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不銹鋼盤管在熱泵,太陽能,空氣能熱水器上的應用
2012-08-03 11:16      閱讀1次

空氣能熱水器三種傳熱方式的優缺點
目前市場上的空氣能熱泵熱水器有三種傳熱結構方式:氟循環式、水循環式。氟循環式又分為內置盤管式和外置盤管式,各種方式都有其優缺點.
一.氟循環式
⒈ 內盤銅管式家用機型的熱水器,顧名思義就是將內盤銅管式換熱器置于承壓保溫水箱,又稱浸泡式。銅盤管換熱器直接與水接觸換熱,優點:因為銅管放在水箱里面與水直接接觸,加熱效率更高,大大節省了加熱時間,也更省電,生產成本低,除銅管腐蝕問題外其他故障最少的工藝。
缺點:銅管腐蝕,換熱效能隨著使用時間降低。
腐蝕原因:
①氯離子腐蝕:因自來水中含有大量的氯離子(自來水廠要加入大量的氯給自來水殺菌消毒),然而氯離子是銅的最大殺手,腐蝕相當之大,
②銅管質量問題:幾年國際銅價高,偷工減料的廠家不少,在銅中混有鐵等雜質時,情況就不一樣了。即使很少的鐵也能與酸反應后氧化成三價鐵離子,再與銅反應。其后鐵被還原,而銅就變成銅離子,看起來就是銅被腐蝕了。鐵在這電化學反應里起了一個催化劑的作用,不斷腐蝕銅壁,直到其穿孔報廢。而熱水的溫度更是大大加快了這個過程。
③電腐蝕:由于承壓水箱材質是不銹鋼,換熱盤管采用銅管,因兩種不同的金屬浸泡水中會產生電位差。不銹鋼在自然通氣的中性的水溶液中能自鈍化,因此,在多數情況下處于鈍化狀態,電位較正,與銅偶合后為陰極,此時電位明顯較負,負于銅的電位,當然,這種情況下,銅與不銹鋼電偶的極性就完全相反,不銹鋼為陽極,銅為陰極,在微電流的作用下,作為陽極的不銹鋼會受銅的腐蝕。在堿性的水溶液中不銹鋼為陰極,銅為陽極,銅會受不銹鋼的腐蝕
換熱效能降低原因:
銅在水箱中三天后開始產生銅綠,銅綠會隨著時間的延長而增厚,導致換熱效率降低。
銅管導熱性能太高,靜態水的導熱性較低,所以銅管表面的熱量無法快速按擴散到水中,導致銅管進口端表面溫度達到90­——120度之間。在這樣的溫度下,極易產生水垢,影響導熱效果。
⒉外置盤管式家用機型的熱水器,就是將銅管纏繞在不銹鋼水箱內膽外壁,通過將銅管的熱量傳遞到水箱內膽,將內膽加熱后,再將內膽里的水加熱。優點:換熱銅管不容易腐蝕
缺點:制熱水速度慢,壓縮機壽命短,內膽容易爆裂,銅管爆裂。
制熱水速度慢:由于透過內膽間接給水加熱這樣就嚴重影響了銅管的導熱效率,增加了主機的工作時間尤其在冬天散熱快的狀態下,使節能效果至少降低50%,這樣空氣能熱水器達不到真正節能的目的,那么就談不上空氣能熱水器初次投資的后期資本回收,失去了空氣能熱水器的實際意義。
②壓縮機壽命短:外置盤管的銅管必須加長,管路變長了,氟利昂系統的攜油性下降,時間一長,對盤管換熱和對壓縮機潤滑,都有不良影響。銅管過長會引起機組的高壓保護,會影響壓縮機的使用壽命。
③內膽容易爆裂:銅管要先加熱保溫層,保溫層長期處于高溫高壓的狀態下,會重新發泡,內膽容易被漲裂。
④銅管爆裂:空氣能熱水器外置盤管因為要纏繞在水箱內膽外壁,銅管長度要比內置盤管長兩到三倍,為了降低成本,使用的銅管都很薄,厚度基本都在0.4毫米或者以下,加上為了加大熱交換面積將銅管壓扁,,于是,同樣要承受20公斤左右的壓力,泄露的可能性又大了很多。雖然泄露不會連累到主機,但水箱的維修也同樣是一個很棘手的問題。
二.水循環式的家用機
水循環式的家用機同小循環商用產品一樣將水泵和換熱器放進主機,保溫水箱無換熱器只儲存熱水。
優點:水箱就只起到儲水保溫作用,從而避免了氟循環內置盤管的銅管長年泡在高溫水里產生氧化并形成水垢和銅銹甚至出現泄漏的可能。制熱速度快。
    
缺點:
①主機內增加了循環泵:材料成本上升,耗電量也會增加。
    ②混水現象:在補充冷水的過程中,在外力的作用下,一經攪和,新補充進去的冷水便會和熱水變得親密無間,因此原來的熱水水溫急劇下降,這就叫混水現象;焖诳諝饽軣岜眯袠I里是極難解決的一個難題。據實驗證明,普通儲熱水箱一般熱水的輸出率只能達到70%。
③循環水泵是一個非常不可控的故障點:結垢導致循環水泵卡死,水泵漏水等大大小小問題多。
④套管式換熱器易結垢:,如果不能定期清洗換熱器會破裂
最完美的空氣能熱水器
氟循環式內置無縫不銹鋼盤管空氣源熱水器
優點:加熱效率高,不結垢終生保持高換熱比,絕對不腐蝕,無水質的二次污染結構簡單成本低。
加熱效率高:盤管直接浸泡在水中換熱最快最徹底,
不結垢終生保持高換熱比:無縫不銹鋼盤管導熱系數16.2W/mK.攝氏度,銅的導熱系數400W/mK攝氏度,水的導熱系數0.6265W/mK.攝氏度。水垢的導熱系數0.05~~0.2W/mK攝氏度。實際操作水箱中不銹鋼盤管表面溫度60—70度左右,不會產生水垢。而水箱中銅盤管表面溫度90—100度,局部120度,極易產生水垢。根據以上數據得出結論----換熱盤管導熱系數只要超過水的導熱系數就可達到徹底換熱和高換熱比目的,任何材質換熱盤管導熱系數最高也是多余的。所以A.O.史密斯采用搪瓷(導熱系數0.87W/mK攝氏度)也能取得很好的換熱效果。要想空氣源熱水器提高加熱效率和節能省電,增加盤管換熱面積最好的辦法。要想空氣源熱水器長期保持高換熱比,防止換熱盤管結水垢是最科學的辦法
無材質不腐蝕:304不銹鋼是在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,廣泛用于食品用設備,一般化工設備,原子能工業用設備。從金相學角度分析,不銹鋼表面薄而致密的富鉻氧化膜,使得不銹鋼盤管在包括軟水在內的所有水質中都具有良好的耐腐蝕性,。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼中的≥18%鉻起到關鍵作用。
④無焊縫腐蝕:無縫不銹鋼盤管是由實心鋼棒經穿孔再經拉拔而成的一種最高品質鋼管。無縫鋼管應用范圍較廣,流體輸送、高壓、高溫、易燃有毒介質都優先選用。沒有焊縫晶間腐蝕,焊縫貧鉻,氣孔,裂紋,夾渣,未焊透,咬邊等等焊接管普遍存在的問題。
無電位差腐蝕:承壓水箱的材料不管是不銹鋼,水晶,還是搪瓷都可安全匹配。
無水質污染:不銹鋼材料是可以植入人體的健康材料,所以對供水系統來說,選用不銹鋼材料是最有利健康的。浸泡水試驗,各項指標均符合國家有關飲用水標準要求。不銹鋼表面光滑,長期使用不會積垢、不易被細菌粘污,無須擔心水質受影響,更能杜絕水的二次污染。
⑦結構簡單成本低:內置盤管方式使空氣源熱水器零件降低到最少,因此故障也是最少的,而且無縫不銹鋼盤管單價也比銅盤管略低。
 
缺點:1不銹鋼管強度高,制作成換熱盤管需專業設備,手工無法彎管需高強度工具。
      2 一線工人缺少不銹鋼盤管換熱器生產工藝。

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