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    浸泡式空气能水箱盘管腐蚀迷局

      发布时间:2018-03-19 07:38

      【慧聪热泵网讯】空气能热水器作为一种新型热水器产品,其具备的节能环保、安全舒适等性能优点已经逐渐被消费者接受。同时,由于近年来国家大力倡导发展新能源产业,对节能产品的政策倾斜力度也日益加大,空气能热水器产品正迎来光明的市场前景。

      然而,由于目前空气能在我国尚处于发展起步阶段,受到技术限制、认知度不广、市场混乱冗杂,售后服务欠缺等问题的桎梏,空气能热水器产业还亟需突破现有瓶颈,健康有序发展。据了解,我国大部分地域属于盐碱地区和沿海地区,水中氯离子含量普遍偏高,导致当前市场使用的浸泡式空气能热水器产品水箱盘管腐蚀严重,严重影响空气能行业的发展。

      浸泡式空气能水箱采用内盘加热,由于盘管直接浸泡在水中,存在多重缺陷。首先,金属管在水中与氯离子发生化学反应,同时它与水箱存在不等价电位而发生电离反应,使金属管腐蚀直至穿孔导致系统瘫痪。其次,冷媒与皮肤接触的热水只隔一层金属,存在发生冷媒泄漏的机率,安全性没有保障,有可能损害健康。第三,金属管长期浸泡在热水中很容易结垢,致使制热效率明显降低,从而消耗高电量。据了解,目前欧盟已经禁止使用浸泡式结构的空气能热水器。

      腐蚀,是指盘管表面在水中氯离子的作用下发生化学反应和电化学反应而遭受破坏。受压力和局部温度过高的影响,水中的氯离子浓度聚集升高,氯离子与钙、镁离子结合产生反应,形成结垢腐蚀盘管。由此可见,腐蚀与盘管周围的介质密切相关。腐蚀使盘管外壁表面变粗糙,腐蚀产物不断积累,减小管道的过冷媒断面,从而降低管道的过冷媒能力。腐蚀严重时,使管壁穿孔,管段破坏,造成冷媒泄漏,系统进水,压缩机烧毁,最终导致空气能热水器无法使用。

      研究表明,水的溶解氧、二氧化碳、氯离子、硫酸根离子、总溶解固体含量、pH值、温度、流速、湿度、pH值和导电性能等,也会影响盘管腐蚀的速率。通过对2011年度因盘管腐蚀返修空气能水箱的安装地区进行分析研究表明(如下图),水质较差地区(水质偏碱性、沿海滩涂地区、盐碱地地区等)的空气能产品,腐蚀案例明显增多。此外,金属表面繁殖的微生物有促进腐蚀的作用。

      铜管腐蚀。铜的化学元素较多(其中磷P≤0.0007,镍Ni≤0.0002,硅Si≤0.0004,铁Fe≤0.0008,锌Zn≤0.0009,铅Pb≤0.0001,锡Sn≤0.001,硫S≤0.0009,银≤0.0010),铜与这些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但是在潮湿的空气里,其表面会生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],也称“铜绿”,可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸,容易被碱侵蚀。

      当空气能水箱采用铜质盘管加热时,在一定水压下,水中的氯离子会受铜管冷凝时高温的作用,导致钙镁浓度局部增高,在水中氯离子的作用下,发生化学反应,导致钙镁离子在铜管冷凝管上形成铜锈,从而不断腐蚀引发穿孔。

      不锈钢管点蚀。不锈钢化学元素构成:碳C≤0.08,硅Si≤1.00,锰Mn≤2.00,磷P≤045,硫S≤0.03,镍Ni8-12,铬Gr-20。不锈钢具有优良的抗晶间耐腐蚀性能,对氧化性酸、碱以及有机酸、无机酸均有良好的耐腐性。不足之处在于不锈钢焊接后对晶间腐蚀敏感,尤其在含氯离子(Cl-)的水中腐蚀非常敏感。因此当不锈钢在沿海、内陆石灰岩区域,以及在造纸、染色设备上使用的时候,耐腐性能较差。

      空气能水箱采用不锈钢盘管加热时,主要以点蚀方式腐蚀。不锈钢盘管相对铜管耐腐性有所提高,但对不锈钢盘管的材质和加工工艺要求很高。同时,不锈钢盘管随着温度和压力的升高,耐腐性会明显下降。

      众所周知,管式加热是空气能热水器的常用加热方式,主要分为内盘加热(即浸泡式)和外盘加热(即单管式)。目前,市场上推出的空气能热水器产品大部分也以内盘和外盘区分。浸泡式空气能采用内盘加热,盘管的腐蚀问题在此不再赘述,是当前亟待破解的迷局。那么,以另一种方式加热的单管式空气能在市场的表现如何?其采用外盘加热的方式是否可以成为破解腐蚀迷局的突破口?

      所谓鱼与熊掌不可兼得,虽然单管式空气能在盘管腐蚀不存在浸泡式空气能的棘手难题,但是面临着经济成本过高的难题。单管式空气能水箱采用外盘加热,盘管不直接浸泡在水中,冷媒与热水隔两层金属,安全性和健康性可以得到保障。但是外置盘管与水接触面积小,热交换效率低,能耗成本高,既无法快速满足消费者的热水需求,也与空气能高效节能的特色相背离。

      管式加热是浸泡式空气能和单管式空气能的共通点,两种类型产品有利有弊,难以权衡。由此看来,也许突破当前空气能热水器产品的瓶颈,企业可以从“管”的角度出发,研究新的加热方式,改进提升管式加热存在的弊端。

      据悉,杭州金比得热能设备有限公司成功研发出首台加热墙空气能,以“墙”式加热挑战“管”式加热,为空气能市场开拓了一个崭新的空间。加热墙空气能在内胆水箱外壁密布了微细通道,以“墙式”的换热方式与水侧进行大面积整体换热,致密结合实现分子间传热,是一种高效、健康的先进加热方式。

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