淺談分體太陽(yáng)能導(dǎo)熱液知識(shí)
發(fā)布時(shí)間：2023-12-18 點(diǎn)擊量：320
一、導(dǎo)熱液的作用
導(dǎo)熱作用：集熱器利用太陽(yáng)熱能升高導(dǎo)熱液溫度，與水箱中水產(chǎn)生溫差，通過(guò)循環(huán)，不斷發(fā)生熱交換，從而達(dá)到升高水溫目的。
防腐作用：導(dǎo)熱系統(tǒng)中集熱器、循環(huán)管路、水泵和水箱等部件是由鋼、鑄鐵、黃銅、紫銅、鋁和不銹鋼組成，由于不同金屬電極電位不同，在電解質(zhì)作用下易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，同時(shí)導(dǎo)熱液中醇類物質(zhì)分解后形成的酸性產(chǎn)物，也促進(jìn)導(dǎo)熱系統(tǒng)腐蝕。致使循環(huán)不暢、堵塞管道，水溫升溫慢或不升溫現(xiàn)象。若腐蝕穿孔，導(dǎo)熱液滲入水箱，會(huì)給使用者帶來(lái)健康隱患。因而導(dǎo)熱液中需加入一定量的防腐蝕添加劑，防止導(dǎo)熱系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕。
防垢作用：導(dǎo)熱液系統(tǒng)中的水垢來(lái)源于水中鈣鎂等陽(yáng)離子，這些堿土金屬陽(yáng)離子在熱負(fù)荷條件下，容易與水中陰離子發(fā)生反應(yīng)生成水垢。水垢能磨損水泵密封件，降低循環(huán)速度，并覆蓋在循環(huán)管道內(nèi)壁使金屬絕熱而降低導(dǎo)熱率。因此，導(dǎo)熱液中一定要使用經(jīng)過(guò)軟化的去離子水或蒸餾水，防止水垢生成。
防凍作用：水具有良好的導(dǎo)熱性，同時(shí)水的比熱容大，具有很好的吸熱性能，是導(dǎo)熱液最理想的組分選擇。但水的冰點(diǎn)高，在0℃以下就開(kāi)始結(jié)冰并且體積膨脹，在北方及其他冬天處在0℃以下地區(qū)，就無(wú)法使用。因此，在導(dǎo)熱液中加入一些能夠降低水冰點(diǎn)的物質(zhì)作為防凍劑，保持在冬天時(shí)導(dǎo)熱系統(tǒng)不凍結(jié)，能持續(xù)使用。
二、導(dǎo)熱液的組成成分
1. 水
水是導(dǎo)熱液中重要組成部分，不僅因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)熱性能，而且二元醇防凍劑只有和水配成一定濃度的水溶液時(shí)才能充分發(fā)揮其防凍作用，并具有良好流動(dòng)性。我們?nèi)粘Ｊ褂玫淖詠?lái)水、河水、泉水和井水中含有大量溶解性物質(zhì)，如鈣、鎂、鉀、鈉和鐵等金屬離子，還含有很多陰離子如硫酸根、磷酸根、硅酸根、碳酸根和氯離子等，加熱條件下，這些陰陽(yáng)離子會(huì)生成水垢，堵塞管道，降低導(dǎo)熱效率，影響導(dǎo)熱液質(zhì)量，且氯離子和硫酸根離子達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)嚴(yán)重加劇導(dǎo)熱系統(tǒng)的腐蝕。因此水質(zhì)非常重要，在生產(chǎn)導(dǎo)熱液時(shí)必須使用軟化去離子水或者蒸餾水。
水的比熱容較大且熱傳導(dǎo)快，因此水本身就是最好的導(dǎo)熱介質(zhì)。其實(shí)，在南方長(zhǎng)年無(wú)霜凍地區(qū)，純凈水加上防腐劑是最理想的導(dǎo)熱介質(zhì)，既經(jīng)濟(jì)又保證質(zhì)量。
2. 防凍劑
防凍劑是指與水混合后能降低冰點(diǎn)的物質(zhì)，通常包括一元醇、二元醇和三元醇。
一元醇包括甲醇和乙醇。甲醇和乙醇降低冰點(diǎn)的效果最好，但沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，同時(shí)閃點(diǎn)低，易燃，帶來(lái)很多不安全因素，甲醇毒性大，對(duì)生產(chǎn)和使用者的身心健康有一定危害，所以不論是汽車防凍液和工業(yè)設(shè)備導(dǎo)熱液都禁止使用。
二元醇包括乙二醇和丙二醇。乙二醇具有優(yōu)異的降低冰點(diǎn)效果，同時(shí)具有沸點(diǎn)高、黏度適中、毒性低的特點(diǎn)，在汽車防凍液中使用時(shí)又和人體接觸不緊密而得到廣泛應(yīng)用。但是，用在與人體接觸密切的太陽(yáng)能產(chǎn)品中，一旦循環(huán)管路發(fā)生泄漏，就會(huì)產(chǎn)生健康隱患。乙二醇本身屬低毒物質(zhì)，但其代謝產(chǎn)物毒性較高，如乙醛酸、草酸和乳酸。對(duì)人體腎臟和大腦損傷很大，沉積過(guò)量會(huì)危及生命。所以我們建議在分體太陽(yáng)能導(dǎo)熱液中應(yīng)禁止使用乙二醇作為防凍劑，防止可能性隱患發(fā)生。丙二醇也具有非常優(yōu)異的防凍性能，與水具有很好的相容性，沸點(diǎn)高、黏度適中且無(wú)毒，對(duì)人體和環(huán)境影響較小，應(yīng)作為分體太陽(yáng)能換熱介質(zhì)的首選材料。丙二醇自身沸點(diǎn)190℃、冰點(diǎn)負(fù)60℃，用它還可以做高沸點(diǎn)導(dǎo)熱液，所以導(dǎo)熱液雖重要，但它不是萬(wàn)能的，我們不要盲目相信一些防凍液公司夸大其詞，吹噓導(dǎo)熱液的神奇功效，它只是個(gè)換熱介質(zhì)而已。
丙三醇與水混合后也有很好防凍性能，高沸點(diǎn)，無(wú)毒，成本比丙二醇低，也可以作為導(dǎo)熱液的防凍劑。但其運(yùn)動(dòng)粘度和抗氧化性要比丙二醇差。
防凍劑的成本決定著導(dǎo)熱液的成本，冰點(diǎn)越低，防凍劑的添加劑量就越多，成本就越高，所以不同冰點(diǎn)、不同防凍劑的導(dǎo)熱液價(jià)格也不同。
在這里，簡(jiǎn)單介紹一下冰點(diǎn)、傾點(diǎn)和凝點(diǎn)的區(qū)別。以-25℃導(dǎo)熱液為例，把它放入冷域中持續(xù)降溫，當(dāng)液體中出現(xiàn)第一例冰棱時(shí)的溫度（-25℃），叫導(dǎo)熱液的冰點(diǎn)，此時(shí)導(dǎo)熱液是冰水混合物，具有流動(dòng)性，再持續(xù)降溫，當(dāng)液體不具有流動(dòng)性但液面可以傾斜時(shí)的溫度（-29℃）點(diǎn)，叫傾點(diǎn)，再繼續(xù)降溫，至液體完全凝固時(shí)的溫度（-34℃），叫凝點(diǎn)。我為什么要講這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)在市場(chǎng)有一些防凍液公司把自己的導(dǎo)熱液產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)注成凝點(diǎn)，與標(biāo)注冰點(diǎn)的規(guī)格產(chǎn)品比較價(jià)格，蒙騙太陽(yáng)能企業(yè)。海南太陽(yáng)能， 海南太陽(yáng)能施工， 海南太陽(yáng)能方案設(shè)計(jì)， 海南熱泵工程， 海南中央熱水器， 海南新能源， 海南太陽(yáng)能維修， 海南凈水器， 海南綠色建筑
實(shí)際上標(biāo)注凝點(diǎn)-35℃的導(dǎo)熱液，冰點(diǎn)只有-25℃，在嚴(yán)寒地區(qū)是要出大問(wèn)題的。
以丙二醇作為防凍劑的導(dǎo)熱液價(jià)格比丙三醇型要高很多。一些缺乏誠(chéng)信的防凍液生產(chǎn)商以丙三醇型冒充丙二醇型，牟取暴利，所以太陽(yáng)能廠商應(yīng)有必要的進(jìn)廠檢測(cè)。
在導(dǎo)熱液中，如果含有兩種以上防凍劑，叫做多元醇或混醇。其實(shí)，導(dǎo)熱液中只含有一種防凍劑時(shí)質(zhì)量最穩(wěn)定，也容易檢測(cè)，相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中的物理特性指標(biāo)只針對(duì)單一一種醇類。多元醇無(wú)論對(duì)導(dǎo)熱液或防凍液來(lái)說(shuō)，都是偽命題，目的只有一個(gè)，隱瞞成本，以次充好，牟取暴利。
3. 添加劑
添加劑主要由緩蝕劑、緩沖劑、防垢劑、消泡劑和著色劑組成。添加劑也是導(dǎo)熱液的核心技術(shù)，去掉添加劑，導(dǎo)熱液也就沒(méi)什么技術(shù)可言了。導(dǎo)熱系統(tǒng)的管路及水泵主要由金屬零件組成，主要金屬有：鑄鋁、鋼、鑄鐵、紫銅、黃銅和不銹鋼等。同種金屬內(nèi)部、不同金屬之間的接觸電位不同，在導(dǎo)熱液組成的電解液中會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。同時(shí)醇類在高溫?zé)嶝?fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件下會(huì)氧化，金屬元件也會(huì)促進(jìn)醇類氧化生成甲酸，這種混合溶液更會(huì)加劇腐蝕。試驗(yàn)表明，如不加添加劑，醇水混合溶液腐蝕速度比只使用水時(shí)還要快。因此，導(dǎo)熱液中一定要加入一定劑量的添加劑，工作液中一般不超過(guò)3%。
綜上所述，太陽(yáng)能導(dǎo)熱液應(yīng)選用丙二醇或丙三醇作為防凍基液，配以有機(jī)羧酸添加劑，才能最大限度滿足優(yōu)質(zhì)、無(wú)毒、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，更好地服務(wù)于太陽(yáng)能行業(yè)。
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