淺談分體太陽能導熱液知識
發布時間：2023-12-18 點擊量：263
一、導熱液的作用
導熱作用：集熱器利用太陽熱能升高導熱液溫度，與水箱中水產生溫差，通過循環，不斷發生熱交換，從而達到升高水溫目的。
防腐作用：導熱系統中集熱器、循環管路、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，在電解質作用下易發生電化學腐蝕，同時導熱液中醇類物質分解后形成的酸性產物，也促進導熱系統腐蝕。致使循環不暢、堵塞管道，水溫升溫慢或不升溫現象。若腐蝕穿孔，導熱液滲入水箱，會給使用者帶來健康隱患。因而導熱液中需加入一定量的防腐蝕添加劑，防止導熱系統產生腐蝕。
防垢作用：導熱液系統中的水垢來源于水中鈣鎂等陽離子，這些堿土金屬陽離子在熱負荷條件下，容易與水中陰離子發生反應生成水垢。水垢能磨損水泵密封件，降低循環速度，并覆蓋在循環管道內壁使金屬絕熱而降低導熱率。因此，導熱液中一定要使用經過軟化的去離子水或蒸餾水，防止水垢生成。
防凍作用：水具有良好的導熱性，同時水的比熱容大，具有很好的吸熱性能，是導熱液最理想的組分選擇。但水的冰點高，在0℃以下就開始結冰并且體積膨脹，在北方及其他冬天處在0℃以下地區，就無法使用。因此，在導熱液中加入一些能夠降低水冰點的物質作為防凍劑，保持在冬天時導熱系統不凍結，能持續使用。
二、導熱液的組成成分
1. 水
水是導熱液中重要組成部分，不僅因為水具有良好的導熱性能，而且二元醇防凍劑只有和水配成一定濃度的水溶液時才能充分發揮其防凍作用，并具有良好流動性。我們日常使用的自來水、河水、泉水和井水中含有大量溶解性物質，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，這些陰陽離子會生成水垢，堵塞管道，降低導熱效率，影響導熱液質量，且氯離子和硫酸根離子達到一定濃度時，會嚴重加劇導熱系統的腐蝕。因此水質非常重要，在生產導熱液時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快，因此水本身就是最好的導熱介質。其實，在南方長年無霜凍地區，純凈水加上防腐劑是最理想的導熱介質，既經濟又保證質量。
2. 防凍劑
防凍劑是指與水混合后能降低冰點的物質，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的效果最好，但沸點低、易揮發，同時閃點低，易燃，帶來很多不安全因素，甲醇毒性大，對生產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設備導熱液都禁止使用。
二元醇包括乙二醇和丙二醇。乙二醇具有優異的降低冰點效果，同時具有沸點高、黏度適中、毒性低的特點，在汽車防凍液中使用時又和人體接觸不緊密而得到廣泛應用。但是，用在與人體接觸密切的太陽能產品中，一旦循環管路發生泄漏，就會產生健康隱患。乙二醇本身屬低毒物質，但其代謝產物毒性較高，如乙醛酸、草酸和乳酸。對人體腎臟和大腦損傷很大，沉積過量會危及生命。所以我們建議在分體太陽能導熱液中應禁止使用乙二醇作為防凍劑，防止可能性隱患發生。丙二醇也具有非常優異的防凍性能，與水具有很好的相容性，沸點高、黏度適中且無毒，對人體和環境影響較小，應作為分體太陽能換熱介質的首選材料。丙二醇自身沸點190℃、冰點負60℃，用它還可以做高沸點導熱液，所以導熱液雖重要，但它不是萬能的，我們不要盲目相信一些防凍液公司夸大其詞，吹噓導熱液的神奇功效，它只是個換熱介質而已。
丙三醇與水混合后也有很好防凍性能，高沸點，無毒，成本比丙二醇低，也可以作為導熱液的防凍劑。但其運動粘度和抗氧化性要比丙二醇差。
防凍劑的成本決定著導熱液的成本，冰點越低，防凍劑的添加劑量就越多，成本就越高，所以不同冰點、不同防凍劑的導熱液價格也不同。
在這里，簡單介紹一下冰點、傾點和凝點的區別。以-25℃導熱液為例，把它放入冷域中持續降溫，當液體中出現第一例冰棱時的溫度（-25℃），叫導熱液的冰點，此時導熱液是冰水混合物，具有流動性，再持續降溫，當液體不具有流動性但液面可以傾斜時的溫度（-29℃）點，叫傾點，再繼續降溫，至液體完全凝固時的溫度（-34℃），叫凝點。我為什么要講這個問題，因為現在市場有一些防凍液公司把自己的導熱液產品規格標注成凝點，與標注冰點的規格產品比較價格，蒙騙太陽能企業。海南太陽能， 海南太陽能施工， 海南太陽能方案設計， 海南熱泵工程， 海南中央熱水器， 海南新能源， 海南太陽能維修， 海南凈水器， 海南綠色建筑
實際上標注凝點-35℃的導熱液，冰點只有-25℃，在嚴寒地區是要出大問題的。
以丙二醇作為防凍劑的導熱液價格比丙三醇型要高很多。一些缺乏誠信的防凍液生產商以丙三醇型冒充丙二醇型，牟取暴利，所以太陽能廠商應有必要的進廠檢測。
在導熱液中，如果含有兩種以上防凍劑，叫做多元醇或混醇。其實，導熱液中只含有一種防凍劑時質量最穩定，也容易檢測，相關檢測標準中的物理特性指標只針對單一一種醇類。多元醇無論對導熱液或防凍液來說，都是偽命題，目的只有一個，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。添加劑也是導熱液的核心技術，去掉添加劑，導熱液也就沒什么技術可言了。導熱系統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。同種金屬內部、不同金屬之間的接觸電位不同，在導熱液組成的電解液中會產生電化學腐蝕。同時醇類在高溫熱負荷運轉條件下會氧化，金屬元件也會促進醇類氧化生成甲酸，這種混合溶液更會加劇腐蝕。試驗表明，如不加添加劑，醇水混合溶液腐蝕速度比只使用水時還要快。因此，導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3%。
綜上所述，太陽能導熱液應選用丙二醇或丙三醇作為防凍基液，配以有機羧酸添加劑，才能最大限度滿足優質、無毒、長壽命等特點，更好地服務于太陽能行業。
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來源：中國太陽能產業資訊網
