太阳能热水器中不锈钢的使用及其问题

         热水一直是不可或缺的生活必需品。解决人们热水需求的途径很多。早期用锅灶或者炉子烧热水，即烧即用。后来有了热水瓶，可以随时用上热水。随着我国经济的不断发展和人们收入水平的不断提高，从20世纪90年代起，热水器慢慢成了城乡居民必备的生活电器。太阳能热水器作为可再生能源商业化产品，自1996年以来，发展迅猛。2006年，全国太阳能热水器销售总额超过200亿元，全国各地太阳能热水器的生产厂家达5 000多家。太阳能热水器产品越来越受到人们的关注。太阳能热水器具有白天可以持续加热的特性，在产品结构上可以明显地分为太阳能集热器和储热水箱两部分，是一种典型的储热式热水器。
        太阳能热水器的储热水箱一直是非常关键的部件之一。对于热水器而言，水箱漏水是不可修复的故障。热水器的发展史几乎就是一部水箱防腐技术的发展史。水箱的防腐技术，对于太阳能热水器而言，无疑是非常重要的。太阳能热水器从结构上可以分为一体式和分体式。随着太阳能热利用技术的发展，太阳能热水器已经被越来越多的消费者所接受。虽然市场上仍以一体式非承压太阳能热水器为主，但是随着市场的发展，消费者的要求越来越高，承压太阳能热水系统将越来越被用户和生产厂家所关注。尤其是城市高层和小高层的用户，由于安装位置的限制，非承压太阳能热水器已经无法满足这些客户的需求。太阳能热水器的发展，必然和电热水器一样，承压太阳能将会成为市场的主导。
        当初，不少电热水器制造商曾尝试用不锈钢焊接承压内胆，但短短的几年时间，不锈钢内胆便淡出了电热水器市场。究其原因，不锈钢焊接时，焊接热影响区往往会发生相变和成分偏析。在这些区域，水箱的耐压和防腐能力被极大的削弱。由于绝大多数太阳能厂家都在使用不锈钢水箱，这个世界级的难题，限制了不锈钢在电热水器上的应用，也限制了众多大小太阳能企业在承压太阳能热水器上的发展。现在，几大电热水器厂家无一例外，均采用了搪瓷内胆技术生产电热水器。国外使用此项技术制造热水器的历史可以追溯到二战时期。经过60余年的发展，这项技术已经非常成熟并被市场广泛认可。电热水器的这些经验对于太阳能热水器水箱制造，尤其对于承压式太阳能热水器水箱的制造，无疑是有指导意义的。分体承压式太阳能热水器对水箱的要求非常高。首先，全国各地自来水的水质不尽相同，有些地区已经成了热水器的雷区。其次，在极端情况下，承压太阳能热水器极限水温会超过120℃，压力可能超过10kg。资料显示，在10kg压力下75℃的热水对钢板的腐蚀速度是常压下室温自来水对钢板腐蚀速度的20倍。大多数太阳能热水器厂家都采用不锈钢内胆。对于普通非承压的太阳能热水器而言，如果选用最好的（当然也是最贵的）板材，不锈钢的水箱的确可以使用相当长的时间。但是对于承压式的太阳能热水器而言，不锈钢水箱却很难适应苛刻的使用环境。这种内胆已经让很多推广承压式太阳能热水器厂家和经销商吃尽了苦头。痛定思痛，很多太阳能热水器的生产厂家，在研发承压热水器时已经将搪瓷水箱作为其标准配置。最近，也有一些热水器制造商采用复合材料来处理内胆。涂层的老化问题是防腐是否成功的关键。复合材料通常是一种高分子有机材料，其在常温下能表现出各种非常优异的性能，但是，其在高温环境下的表现往往不尽如人意，其广泛应用还需要技术的改进和市场的验证。
        太阳能热水器厂家投入搪瓷水箱生产线，目前尚有两大障碍：一、资金投入回报问题。北京有一家太阳能热水器厂家曾经投入巨资引进搪瓷水箱生产线，几年后，仍未能收回投资。二、搪瓷技术问题。国内厂家引入的搪瓷水箱技术，往往只是引入了设备，其搪瓷的关键技术，如瓷釉的配方等，还被相关公司垄断。因此搪瓷水箱生产成本居高不下。众多的电热水器厂家几乎都有自己的搪瓷水箱生产线，这些厂家完全可以成为太阳能热水器厂家的水箱生产基地。目前，承压太阳能系统中配置的水箱有两个系。在南方没有防冻要求的时候，太阳能系统中配置的水箱往往可以在电热水器的基础上，简单增加与太阳能的循环口就可以了。这里，太阳能是否能被充分利用，热水是否足够，要求产品设计师对系统的设计、匹配、验证、以及对安装调试的严格把关。水箱本身的好坏，则要看水箱制造厂家的技术积累和工艺水平。在承压系统里，用的更多的还是盘管水箱。应该说盘管水箱能有效地简化太阳能热水系统。这就提高了太阳能热水系统的可靠性，拓宽了太阳能热利用的可能性。在北方，用防冻液避免了夜间低温对系统的损害；在阴雨地区，辅助电热或其他热源，保证系统可以全天候提供热水。通过盘管水箱，太阳能系统也能在提供热水的同时用做采暖。盘管水箱的利用，带来的不仅仅是产品的更新换代，更是太阳能热利用观念上的变更。目前盘管水箱的技术也有很多种。其中，搪瓷内胆加搪瓷盘管是国际流行的做法，也是多年来被验证的确实有效的一项技术。铜盘管因其成本和技术上的难点，正逐渐被取代。预计，不久的将来，钢盘管水箱会成为太阳能热水器的一个标准配置。