稀土合金微通道集熱板的技術(shù)分析

1稀土合金微通道集熱板簡介 整體結(jié)構(gòu)（見圖1）：集熱板芯的集管、扁管為相同的稀土合金鋁材，運(yùn)用自動火焰釬焊的方式焊接在一起，整板爆破壓力＞5MPa。 圖1 整體結(jié)構(gòu)外觀 流道（見圖2）：集熱板有60~120 條流道，流道面積達(dá)到整塊平板的1/3。 圖2 流道 膜層：利用氟碳涂層超強(qiáng)的耐候性原理，結(jié)合納米黑鈦的高吸收比，以及水基無污染的特性制成的水基納米黑鈦材料，直接涂在微通道集熱板芯表面，吸熱后熱量瞬間傳遞，避免悶曬損失。 邊框：采用整條邊框折彎的方式，整體聚氨酯發(fā)泡+ 巖棉隔熱，保溫性能優(yōu)越。 2稀土合金微通道集熱板性能檢測試驗(yàn) 2011~2013 年，鄒平偉瑞制冷材料有限公司技術(shù)中心對稀土合金微通道集熱板通過自行檢測及委外檢測，對耐候性、物理性能、綜合熱性能等方面進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)。 試驗(yàn)1： 試驗(yàn)題目：稀土合金與防凍液的耐腐蝕性試驗(yàn)。 試驗(yàn)對象：稀土合金微通道翼片管。 試驗(yàn)2： 試驗(yàn)題目：稀土合金微通道集熱板芯耐腐蝕性試驗(yàn)。 試驗(yàn)對象：稀土合金微通道集熱板芯。 試驗(yàn)3： 試驗(yàn)題目：稀土合金微通道管物理性能試驗(yàn)。 試驗(yàn)對象：稀土合金管材。 試驗(yàn)4： 試驗(yàn)題目：稀土合金集熱板集熱性能檢測結(jié)果. 試驗(yàn)對象：稀土合金微通道集熱板。 2.1 稀土合金微通道管耐腐蝕性檢測結(jié)果 1.試驗(yàn)背景 進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證稀土合金鋁材與普通鋁材的耐腐蝕性對比，稀土合金鋁材與防凍液之間耐腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果。 2.試驗(yàn)條件 分別選取普通3003 鋁材與稀土合金管，進(jìn)行耐腐蝕性試驗(yàn)。 3.試驗(yàn)步驟 1）按照SH/T0620-1995 要求配置防凍液、安裝試驗(yàn)儀器。 2）冷卻液選擇AHT-40 型、OAT-L配方。 3）腐蝕水添加量為225g（是國標(biāo)要求的3倍）。 4）壓力為0.2MPa。 5）溫度為135益。 6）反應(yīng)時(shí)間為168h。 4.判斷標(biāo)準(zhǔn) 按照SH/T0620-1995 的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品無點(diǎn)蝕、坑蝕，顏色無變化，無殘留物質(zhì)。 質(zhì)量變化滿足要求≤2豫。 5.試驗(yàn)結(jié)果 1 號普通3003 鋁材管，總質(zhì)量為 2.6427g質(zhì)量損失為0.0508g總質(zhì)量變化率為1.92豫（基本符合）。 2 號普通3003 鋁材管，總質(zhì)量為 2.6532g質(zhì)量損失為0.0605g總質(zhì)量變化率為2.28豫（不合格）。 3 號稀土合金管，總質(zhì)量為2.6487g質(zhì)量損失為0.0002g 總質(zhì)量變化率為0.0075豫（合格）。 4 號稀土合金管，總質(zhì)量為2.6421g質(zhì)量損失為0.0002g 總質(zhì)量變化率為0.0076豫（合格）。 6.結(jié)論 通過168h（相當(dāng)于常規(guī)使用下7 年時(shí)間）高強(qiáng)度試驗(yàn)，在防凍液強(qiáng)腐蝕的環(huán)境下稀土合金質(zhì)量變化率微乎其微，僅為0.0076豫。防凍液對稀土合金材料的腐蝕性幾乎可以忽略。 2.2 稀土合金微通道集熱板芯耐腐蝕性檢測結(jié)果 1.試驗(yàn)背景：采取最嚴(yán)格的的酸性鹽霧試驗(yàn)，對普通鋁材、稀土合金鋁材進(jìn)行對比試驗(yàn)。 2.試驗(yàn)條件：酸性鹽霧試驗(yàn)，PH值2.8～3.2，試驗(yàn)溫度為35益，飽和溫度為47益，試驗(yàn)時(shí)間240h，對管材內(nèi)注入4.8MPa的氮?dú)膺M(jìn)行氣密測試。 3.試驗(yàn)結(jié)果（見表1） 4.總結(jié) 稀土合金管在防腐蝕性能上具有非常優(yōu)越的性能，較其他鋁材產(chǎn)品高出幾十倍。 2.3 稀土合金微通道管物理性能檢測結(jié)果 1.試驗(yàn)背景 稀土被稱為“工業(yè)味精”，合金中添加適量的稀土，可以起到細(xì)化晶粒、均勻內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。由于鋁材在加工過程中，隨著溫度的變化，晶粒隨之發(fā)生變化。在擠壓生產(chǎn)過程中更改加工工藝，有效控制擠壓過程中晶粒的長大，使鋁材內(nèi)部組織更細(xì)膩。通過以上兩個(gè)方法，大大提高稀土合金鋁材的耐腐蝕性。 2.外觀比較（見圖3） 圖3 普通3003鋁材（左）與稀土合金鋁材（右）經(jīng)過折彎后晶粒比較 3.檢測方法及結(jié)論 用爆破壓力試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)（圖4）稀土合金管爆破壓力＞5MPa 抗拉壓力：108~111MPa；彎折壓力：76~77MPa；延伸率為29豫~30.5豫?？梢詽M足彎管、沖孔、焊接要求。 圖4 爆破壓力試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn) 2.4 稀土合金集熱板集熱性能檢測結(jié)果 1.板芯（見圖5） 稀土合金微通道集熱板采用的微管道的流道面積達(dá)到整塊平板的1/3，吸熱特別快；且膜層直接附著在微通道管表面，減少二次傳遞，吸熱后換熱介質(zhì)會立即將熱量傳遞出去，避免悶曬熱損。 圖5 板芯 2.保溫 集熱板采用整體聚氨酯發(fā)泡+巖棉的雙重保溫方式，即保證保溫性能高，又使巖棉隔開板芯與聚氨酯發(fā)泡材料，防止因過熱導(dǎo)致聚氨酯發(fā)泡材料失效。 3.檢測方法：分別委托外部機(jī)構(gòu)對稀土微通道平板集熱板進(jìn)行熱性能檢測，參照GB/T6425-2007的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。 4.檢測結(jié)果：瞬時(shí)效率為0.79~0.8，遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值0.72的要求。 3納米黑鈦膜層 1.膜層利用氟碳涂層超強(qiáng)的耐候性原理，結(jié)合納米黑鈦的高吸收比，以及水基無污染特性制成水基納米黑鈦材料。 2. 吸收比為0.95～0.97，發(fā)射比為0.20~0.25。吸收性能很高，低溫性能優(yōu)越，高溫性能稍差。 3.耐候性：可耐100h 的中性鹽霧試驗(yàn)，是膜層中耐候性最高的產(chǎn)品之一。 4 總結(jié) 稀土合金微通道集熱板致力于解決太陽能熱水器冬天不好用的難題, 因?yàn)樵谙那锛竟?jié)，因環(huán)境溫度高、太陽輻照強(qiáng)度大、熱水用量小，所以普通平板太陽能集熱器可基本滿足用戶需求，而冬天能夠滿足正常需求的產(chǎn)品少之又少，而稀土合金微通道集熱板正是從冬天好用入手，給出了最好的解決方案，只有冬天好用才是硬道理。（鄒平偉瑞制冷材料有限公司蔡瑩）