探析水箱盤管材質(zhì)問題

山東華昇隆太陽能科技有限公司/公偉

　　水箱，太陽能系統(tǒng)中最主要的配件之一，在陽臺壁掛太陽能系統(tǒng)中的作用不可小覷，陽臺壁掛平板集熱器本身不具備儲存熱水的能力，水箱便成為儲水的重要載體。水箱一旦出現(xiàn)問題則會直接影響整體系統(tǒng)的使用效果；水箱材質(zhì)的優(yōu)劣也會影響水箱整體性能的發(fā)揮，水箱的質(zhì)量決定了太陽能系統(tǒng)的使用壽命。

　　盤管水箱，顧名思義就是以盤管為換熱形式的水箱。而今，市場以夾層換熱、盤管換熱兩種水箱加熱方式為主。這樣的水箱可以分為很多種類，根據(jù)內(nèi)膽材質(zhì)可分為不銹鋼盤管水箱和搪瓷盤管水箱，根據(jù)盤管材質(zhì)可分為紫銅盤管水箱、不銹鋼盤管水箱、搪瓷盤管水箱，根據(jù)盤管換熱方式又可分為內(nèi)置盤管水箱和外置盤管水箱。

　　目前市場上的水箱多用于陽臺壁掛式太陽能（夾層換熱式）和集中集熱分戶儲熱式太陽能（盤管換熱式），隨著市場需求的變化，大容量搪瓷內(nèi)膽水箱向空氣源熱泵儲熱水箱過渡，多元化水箱逐漸成為市場的新寵。這就對水箱生產(chǎn)廠家提出了更高的要求，對材質(zhì)的選擇更是謹(jǐn)小慎微，選擇質(zhì)量好的原材料是保證水箱質(zhì)量必不可少的因素。下面筆者就來分析幾種不同材質(zhì)的盤管水箱的優(yōu)劣性。

紫銅盤管

　　紫銅盤管：紫銅，金屬材質(zhì)的發(fā)熱體，具有優(yōu)良的延展性，容易擴(kuò)口、漲口、方便折彎、導(dǎo)熱性能好，制成的無縫銅管能有效防止漏水。然而，廠家用的搪瓷內(nèi)膽表層的原材料是鐵。在金屬元素活動順序（鉀K 鈣Ca 鈉Na 鎂Mg 鋁Al鋅Zn 鐵Fe錫Sn 鉛Pb 銅Cu 汞Hg 銀Ag 鉑Pt 金Au）中各金屬的活躍性依次減弱，可以看到鐵要比銅活躍，即鐵保護(hù)銅，這樣就加快了內(nèi)膽的腐蝕。如此問題，廠家還敢繼續(xù)用嗎？更不用說如何解決紫銅易產(chǎn)生銅綠等問題了。

不銹鋼盤管

　　不銹鋼盤管：不銹鋼發(fā)熱體最大的優(yōu)勢是成本低廉、快速制熱，但極易附結(jié)水垢，水質(zhì)過硬的話，附結(jié)水垢后的盤管很難清理。業(yè)內(nèi)人士大都知道，不銹鋼耐腐蝕的機(jī)理是由于存在元素鉻，鉻鈍化形成鈍化膜對不銹鋼進(jìn)行保護(hù)，而以水中氯離子為代表的活性陰離子極易破壞鈍化膜，在不銹鋼局部形成腐蝕孔，尤其是焊接點(diǎn)附近。就是我們常說的“氯離子像子彈頭一樣破壞不銹鋼”。當(dāng)然，焊接后的不銹鋼更不用考慮破壞鉻、鎳成分，焊接后的不銹鋼已經(jīng)不是原來的不銹鋼了。故此，不銹鋼盤管因其易結(jié)水垢、易腐蝕等缺點(diǎn)理應(yīng)被排除在選擇范圍之外。

搪瓷盤管

　　搪瓷盤管：搪瓷盤管與內(nèi)膽材質(zhì)匹配，耐腐蝕、使用壽命長、不易結(jié)垢，搪瓷產(chǎn)品擁有的優(yōu)點(diǎn)它都有。為什么搪瓷盤管還是不被很多人認(rèn)可呢？這應(yīng)該從搪瓷工藝上考慮：首先，目前市場上還沒有專用的搪瓷管材，試想，連搪瓷板材都不能用普通的，搪瓷管作為水箱加熱的重要元器件，更不能敷衍了事。以寶鋼專用搪瓷板為例，搪瓷板材多為BTC210R、BTC330R、BTC340R等。而無縫鋼管的材質(zhì)基本為碳素鋼。

　　其次，搪瓷管重量較重，本身需要固定支撐，搪瓷管之間的焊接點(diǎn)比較隱蔽，噴砂時很難處理周全，再者，無縫鋼管表面極為粗糙，更為搪瓷前的處理增加了難度。

　　倘若滿足水箱的換熱面積，盤管體積會比較大，同樣體積的水箱，使用搪瓷盤管換熱的水箱容量勢必受到影響。另外，盤管與水箱連接部位多為焊接，焊口部位是沒法處理徹底的，換言之，如果盤管出問題了，整個水箱是沒法維護(hù)的，只能報廢。由于盤管的質(zhì)量問題導(dǎo)致整個水箱報廢是很不合算的。就搪瓷盤管的經(jīng)濟(jì)性，生產(chǎn)廠家應(yīng)該慎重考慮。

　　那么，有沒有一種理想的材質(zhì)，不僅耐腐蝕、導(dǎo)熱效果好、容易安裝、重量輕、方便維護(hù)，而且承壓能力強(qiáng)、不附著水垢、不害怕氯離子、抗菌抑菌。答案是鈦合金。鈦合金因其強(qiáng)度高、耐高溫、抗腐蝕性好等優(yōu)良性能可為目前水箱盤管的一種最佳的材料。

　　鈦合金的密度一般在4.51 克/ 立方厘米左右，僅為鋼的60%，因此鈦合金的強(qiáng)度/ 密度遠(yuǎn)大于其他金屬，可以制作成強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)地輕的零部件。目前飛機(jī)的發(fā)動機(jī)構(gòu)件、骨架、緊固件及其起落架使用的都是鈦合金。鈦合金盤管安置在水箱內(nèi)重量較輕，不容易破壞搪瓷層，而且能減輕水箱的整體重量。此外，鈦合金在中溫條件下仍能保持要求的強(qiáng)度，可在150℃~500℃的溫度下長期使用。

　　此外，鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)；對堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。

　　綜上所述，從材質(zhì)上看，鈦合金盤管作為目前最理想的水箱換熱系統(tǒng)部件，就目前市場上鈦合金的價格，每公斤130~140元，按照100升水箱熱水輸出率65%計算，選擇直徑是16毫米、壁厚1 毫米的鈦合金盤管，經(jīng)濟(jì)性良好。

　　總之，在水箱盤管材質(zhì)的選擇上，企業(yè)不僅要精挑細(xì)選，而且要在水箱內(nèi)膽上做好內(nèi)功。產(chǎn)品的質(zhì)量決定企業(yè)發(fā)展的生命力，萬不可因為水箱盤管選材的問題，而影響水箱的整體使用壽命，給用戶留下一個水箱漏水、不耐腐蝕的印象；水箱生產(chǎn)企業(yè)理應(yīng)在水箱的技術(shù)工藝和經(jīng)濟(jì)性上下大力氣贏得口碑，更好地助力太陽能水箱行業(yè)發(fā)展。