱性能，而且二元醇防凍劑只有和水配成一定濃度的水溶液時才能充分發(fā)揮其防凍作用，并具有良好流動性。我們?nèi)粘Ｊ褂玫淖詠硭?、河水、泉水和井水中含有大量溶解性物質(zhì)，如鈣、鎂、鉀、鈉和鐵等金屬離子，還含有很多陰離子如硫酸根、磷酸根、硅酸根、碳酸根和氯離子等，加熱條件下，這些陰陽離子會生成水垢，堵塞管道，降低導(dǎo)熱效率，影響導(dǎo)熱液質(zhì)量，且氯離子和硫酸根離子達到一定濃度時，會嚴重加劇導(dǎo)熱系統(tǒng)的腐蝕。因此水質(zhì)非常重要，在生產(chǎn)導(dǎo)熱液時必須使用軟化去離子水或者蒸餾水。 　　水的比熱容較大且熱傳導(dǎo)快，因此水本身就是最好的導(dǎo)熱介質(zhì)。其實，在南方長年無霜凍地區(qū)，純凈水加上防腐劑是最理想的導(dǎo)熱介質(zhì)，既經(jīng)濟又保證質(zhì)量。 　　2. 防凍劑 　　防凍劑是指與水混合后能降低冰點的物質(zhì)，通常包括一元醇、二元醇和三元醇。 　　一元醇包括甲醇和乙醇。甲醇和乙醇降低冰點的效果最好，但沸點低、易揮發(fā)，同時閃點低，易燃，帶來很多不安全因素，甲醇毒性大，對生產(chǎn)和使用者的身心健康有一定危害，所以不論是汽車防凍液和工業(yè)設(shè)備導(dǎo)熱液都禁止使用。 　　二元醇包括乙二醇和丙二醇。乙二醇具有優(yōu)異的降低冰點效果，同時具有沸點高、黏度適中、毒性低的特點，在汽車防凍液中使用時又和人體接觸不緊密而得到廣泛應(yīng)用。但是，用在與人體接觸密切的太陽能產(chǎn)品中，一旦循環(huán)管路發(fā)生泄漏，就會產(chǎn)生健康隱患。乙二醇本身屬低毒物質(zhì)，但其代謝產(chǎn)物毒性較高，如乙醛酸、草酸和乳酸。對人體腎臟和大腦損傷很大，沉積過量會危及生命。所以我們建議在分體太陽能導(dǎo)熱液中應(yīng)禁止使用乙二醇作為防凍劑，防止可能性隱患發(fā)生。丙二醇也具有非常優(yōu)異的防凍性能，與水具有很好的相容性，沸點高、黏度適中且無毒，對人體和環(huán)境影響較小，應(yīng)作為分體太陽能換熱介質(zhì)的首選材料。丙二醇自身沸點190℃、冰點負60℃，用它還可以做高沸點導(dǎo)熱液，所以導(dǎo)熱液雖重要，但它不是萬能的，我們不要盲目相信一些防凍液公司夸大其詞，吹噓導(dǎo)熱液的神奇功效，它只是個換熱介質(zhì)而已。 　　丙三醇與水混合后也有很好防凍性能，高沸點，無毒，成本比丙二醇低，也可以作為導(dǎo)熱液的防凍劑。但其運動粘度和抗氧化性要比丙二醇差。 　　防凍劑的成本決定著導(dǎo)熱液的成本，冰點越低，防凍劑的添加劑量就越多，成本就越高，所以不同冰點、不同防凍劑的導(dǎo)熱液價格也不同。 　　在這里，簡單介紹一下冰點、傾點和凝點的區(qū)別。以-25℃導(dǎo)熱液為例，把它放入冷域中持續(xù)降溫，當液體中出現(xiàn)第一例冰棱時的溫度（-25℃），叫導(dǎo)熱液的冰點，此時導(dǎo)熱液是冰水混合物，具有流動性，再持續(xù)降溫，當液體不具有流動性但液面可以傾斜時的溫度（-29℃）點，叫傾點，再繼續(xù)降溫，至液體完全凝固時的溫度（-34℃），叫凝點。我為什么要講這個問題，因為現(xiàn)在市場有一些防凍液公司把自己的導(dǎo)熱液產(chǎn)品規(guī)格標注成凝點，與標注冰點的規(guī)格產(chǎn)品比較價格，蒙騙太陽能企業(yè)。 　　實際上標注凝點-35℃的導(dǎo)熱液，冰點只有-25℃，在嚴寒地區(qū)是要出大問題的。 　　以丙二醇作為防凍劑的導(dǎo)熱液價格比丙三醇型要高很多。一些缺乏誠信的防凍液生產(chǎn)商以丙三醇型冒充丙二醇型，牟取暴利，所以太陽能廠商應(yīng)有必要的進廠檢測。 　　在導(dǎo)熱液中，如果含有兩種以上防凍劑，叫做多元醇或混醇。其實，導(dǎo)熱液中只含有一種防凍劑時質(zhì)量最穩(wěn)定，也容易檢測，相關(guān)檢測標準中的物理特性指標只針對單一一種醇類。多元醇無論對導(dǎo)熱液或防凍液來說，都是偽命題，目的只有一個，隱瞞成本，以次充好，牟取暴利。 　　3. 添加劑 　　添加劑主要由緩蝕劑、緩沖劑、防垢劑、消泡劑和著色劑組成。添加劑也是導(dǎo)熱液的核心技術(shù)，去掉添加劑，導(dǎo)熱液也就沒什么技術(shù)可言了。導(dǎo)熱系統(tǒng)的管路及水泵主要由金屬零件組成，主要金屬有：鑄鋁、鋼、鑄鐵、紫銅、黃銅和不銹鋼等。同種金屬內(nèi)部、不同金屬之間的接觸電位不同，在導(dǎo)熱液組成的電解液中會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。同時醇類在高溫?zé)嶝摵蛇\轉(zhuǎn)條件下會氧化，金屬元件也會促進醇類氧化生成甲酸，這種混合溶液更會加劇腐蝕。試驗表明，如不加添加劑，醇水混合溶液腐蝕速度比只使用水時還要快。因此，導(dǎo)熱液中一定要加入一定劑量的添加劑，工作液中一般不超過3%。 　　綜上所述，太陽能導(dǎo)熱液應(yīng)選用丙二醇或丙三醇作為防凍基液，配以有機羧酸添加劑，才能最大限度滿足優(yōu)質(zhì)、無毒、長壽命等特點，更好地服務(wù)于太陽能行業(yè)。