太陽能承壓系統(tǒng)成為中高層建筑、別墅等主流趨勢，太陽能搪瓷儲熱水箱產品發(fā)揮著換熱、儲熱、輔熱等核心作用，其性能等直接影響系統(tǒng)的使用效果。本文主要分析太陽能搪瓷儲熱水箱耐脈沖壓力、儲熱性能、搪瓷耐熱水侵蝕、熱水輸出率、熱交換效率等核心關鍵指標，以及太陽能搪瓷儲熱水箱生產過程中的前處理工藝、焊接工藝、盤管內外涂塘工藝、整體涂塘工藝等關鍵工藝提升方向。

　　在國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進與強制性太陽能安裝政策推動下，太陽能承壓系統(tǒng)已經普遍在中高層建筑、別墅等領域應用，太陽能搪瓷儲熱水箱產品發(fā)揮著換熱、儲熱、輔熱等核心作用，其性能等直接影響系統(tǒng)的使用效果。但是由于標準的不完善以及執(zhí)行標準不嚴格，已經安裝到項目中的很多儲熱水箱出現(xiàn)諸多問題，嚴重阻礙太陽能搪瓷儲熱水箱行業(yè)乃至整個太陽能熱利用行業(yè)的發(fā)展。本文重點針對太陽能搪瓷儲熱水箱幾個關鍵性能指標以及生產過程關鍵工藝提升方向提出分析。

　　1太陽能搪瓷儲熱水箱關鍵性能指標提升分析

　　1.1耐脈沖壓力性能指標

　　耐脈沖實驗是影響儲水箱使用壽命的核心指標。國家標準GB/T28746-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術條件》第7.8條規(guī)定:封閉式儲水箱在經過8萬次脈沖壓力試驗后，儲水箱焊縫應無滲漏，應無明顯變形和開裂。國家標準GB/T28745-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱試驗方法》第5.9.2條規(guī)定：按照額定工作壓力的15%到100%±5%之間的數(shù)值交替、循環(huán)次數(shù)8萬次。國內額定工作壓力正常為0.7MPa。

　　以上標準參考了國家電熱水器水箱的標準要求。電熱水器使用溫度可控，基本不會超過65℃。而太陽能儲熱水箱受氣溫、安裝地區(qū)、系統(tǒng)配置影響，水溫升降幅度較大。尤其是水溫超過65℃后，增強了氯離子活性，內膽將會加速腐蝕。溫度的變化也對內膽膨脹穩(wěn)定性提出了更高的要求。太陽能搪瓷儲熱水箱目標的國內標準偏低。由澳大利亞標準委員會和新西蘭標準委員會聯(lián)合頒發(fā)的澳洲標準AS/NZS4692.1:2005《電熱水器能量消耗、性能與通用要求》中規(guī)定：按照額定工作壓力的15%±5%到100%±5%，脈沖次數(shù)為25~60/min、總的壓力脈沖次數(shù)為25萬次。

　　國內企業(yè)宣傳時屢次刷新脈沖試驗次數(shù)，從8萬次到10萬次、16萬次、25萬次乃至30萬次，值得注意的是，僅從次數(shù)無法判斷性能優(yōu)劣，應該建立在統(tǒng)一的測試壓力標準上。要保障產品質量過硬、壽命有保障，國內水箱企業(yè)要在國內標準基礎上向國際標準看齊靠攏。具體可分兩步走，dy步：額定工作壓力低于0.8MPa，按照0.8MPa的15%±5%-100%±5%進行壓力試驗，不低于8萬次;額定工作壓力超過0.8MPa，按照額定工作壓力的15%±5%-100%±5%進行壓力試驗，不低于8萬次。第二步:著手提高標準到澳洲標準“0.9MPa，25萬次”遞進。

　　1.2儲熱性能指標

　　儲水箱的平均熱損因數(shù)決定著儲水箱儲熱性能。在國家標準GB/T28746-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術要求》第7.2條儲熱性能中規(guī)定：儲水箱平均熱損因數(shù)應小于16W/(m3·K)。該熱損因數(shù)適用于中國中部、南部地區(qū)，考慮到北部地區(qū)冬季溫度較低，該平均熱損因數(shù)偏低。將平均熱損因數(shù)調整為儲水箱平均熱損因數(shù)應小于14W/(m3·K)，作為水箱行業(yè)整體提升方向。

　　1.3耐熱水侵蝕性指標

　　我國QB/T2590《貯水式熱水器搪瓷制件》中第3.3理化性能中規(guī)定耐熱水侵蝕性要求失重≤6g/m2，測試方法是2個階段，每個階段21天，測試流失量。澳洲標準AS/NZS4692.1:

　　2005《電熱水器能量消耗、性能與通用要求》第5.4.5.1條款襯料的可溶性中規(guī)定：X級釉瓷損失不得超過0.03mg/mm2;Y級釉瓷損失不得超過0.015mg/mm2。測試方式是24個小時為一個循環(huán)，測試6個循環(huán)，測試流失量。結合測試方法的不同，通過分析可以得出中國標準要求是澳大利亞的1/2左右。

　　經過測試，光芒陽臺壁掛夾套水箱企業(yè)標準為“失重≤4g/m2”，實測平均值在“失重≤3.2g/m2”。建議行業(yè)水箱企業(yè)搪瓷水箱耐熱水侵蝕性應“失重≤5g/m2”乃至澳洲標準作為提升方向。

　　1.4熱水輸出率性能指標

　　在國家標準GB/T28746-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術要求》中第7.10條要求：“立式封閉式儲水箱的熱水輸出率不低于60%”。光芒通過產品實際檢測，按照標準要求生產的產品，熱水輸出率普遍超過80%，乃至達到87%?？紤]到用戶的實際使用舒適性，水箱企業(yè)在生產水箱時應優(yōu)化結構，將立式水箱熱水輸出率不低于75%乃至更高作為提升方向。

　　在國家標準GB/T28746-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術要求》中第7.10條要求：“臥式封閉式儲水箱的熱水輸出率不低于50%”。光芒通過產品實際檢測，按照標準要求生產的產品，熱水輸出率普遍超過70%，乃至達到78%?？紤]到用戶的實際使用舒適性，水箱企業(yè)在生產水箱時應優(yōu)化結構，將臥式水箱熱水輸出率不低于65%或更高作為提升方向。

　　1.5熱交換效率性能指標

　　熱交換效率影響儲水箱與集熱系統(tǒng)匹配后的交換量，影響用戶使用效果。國家標準GB/T28746-2012《家用太陽能熱水系統(tǒng)儲水箱技術要求》中沒有規(guī)定熱交換效率指標。該指標直接影響著系統(tǒng)使用效果，也影響著熱交換器成本。經不完全統(tǒng)計，國際標準中沒有完全明確儲水箱的熱交換效率，但是熱交換效率應作為搪瓷水箱的核心因素來考量。由于沒有該要求，部分企業(yè)生產的夾套、盤管等熱交換器面積偏差很大，影響整體性能。為規(guī)范水箱熱交換器與集熱系統(tǒng)有效匹配，防止企業(yè)偷工減料，建議企業(yè)在生產和檢測系統(tǒng)時，應該將熱交換效率不低于85%作為考慮因素。

　　2太陽能搪瓷儲熱水箱制造工藝提升方向

　　太陽能搪瓷水箱制造工藝較多，針對前處理工藝、焊接工藝、盤管換熱器涂塘工藝、盤管與內膽一體涂塘工藝等關鍵工藝的提升方向進行分析。

　　2.1內膽板材前處理工藝

　　部分企業(yè)在前期處理工藝中，對搪瓷專用碳鋼板材采用酸洗工藝，該方式較為落后。劣勢在于：存在表面處理不干凈、影響搪瓷密著性等問題，降低水箱使用壽命，并且污染環(huán)境。部分規(guī)模企業(yè)采用對原材料板材進行拋丸工藝處理，處理之后再進行卷圓和焊接。優(yōu)勢在于：與酸洗工藝相比，一定程度上提高了生產效率、密著性和產品質量。但由于僅對原材料板材拋丸處理，焊縫處處理不夠，會影響焊接區(qū)的搪瓷密著性，存在質量隱患。

　　該工藝的提升方向應為：內膽成型后采用整體噴丸工藝，可以確保水箱內壁尤其是焊縫處得到全面處理。優(yōu)點為減少污染、提高效率、降低隱患，增加了搪瓷與鋼板的密著性，提高了水箱抗腐蝕性能。目前該工藝在江蘇光芒得到應用推廣。

　　2.2焊接制造工藝

　　目前國內行業(yè)中普遍采用插口式CO2保護焊接工藝。優(yōu)勢為：生產效率高。劣勢為：水箱內壁在搪瓷時，插口處容易產生針孔，焊縫處有錯邊量，對搪瓷與板材的密著性產生影響。該工藝提升有兩個方向：一是借鑒德國、日本等國家制造工藝，采用自熔對接不添絲氬弧焊接工藝。與插口式CO2保護焊接工藝相比，沒有針孔，焊縫無錯邊量，焊縫的抗拉能力強，不添絲確保焊縫處膨脹系數(shù)變化不大。二是采用等離子對接自熔添絲焊接工藝。優(yōu)點為工藝穩(wěn)定、效率高、質量優(yōu)。

　　2.3盤管換熱器雙壁涂塘工藝

　　目前國內外企業(yè)針對搪瓷鋼盤管換熱器均采用盤管外壁涂塘工藝，內壁沒有做處理。水箱在系統(tǒng)運行過程中，由于內壁沒有搪瓷，必須要求采用封閉式系統(tǒng)，換熱介質要求具有防腐性，否則存在被腐蝕的隱患。針對該問題應該研究搪瓷鋼盤管內外雙壁搪瓷工藝。優(yōu)勢為：提高盤管抗腐性能，提高水箱及系統(tǒng)使用壽命。劣勢為：工藝難度要求高，產品成本增加。

　　2.4盤管與內膽一體涂塘工藝

　　目前美國及國內諸多企業(yè)基本采用內膽和盤管分開搪瓷，然后再進行焊接組裝。優(yōu)勢為：操作簡便，效率高。劣勢為：焊縫處理不當會產生腐蝕隱患。這種技術多應用在電熱水器領域，尤其是大容量電熱水器領域。由于溫度可控不超過65℃，且落地式安裝，水箱底部封頭板材較厚，一定程度上緩解了腐蝕隱患。如果應用在太陽能系統(tǒng)中，這種工藝存在焊縫處被腐蝕的隱患。需要行業(yè)提升的方向是研究盤管與內膽焊接完畢后一體涂塘，涉及到的因素很多，可以作為課題研究。

　　3結語

　　要提升太陽能搪瓷儲熱水箱質量水平，涉及到行業(yè)標準、國家標準、企業(yè)執(zhí)行標準、生產工藝、工裝設備、專業(yè)技能人才、行業(yè)監(jiān)測與監(jiān)管等多方面的因素。期待在行業(yè)共同努力下，推進國內儲熱水箱產品標準不斷提升、產品質量不斷提高，推進我國太陽能搪瓷儲熱水箱與國際接軌，提升我國太陽能儲熱水箱產業(yè)綜合競爭實力。