太阳能热水器在 我国应用已很普遍,但多数热水器为真空玻璃管直插式太阳能热水器,这种热水器储水箱一般是开式结构,用304不锈钢制作就能满足使用寿命的要求。但从 2009年开始,我国出现了土地政策和建筑结构的转型,七层以下的住宅项目用地基本不批,而真空玻璃管直插式太阳能热水器是不适合于高层建筑的,取而代之 的当然是阳台壁挂平板太阳能热水器。然而这种热水器对水箱内胆的要求较高,必须同时满足如下三个条件:
1、必须是闭式承压运行及耐高温。
2、内胆表面耐高温水的腐蚀。
3、能承受冷热水进出压力骤变及同时产生的温差急变。
不锈钢承压水箱是不能满足耐腐蚀要求的。首先不锈钢内胆最大的隐患是“焊缝”,内胆上有两条环形焊 缝和一条直形焊缝,焊缝之间又形成交叉点,该点处易受自来水本身及水中有害离子的侵蚀,从而产生水箱穿孔漏水。原因是不锈钢在经过高温焊接后,焊缝处的成 分及晶型等都已发生变化。其次不锈钢的成本比碳钢要贵很多,所以一般均采用较薄的板材(0.6-1.0mm)。
而搪瓷内胆因采用较厚的BTC-340R专用钢板,有较大的屈服强度,搪瓷处理后具有承压耐用、防腐蚀、防吸瘪及水质洁净等性能。所以搪瓷水箱用于太阳能热水器水箱是比较合适的。
实际上,国内外很多厂家已开始用搪瓷水箱,这一点上电热水器走在了前面,国外品牌主要是以A.O.史密斯、阿里斯顿为代表,而国内的品牌主要是以海尔、美的为代表。这充分证明搪瓷内胆应用于电热水器是可靠的。并且将搪瓷水箱冠上美称,如金圭、钛金、金刚三层、蓝钻、蓝金刚等。实际上以上美称无非含有三层意思:
1、指搪瓷层中含有氧化钴,使瓷面呈蓝色,同时也是密着的主要成分,能使钢板与搪瓷层完美牢固结合。
2、指搪瓷的主体成分为二氧化硅,它是耐酸、耐碱、耐高温水腐蚀的主要成分。
3、采用高屈服强度并且适合搪瓷工艺要求的专用钢板。
从以上三点可以认识到热水器内胆所用的搪瓷釉的特点必须是耐酸、耐碱、耐高温水的腐蚀,其次是与钢板形成强力的结合,是一种特殊的搪瓷釉,我们一般称之为热水器底面两用釉(也称热水器一次釉)。通常搪瓷内胆采用的是一次涂搪工艺。
二、普通搪瓷水箱的特点
多年的研究表明,酸、碱对搪瓷表面是有腐蚀的,同样水对搪瓷表面也是有腐蚀的,并随着水的纯度增加 而增加。腐蚀的速度也随着温度上升而增加,并且超过沸点时达到最大。水对瓷层的腐蚀首先是瓷层中的碱离子与氢离子的交换,从而造成表面脱碱。≡SiO- Na+H+OH-≡SiOH+NaOH(搪瓷层)(水)(搪瓷层)(带碱性水)
随着反应的进行会在表面形成一层致密膜,有人称之为“保护膜层”。这层保护膜富含二氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)等成分。使Na+与H+的离子扩散受到阻挡,使搪瓷釉具有耐水稳定性。
从以上的分析可知,二氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)等成分能提高热水器一次釉的耐水性能。表-1为热水器一次釉配方组成范围。
从以上配方中可看出,首先它是一种底釉,所以三氧化二硼(B203)、氟(F)的成分应高一些。这 样才具备底釉的特性即对钢板有浸润作用,产生强有力的密着,并且透气性好,但这些成分对耐水性是很不利的,必须合理调配好。所以,热水器一次釉耐水性的提 高还是有一定的局限性的。
电热水器的温度很容易控制,但太阳能热水器水箱受自然条件的限制一般使用条件比较苛刻,如果温控不好,在夏天较强烈的太阳光下使用温度会达到近100℃的水温甚至超过。所以,这对水箱的腐蚀性提出更高的要求。