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不锈钢盘管在热泵,太阳能,空气能热水器上的应用
2012-08-03 11:16      阅读1次

空气能热水器三种传热方式的优缺点
目前市场上的空气能热泵热水器有三种传热结构方式:氟循环式、水循环式。氟循环式又分为内置盘管式和外置盘管式,各种方式都有其优缺点.
一.氟循环式
⒈ 内盘铜管式家用机型的热水器,顾名思义就是将内盘铜管式换热器置于承压保温水箱,又称浸泡式。铜盘管换热器直接与水接触换热,优点:因为铜管放在水箱里面与水直接接触,加热效率更高,大大节省了加热时间,也更省电,生产成本低,除铜管腐蚀问题外其他故障最少的工艺。
缺点:铜管腐蚀,换热效能随着使用时间降低。
腐蚀原因:
①氯离子腐蚀:因自来水中含有大量的氯离子(自来水厂要加入大量的氯给自来水杀菌消毒),然而氯离子是铜的最大杀手,腐蚀相当之大,
②铜管质量问题:几年国际铜价高,偷工减料的厂家不少,在铜中混有铁等杂质时,情况就不一样了。即使很少的铁也能与酸反应后氧化成三价铁离子,再与铜反应。其后铁被还原,而铜就变成铜离子,看起来就是铜被腐蚀了。铁在这电化学反应里起了一个催化剂的作用,不断腐蚀铜壁,直到其穿孔报废。而热水的温度更是大大加快了这个过程。
③电腐蚀:由于承压水箱材质是不锈钢,换热盘管采用铜管,因两种不同的金属浸泡水中会产生电位差。不锈钢在自然通气的中性的水溶液中能自钝化,因此,在多数情况下处于钝化状态,电位较正,与铜偶合后为阴极,此时电位明显较负,负于铜的电位,当然,这种情况下,铜与不锈钢电偶的极性就完全相反,不锈钢为阳极,铜为阴极,在微电流的作用下,作为阳极的不锈钢会受铜的腐蚀。在碱性的水溶液中不锈钢为阴极,铜为阳极,铜会受不锈钢的腐蚀
换热效能降低原因:
铜在水箱中三天后开始产生铜绿,铜绿会随着时间的延长而增厚,导致换热效率降低。
铜管导热性能太高,静态水的导热性较低,所以铜管表面的热量无法快速按扩散到水中,导致铜管进口端表面温度达到90­——120度之间。在这样的温度下,极易产生水垢,影响导热效果。
⒉外置盘管式家用机型的热水器,就是将铜管缠绕在不锈钢水箱内胆外壁,通过将铜管的热量传递到水箱内胆,将内胆加热后,再将内胆里的水加热。优点:换热铜管不容易腐蚀
缺点:制热水速度慢,压缩机寿命短,内胆容易爆裂,铜管爆裂。
制热水速度慢:由于透过内胆间接给水加热这样就严重影响了铜管的导热效率,增加了主机的工作时间尤其在冬天散热快的状态下,使节能效果至少降低50%,这样空气能热水器达不到真正节能的目的,那么就谈不上空气能热水器初次投资的后期资本回收,失去了空气能热水器的实际意义。
②压缩机寿命短:外置盘管的铜管必须加长,管路变长了,氟利昂系统的携油性下降,时间一长,对盘管换热和对压缩机润滑,都有不良影响。铜管过长会引起机组的高压保护,会影响压缩机的使用寿命。
③内胆容易爆裂:铜管要先加热保温层,保温层长期处于高温高压的状态下,会重新发泡,内胆容易被涨裂。
④铜管爆裂:空气能热水器外置盘管因为要缠绕在水箱内胆外壁,铜管长度要比内置盘管长两到三倍,为了降低成本,使用的铜管都很薄,厚度基本都在0.4毫米或者以下,加上为了加大热交换面积将铜管压扁,,于是,同样要承受20公斤左右的压力,泄露的可能性又大了很多。虽然泄露不会连累到主机,但水箱的维修也同样是一个很棘手的问题。
二.水循环式的家用机
水循环式的家用机同小循环商用产品一样将水泵和换热器放进主机,保温水箱无换热器只储存热水。
优点:水箱就只起到储水保温作用,从而避免了氟循环内置盘管的铜管长年泡在高温水里产生氧化并形成水垢和铜锈甚至出现泄漏的可能。制热速度快。
    
缺点:
①主机内增加了循环泵:材料成本上升,耗电量也会增加。
    ②混水现象:在补充冷水的过程中,在外力的作用下,一经搅和,新补充进去的冷水便会和热水变得亲密无间,因此原来的热水水温急剧下降,这就叫混水现象。混水在空气能热泵行业里是极难解决的一个难题。据实验证明,普通储热水箱一般热水的输出率只能达到70%。
③循环水泵是一个非常不可控的故障点:结垢导致循环水泵卡死,水泵漏水等大大小小问题多。
④套管式换热器易结垢:,如果不能定期清洗换热器会破裂
最完美的空气能热水器
氟循环式内置无缝不锈钢盘管空气源热水器
优点:加热效率高,不结垢终生保持高换热比,绝对不腐蚀,无水质的二次污染结构简单成本低。
加热效率高:盘管直接浸泡在水中换热最快最彻底,
不结垢终生保持高换热比:无缝不锈钢盘管导热系数16.2W/mK.摄氏度,铜的导热系数400W/mK摄氏度,水的导热系数0.6265W/mK.摄氏度。水垢的导热系数0.05~~0.2W/mK摄氏度。实际操作水箱中不锈钢盘管表面温度60—70度左右,不会产生水垢。而水箱中铜盘管表面温度90—100度,局部120度,极易产生水垢。根据以上数据得出结论----换热盘管导热系数只要超过水的导热系数就可达到彻底换热和高换热比目的,任何材质换热盘管导热系数最高也是多余的。所以A.O.史密斯采用搪瓷(导热系数0.87W/mK摄氏度)也能取得很好的换热效果。要想空气源热水器提高加热效率和节能省电,增加盘管换热面积最好的办法。要想空气源热水器长期保持高换热比,防止换热盘管结水垢是最科学的办法
无材质不腐蚀:304不锈钢是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,广泛用于食品用设备,一般化工设备,原子能工业用设备。从金相学角度分析,不锈钢表面薄而致密的富铬氧化膜,使得不锈钢盘管在包括软水在内的所有水质中都具有良好的耐腐蚀性,。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢中的≥18%铬起到关键作用。
④无焊缝腐蚀:无缝不锈钢盘管是由实心钢棒经穿孔再经拉拔而成的一种最高品质钢管。无缝钢管应用范围较广,流体输送、高压、高温、易燃有毒介质都优先选用。没有焊缝晶间腐蚀,焊缝贫铬,气孔,裂纹,夹渣,未焊透,咬边等等焊接管普遍存在的问题。
无电位差腐蚀:承压水箱的材料不管是不锈钢,水晶,还是搪瓷都可安全匹配。
无水质污染:不锈钢材料是可以植入人体的健康材料,所以对供水系统来说,选用不锈钢材料是最有利健康的。浸泡水试验,各项指标均符合国家有关饮用水标准要求。不锈钢表面光滑,长期使用不会积垢、不易被细菌粘污,无须担心水质受影响,更能杜绝水的二次污染。
⑦结构简单成本低:内置盘管方式使空气源热水器零件降低到最少,因此故障也是最少的,而且无缝不锈钢盘管单价也比铜盘管略低。
 
缺点:1不锈钢管强度高,制作成换热盘管需专业设备,手工无法弯管需高强度工具。
      2 一线工人缺少不锈钢盘管换热器生产工艺。

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