不銹鋼和搪瓷是目前太陽能熱水器制造企業(yè)廣泛使用，并得到市場普遍認(rèn)可的水箱內(nèi)膽材料。由于具有不同的材料性質(zhì)和優(yōu)勢，前者主要應(yīng)用于家用非承壓式太陽能熱水器，后者則主要應(yīng)用于承壓式太陽能熱水器。大部分企業(yè)產(chǎn)品都采用不銹鋼內(nèi)膽時(shí)，皇明太陽能集團(tuán)有限公司最近研發(fā)出一種新型內(nèi)膽材料——納米PP。“我們采用納米PP內(nèi)膽的太陽能熱水器已經(jīng)售出10萬臺(tái)，至今還沒收到過水箱漏水的反饋。”皇明技術(shù)開發(fā)部部長張立峰對這種新型材料信心十足。
目前，家用非承壓式產(chǎn)品占據(jù)了中國太陽能熱水器市場的較大份額，而大多數(shù)企業(yè)都選用食品級(jí)不銹鋼304作為水箱內(nèi)膽材料。但是，不銹鋼內(nèi)膽仍存在一些無法回避的問題。“不銹鋼內(nèi)膽必須經(jīng)過氬弧焊、端蓋電阻焊等工序才能加工成型，而焊縫就成為不銹鋼內(nèi)膽的弱點(diǎn)。”張立峰解釋說，這主要是因?yàn)楹附舆^程需要經(jīng)過高溫處理，焊料熔融并在空氣中冷卻，焊縫處又經(jīng)歷了一次金屬重結(jié)晶，就相當(dāng)于對不銹鋼又進(jìn)行了一次熱處理，焊縫的金屬組織和性能發(fā)生很大變化，因此成為最容易發(fā)生腐蝕的區(qū)域。同時(shí)，由于用于制造內(nèi)膽的不銹鋼并不厚，在采用手工焊接和電阻焊的情況下，會(huì)出現(xiàn)過焊情況，過焊的地方最容易發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致水箱漏水。
近年來，太陽能熱水器農(nóng)村市場發(fā)展較快，特別是家電下鄉(xiāng)政策實(shí)施后，農(nóng)村市場的增長速度明顯加快。中國農(nóng)村用水條件較差，多數(shù)依靠井水或地下水，且各地水質(zhì)酸堿度不一。據(jù)了解，太陽能熱水器是一個(gè)光照輻射自然循環(huán)加熱的裝置。當(dāng)受到光照時(shí)，光轉(zhuǎn)化成熱，使水不斷升溫，水箱內(nèi)膽大部分時(shí)間都處于對流傳熱的動(dòng)態(tài)過程中，這也是一個(gè)加速腐蝕的過程。“如果水質(zhì)較差，水中的氯離子濃度較高，就更容易加速腐蝕。”張立峰說，太陽能熱水器水箱內(nèi)的水溫經(jīng)常可以超過80℃，而當(dāng)水溫超過60℃，氯離子的活性就會(huì)大大增強(qiáng)，對金屬的腐蝕性也更強(qiáng)，更易出現(xiàn)內(nèi)膽結(jié)垢、腐蝕等現(xiàn)象。
“任何金屬材料或多或少存在電化學(xué)反應(yīng)，而塑料不具有這樣的反應(yīng)機(jī)理，納米PP內(nèi)膽克服了金屬材料在這方面的缺陷。”張立峰說。據(jù)了解，納米pp是一種有機(jī)化合物，它將通用級(jí)材料和納米級(jí)材料相結(jié)合，具有較高的耐腐蝕性和穩(wěn)定性，可以更好地保證太陽能
熱水器的壽命。
據(jù)張立峰介紹，納米PP內(nèi)膽與不銹鋼內(nèi)膽的制造成本基本相同，但是制造工藝更加復(fù)雜。由于能夠做到整體成型，內(nèi)膽的可靠性也得到相應(yīng)提高。據(jù)了解，皇明納米PP內(nèi)膽的研制始于同GE塑料工藝部門的合作。“但是最后提出的解決方案比較復(fù)雜，涉及到多個(gè)工藝，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，所以在合作結(jié)束后，皇明又與其他工程塑料廠家進(jìn)行了半年的合作研究，才最終研制成功。”皇明的納米PP內(nèi)膽已于2008年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)全過程的自主制造。
“除了東北地區(qū)外，其他地區(qū)的納米PP內(nèi)膽太陽能熱水器的試推廣工作已經(jīng)基本完成。”張立峰說，納米PP內(nèi)膽太陽能熱水器首先在山東一些水質(zhì)較差、內(nèi)膽退換率比例高的地區(qū)試用，然后向全國推廣。目前，納米PP內(nèi)膽主要配備在中小容積的太陽能熱水器中。
“大容積內(nèi)膽的研發(fā)還在進(jìn)一步探索的過程中，主要是受到設(shè)備產(chǎn)能的限制。”
