太陽能防凍液
發(fā)布日期:2022-10-07 瀏覽次數(shù):865
眾所周知,在我國(guó)的太陽能行業(yè)中真空管式太陽能熱水器占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),分體式太陽能市場(chǎng)份額很小,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前平板式太陽能熱水器市場(chǎng)占有率僅有10\%左右,這一特點(diǎn)不同于全球太陽能市場(chǎng)中平板式太陽能熱水器占據(jù)主流的現(xiàn)象,十分具有中國(guó)特色。但近幾年來這一局勢(shì)正在發(fā)生著深刻變化,平板式太陽能得到了快速發(fā)展,而普通的真空管式太陽能下滑速度非常之快超乎尋常,綜其原因有以下幾點(diǎn):一是我國(guó)的地少人多的國(guó)情決定了城鎮(zhèn)化過程中必須要走高層住宅的道路,既保障了住房這一民生需要,又實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用地,提高了土地的利用效率,高層住宅的大量興建必然限制了太陽能一體機(jī)的使用,只能在平板式(或分體式〉太陽能這一選項(xiàng)上做出抉擇;二是我國(guó)空氣污染嚴(yán)重,太陽能與建筑一體化是節(jié)能減排和改善大氣環(huán)境的一項(xiàng)重要舉措,因平板式太陽能具有平面結(jié)構(gòu)、良好的承壓性能、系統(tǒng)穩(wěn)定、安企耐用、易與建筑物關(guān)觀性相統(tǒng)一等特點(diǎn),決定了其將取代一體機(jī)吃據(jù)主流的必然趨勢(shì);三是平板太陽能熱水器經(jīng)過了幾十年的發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)更趨成熟和完善,熱效率有了大幅度的提高,我國(guó)的平板式太陽能熱水器迎來了長(zhǎng)足發(fā)展的黃金時(shí)期。
在眾多平板太陽能生產(chǎn)廠家不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和提高系統(tǒng)換熱效率的過程中,在諸如保溫、吸熱膜層、金屬材料等方面采取了積極有效的措施以保證產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,但很多廠家沒有關(guān)注導(dǎo)熱介質(zhì)這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)的影響,認(rèn)為導(dǎo)熱介質(zhì)只要滿足防凍這一要求就可以了,因此,在市場(chǎng)上采購了汽車防凍液加注到系統(tǒng)中去,或者找到某些汽車防凍液廠家讓其根據(jù)汽車防凍液的配方提供導(dǎo)熱介質(zhì),更有甚者在化工市場(chǎng)采購乙二醇加水稀釋后直接作為導(dǎo)熱介質(zhì),這些做法存在諸多不足或隱患。相信太陽能行業(yè)的廣大同仁都了解或者聽說過近三年內(nèi)幾起太陽能工程出現(xiàn)水箱銹蝕發(fā)生泄漏的情況,其中最主要的原因選擇了劣質(zhì)的導(dǎo)熱介質(zhì)(大部分為產(chǎn)品質(zhì)量良莠不分、參差不齊的汽車防凍液),非但沒有起到緩蝕的效果,反而加速了水箱夾套和銅管的銹蝕,最終釀成了“千里之堤毀于蟻穴”的質(zhì)量事故。根據(jù)常識(shí)我們知道,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)等部件材質(zhì)為壓鑄鋁合金、鑄鐵、鋼、黃銅、紫銅、焊錫等,其中鑄鋁是系統(tǒng)中的大部分零件的材質(zhì),鑄鋁件是最易受腐蝕和容易損壞的環(huán)節(jié),因此,汽車防凍液的緩蝕和 pH值設(shè)計(jì)主要針對(duì)鑄鋁,并且還要全面的對(duì)其他金屬腐蝕進(jìn)行預(yù)防。目前,在分體式太陽能系統(tǒng)中金屬材質(zhì)為碳鋼、黃銅、紫銅和不銹鋼,因此,太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)的緩蝕和 pH值設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)其系統(tǒng)本身使用的金屬材質(zhì)進(jìn)行專業(yè)預(yù)防,而不能以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)的金屬材質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。
鑒于以上情況,可能大家以為汽車防凍液或者基于汽車防凍液配方所做的太陽能導(dǎo)熱介質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的緩蝕要比太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)更加全面,但事實(shí)并非如此:一是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)和太陽能換熱系統(tǒng)所用金屬材料不同,對(duì)防凍液的緩蝕和 pH值的要求也不同,選用合適的專用產(chǎn)品才是王道;二是在防凍液中添加各種助劑的總量是有限的,在太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)中添加各種專用助劑就應(yīng)該僅限于系統(tǒng)中的金屬材質(zhì),而不能加入與系統(tǒng)金屬無關(guān)的助劑,這樣有利于增大專用助劑的添加量,也就是說集中優(yōu)勢(shì)力量解決關(guān)鍵問題,使導(dǎo)熱介質(zhì)的緩蝕效率和使用時(shí)限得到更人的提高。
太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)應(yīng)該有針對(duì)性的對(duì)系統(tǒng)中的金屬材質(zhì)進(jìn)行專業(yè)緩蝕,因此配方中必須添加如下助劑:紫銅專用緩蝕劑、黃銅專用緩蝕劑、碳鋼專用緩蝕劑和不銹鋼專用緩蝕劑,這些助劑必須做到如下幾點(diǎn):(1〉助劑毒性低毒或者無毒;(2)助劑與溶液有良好的相溶性,無論在低溫、常溫或者高溫下,都不得析出;(3)助劑具有高效緩蝕性能,并且具有長(zhǎng)久的級(jí)蝕效果;(4〉盡量避免使用穩(wěn)定性差的無機(jī)級(jí)蝕助劑。另外針對(duì)目前有個(gè)別太陽能廠家選用鋁壓鑄集熱板的情況,配方中應(yīng)該添加高效的國(guó)外進(jìn)口有機(jī)鋁專用緩蝕劑,以便起到良好的緩蝕效果。
從基本的化學(xué)常識(shí)我們知道,鋁是兩性金屬,既容易與酸發(fā)生反應(yīng),又容易與堿發(fā)生反應(yīng),在中性環(huán)境中較穩(wěn)定;金屬紫銅、黃銅、碳鋼和不銹鋼易在酸性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致銹蝕,而在中性或弱堿性環(huán)境中穩(wěn)定不易發(fā)生反應(yīng)。因此,在僅添加無機(jī)鋁緩蝕劑偏硅酸鈉的汽車防凍液,其 pH值僅能做到7.0-7.5,以保證不對(duì)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)發(fā)生銹蝕,雖然說短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生腐蝕,但是經(jīng)過長(zhǎng)期高溫運(yùn)行,溶液很容易發(fā)生酸化,pH值轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝裕黾恿税l(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn),這是建議廣大車主使用1-2年后就要更換汽車防凍液的主要原因。針對(duì)太陽能換熱系統(tǒng)的特點(diǎn),導(dǎo)熱介質(zhì)的pH值在8-11為宜;對(duì)于使用鋁壓鑄集熱板的平板式太陽能,建議導(dǎo)熱介質(zhì)配方中添加高效的有機(jī)鋁緩蝕劑,這樣也可以做到在堿性環(huán)境中整個(gè)換熱系統(tǒng)不易被銹蝕。
導(dǎo)熱介質(zhì)的緩沖性能的高低決定著其是否具備長(zhǎng)效性,緩沖性能的高低體現(xiàn)在pH值和儲(chǔ)備堿度兩個(gè)方面,pH值和儲(chǔ)備堿度數(shù)值越大,水溶液的緩沖性能越高,反之,水溶液的緩沖性能越低。調(diào)節(jié)導(dǎo)熱介質(zhì)的 pH值和儲(chǔ)備堿度,并不是簡(jiǎn)單的在溶液中加入火堿或者純堿,這兩種物質(zhì)加入后,雖然說能改善溶液的緩沖性能,但是卻增加了腐蝕風(fēng)險(xiǎn)性,因此,在體系中必須加入既能提高溶液pH值和儲(chǔ)備堿度又能起到緩蝕效果的高效緩沖助劑。
汽車防凍液或者基于汽車防凍液配方的導(dǎo)熱介質(zhì),其pH值在7左右,基本上沒有添加緩沖助劑,容易在高溫下運(yùn)行一·段時(shí)間后呈酸性狀態(tài),有發(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn),所以,在較短的一到兩年使用期限達(dá)到后就必須進(jìn)行更換。相比較于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)更換防凍液,平板式太陽能換熱系統(tǒng)要是一兩年就更換導(dǎo)熱介質(zhì),既需要專用工具又要提供繁雜的售后上門服務(wù),顯然是不合適和難度比較大的,因此,太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)需要具備長(zhǎng)效性能,不應(yīng)該在短時(shí)間就對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行更換。目前國(guó)內(nèi)比較專業(yè)的生產(chǎn))廠朝陽光大化工,其產(chǎn)品能保證溶液長(zhǎng)時(shí)間處于適宜的 pH值和儲(chǔ)備堿度,防止導(dǎo)熱介質(zhì)發(fā)生酸化,長(zhǎng)效性能比較穩(wěn)定。
綜上所述,太陽能專用導(dǎo)熱介質(zhì)并不是簡(jiǎn)單的防凍液,防凍只是最基本的一個(gè)性能要求,其他多方面性能也是必須的,對(duì)于太陽能換熱系統(tǒng)的影響也是至關(guān)重要的。此前,很多太陽能廠家可以說“無知者無畏”,對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)不重視,但愿通過本篇文章能給廣大同仁敲響警鐘,平板太陽能的質(zhì)量是全方面的,導(dǎo)熱介質(zhì)的質(zhì)量也是其中的關(guān)鍵一環(huán)。