0635 - 5080266
龙普全国统一服务热线
地址:山东省聊城市高新区庐山南路7号
总机:0635 - 5032888
邮编:252000
网址: www.longpu.cc
填写您的疑问和需求
新闻中心

首页 > 新闻中心 > 公司动态 > 

公司动态

太阳能搪瓷水箱关键指标与工艺提升方向探析

 

  太阳能承压系统成为中高层建筑、别墅等主流趋势,太阳能搪瓷储热水箱产品发挥着换热、储热、辅热等核心作用,其性能等直接影响系统的使用效果。本文主要分析太阳能搪瓷储热水箱耐脉冲压力、储热性能、搪瓷耐热水侵蚀、热水输出率、热交换效率等核心关键指标,以及太阳能搪瓷储热水箱生产过程中的前处理工艺、焊接工艺、盘管内外涂塘工艺、整体涂塘工艺等关键工艺提升方向。

  在国家节能减排战略的推进与强制性太阳能安装政策推动下,太阳能承压系统已经普遍在中高层建筑、别墅等领域应用,太阳能搪瓷储热水箱产品发挥着换热、储热、辅热等核心作用,其性能等直接影响系统的使用效果。但是由于标准的不完善以及执行标准不严格,已经安装到项目中的很多储热水箱出现诸多问题,严重阻碍太阳能搪瓷储热水箱行业乃至整个太阳能热利用行业的发展。本文重点针对太阳能搪瓷储热水箱几个关键性能指标以及生产过程关键工艺提升方向提出分析。

  1太阳能搪瓷储热水箱关键性能指标提升分析

  1.1耐脉冲压力性能指标

  耐脉冲实验是影响储水箱使用寿命的核心指标。国家标准GB/T28746-2012《家用太阳能热水系统储水箱技术条件》第7.8条规定:封闭式储水箱在经过8万次脉冲压力试验后,储水箱焊缝应无渗漏,应无明显变形和开裂。国家标准GB/T28745-2012《家用太阳能热水系统储水箱试验方法》第5.9.2条规定:按照额定工作压力的15%到100%±5%之间的数值交替、循环次数8万次。国内额定工作压力正常为0.7MPa。

  以上标准参考了国家电热水器水箱的标准要求。电热水器使用温度可控,基本不会超过65℃。而太阳能储热水箱受气温、安装地区、系统配置影响,水温升降幅度较大。尤其是水温超过65℃后,增强了氯离子活性,内胆将会加速腐蚀。温度的变化也对内胆膨胀稳定性提出了更高的要求。太阳能搪瓷储热水箱目标的国内标准偏低。由澳大利亚标准委员会和新西兰标准委员会联合颁发的澳洲标准AS/NZS4692.1:2005《电热水器能量消耗、性能与通用要求》中规定:按照额定工作压力的15%±5%到100%±5%,脉冲次数为25~60/min、总的压力脉冲次数为25万次。

  国内企业宣传时屡次刷新脉冲试验次数,从8万次到10万次、16万次、25万次乃至30万次,值得注意的是,仅从次数无法判断性能优劣,应该建立在统一的测试压力标准上。要保障产品质量过硬、寿命有保障,国内水箱企业要在国内标准基础上向国际标准看齐靠拢。具体可分两步走,第一步:额定工作压力低于0.8MPa,按照0.8MPa的15%±5%-100%±5%进行压力试验,不低于8万次;额定工作压力超过0.8MPa,按照额定工作压力的15%±5%-100%±5%进行压力试验,不低于8万次。第二步:着手提高标准到澳洲标准“0.9MPa,25万次”递进。

  1.2储热性能指标

  储水箱的平均热损因数决定着储水箱储热性能。在国家标准GB/T28746-2012《家用太阳能热水系统储水箱技术要求》第7.2条储热性能中规定:储水箱平均热损因数应小于16W/(m3·K)。该热损因数适用于中国中部、南部地区,考虑到北部地区冬季温度较低,该平均热损因数偏低。将平均热损因数调整为储水箱平均热损因数应小于14W/(m3·K),作为水箱行业整体提升方向。

  1.3耐热水侵蚀性指标

  我国QB/T2590《贮水式热水器搪瓷制件》中第3.3理化性能中规定耐热水侵蚀性要求失重≤6g/m2,测试方法是2个阶段,每个阶段21天,测试流失量。澳洲标准AS/NZS4692.1:

  2005《电热水器能量消耗、性能与通用要求》第5.4.5.1条款衬料的可溶性中规定:X级釉瓷损失不得超过0.03mg/mm2;Y级釉瓷损失不得超过0.015mg/mm2。测试方式是24个小时为一个循环,测试6个循环,测试流失量。结合测试方法的不同,通过分析可以得出中国标准要求是澳大利亚的1/2左右。

  经过测试,光芒阳台壁挂夹套水箱企业标准为“失重≤4g/m2”,实测平均值在“失重≤3.2g/m2”。建议行业水箱企业搪瓷水箱耐热水侵蚀性应“失重≤5g/m2”乃至澳洲标准作为提升方向。

  1.4热水输出率性能指标

  在国家标准GB/T28746-2012《家用太阳能热水系统储水箱技术要求》中第7.10条要求:“立式封闭式储水箱的热水输出率不低于60%”。光芒通过产品实际检测,按照标准要求生产的产品,热水输出率普遍超过80%,乃至达到87%。考虑到用户的实际使用舒适性,水箱企业在生产水箱时应优化结构,将立式水箱热水输出率不低于75%乃至更高作为提升方向。

  在国家标准GB/T28746-2012《家用太阳能热水系统储水箱技术要求》中第7.10条要求:“卧式封闭式储水箱的热水输出率不低于50%”。光芒通过产品实际检测,按照标准要求生产的产品,热水输出率普遍超过70%,乃至达到78%。考虑到用户的实际使用舒适性,水箱企业在生产水箱时应优化结构,将卧式水箱热水输出率不低于65%或更高作为提升方向。

  1.5热交换效率性能指标

  热交换效率影响储水箱与集热系统匹配后的交换量,影响用户使用效果。国家标准GB/T28746-2012《家用太阳能热水系统储水箱技术要求》中没有规定热交换效率指标。该指标直接影响着系统使用效果,也影响着热交换器成本。经不完全统计,国际标准中没有完全明确储水箱的热交换效率,但是热交换效率应作为搪瓷水箱的核心因素来考量。由于没有该要求,部分企业生产的夹套、盘管等热交换器面积偏差很大,影响整体性能。为规范水箱热交换器与集热系统有效匹配,防止企业偷工减料,建议企业在生产和检测系统时,应该将热交换效率不低于85%作为考虑因素。

  2太阳能搪瓷储热水箱制造工艺提升方向

  太阳能搪瓷水箱制造工艺较多,针对前处理工艺、焊接工艺、盘管换热器涂塘工艺、盘管与内胆一体涂塘工艺等关键工艺的提升方向进行分析。

  2.1内胆板材前处理工艺

  部分企业在前期处理工艺中,对搪瓷专用碳钢板材采用酸洗工艺,该方式较为落后。劣势在于:存在表面处理不干净、影响搪瓷密着性等问题,降低水箱使用寿命,并且污染环境。部分规模企业采用对原材料板材进行抛丸工艺处理,处理之后再进行卷圆和焊接。优势在于:与酸洗工艺相比,一定程度上提高了生产效率、密着性和产品质量。但由于仅对原材料板材抛丸处理,焊缝处处理不够,会影响焊接区的搪瓷密着性,存在质量隐患。

  该工艺的提升方向应为:内胆成型后采用整体喷丸工艺,可以确保水箱内壁尤其是焊缝处得到全面处理。优点为减少污染、提高效率、降低隐患,增加了搪瓷与钢板的密着性,提高了水箱抗腐蚀性能。目前该工艺在江苏光芒得到应用推广。

  2.2焊接制造工艺

  目前国内行业中普遍采用插口式CO2保护焊接工艺。优势为:生产效率高。劣势为:水箱内壁在搪瓷时,插口处容易产生针孔,焊缝处有错边量,对搪瓷与板材的密着性产生影响。该工艺提升有两个方向:一是借鉴德国、日本等国家制造工艺,采用自熔对接不添丝氩弧焊接工艺。与插口式CO2保护焊接工艺相比,没有针孔,焊缝无错边量,焊缝的抗拉能力强,不添丝确保焊缝处膨胀系数变化不大。二是采用等离子对接自熔添丝焊接工艺。优点为工艺稳定、效率高、质量优。

  2.3盘管换热器双壁涂塘工艺

  目前国内外企业针对搪瓷钢盘管换热器均采用盘管外壁涂塘工艺,内壁没有做处理。水箱在系统运行过程中,由于内壁没有搪瓷,必须要求采用封闭式系统,换热介质要求具有防腐性,否则存在被腐蚀的隐患。针对该问题应该研究搪瓷钢盘管内外双壁搪瓷工艺。优势为:提高盘管抗腐性能,提高水箱及系统使用寿命。劣势为:工艺难度要求高,产品成本增加。

  2.4盘管与内胆一体涂塘工艺

  目前美国及国内诸多企业基本采用内胆和盘管分开搪瓷,然后再进行焊接组装。优势为:操作简便,效率高。劣势为:焊缝处理不当会产生腐蚀隐患。这种技术多应用在电热水器领域,尤其是大容量电热水器领域。由于温度可控不超过65℃,且落地式安装,水箱底部封头板材较厚,一定程度上缓解了腐蚀隐患。如果应用在太阳能系统中,这种工艺存在焊缝处被腐蚀的隐患。需要行业提升的方向是研究盘管与内胆焊接完毕后一体涂塘,涉及到的因素很多,可以作为课题研究。

  3结语

  要提升太阳能搪瓷储热水箱质量水平,涉及到行业标准、国家标准、企业执行标准、生产工艺、工装设备、专业技能人才、行业监测与监管等多方面的因素。期待在行业共同努力下,推进国内储热水箱产品标准不断提升、产品质量不断提高,推进我国太阳能搪瓷储热水箱与国际接轨,提升我国太阳能储热水箱产业综合竞争实力。