在國家倡導建設節約、節能的大環境下,我國太陽能熱水器產業逐步走上快速發展的道路,基本形成了較為完善的產業體系,進入國際市場的態勢日趨明顯。2009年,全國太陽能熱水器銷售總額接近650億元,全國各地太陽能生產廠家5000餘家。特別是,目前已經有20多個省市出台了強制推廣太陽能熱水系統的政策,對城市新建12層以下建築需要配套推廣太陽能熱水系統,並對中高層建築節能指標也有了更高的規定。
太陽能熱利用行業發展趨勢
隨著消費者消費水平的不斷提升,特別是房地產企業對太陽能熱水系統的要求不斷提升,推動太陽能熱利用產業升級成為整個產業的重要課題。就目前產業現狀來看,太陽能產業升級方向主要有以下幾個方面:
在消費者訴求方面,太陽能熱利用產業需要從只追求「吸熱」、「保溫」的效果向「健康熱水」的訴求升級,諸多消費者越來越重視健康生活,對太陽能水質要求越來越高;
在系統運行方式上,太陽能熱水系統需要從「敞口非承壓式」向「承壓式」系統升級,以此來滿足消費者對熱水的壓力要求;
在光電互補技術上,太陽能熱水系統需要從「不含電加熱裝置」向「帶電加熱實現光電互補」等方向發展,以此來解決冬季、陰雨天熱水不足的問題;
在產品部件方面,太陽能熱水系統需要從「不鏽鋼內膽」向「搪瓷內膽」升級,以此來不斷提高太陽能內膽的防腐性能,提高產品壽命和水質;
在生產設備方面,從作坊式「螺絲刀式」設備向精細化、現代化設備升級,數控沖床、雷射焊接等現代設備需要在太陽能行業推廣;
在工程技術方面,需要從「太陽能與建築簡單配套」向「太陽能與建築一體化,實現完美結合」升級,分體承壓式熱水系統、陽台壁掛式太陽能等產品外形容易與建築和諧配套,成為中高層建設首選產品;
在服務方面,太陽能企業需要從「安裝、維修等簡單的被動式服務模式」向「安裝、維修、諮詢、設計、安檢、清洗等主動式服務模式」的升級。
不鏽鋼內膽產品的局限性
「內膽」是太陽能熱水器的心臟,其特性影響著產品整體壽命。由於不鏽鋼內膽技術容易實現,生產設備、研發成本較低,市場上90%以上產品採用的是不鏽鋼內膽。不鏽鋼太陽能在「敞開」、不加電加熱狀態下,使用效果較好,產品壽命也較長,這是太陽能產品能夠快速普及的優勢。但是一旦安裝了電加熱裝置,特別是採用了承壓式運行,不鏽鋼內膽產品存在很大的局限性。
太陽能行業發展早期技術不完善,沒有安裝電加熱裝置,但是隨著科技創新的成熟以及消費者要求的增加,現在太陽能熱水器大部分都安裝了電加熱裝置,承壓式太陽能熱水器也越來越多得到用戶歡迎。這樣,太陽能熱水器相當於具備了電熱水器功能。但是,「電加熱」、「承壓運行」等功能的應用,使不鏽鋼內膽曾在電熱水器領域出現的「易腐蝕」、「水質易變壞」的問題事故在太陽能熱水器上也經常出現,無法從根源上解決。
從電熱水器內膽發展史看太陽能趨勢
電熱水器在國際上已經有近100年的發展歷史。到目前為止,電熱水器內膽也經歷了三代的發展歷程。
第一代內膽:鍍鋅、銅板內膽。
特性:保護層較薄,無防鏽處理,易結垢,壽命短。
普及狀況:基本上已經絕跡。
第二代內膽:不鏽鋼內膽。
特性:材質好、不易生鏽,但最大隱患是「焊縫」。內膽上有兩條環型焊縫和一條直型焊縫,焊縫之間形成交叉接點,該接點處的不鏽鋼原有成分受到嚴重破壞,在長期使用電加熱情況下,易被自來水中的氯離子腐蝕,給水質帶來污染。同時,不銹鋼材質承壓性能較弱,產品壽命較短。
普及狀況:電熱水器領域曾經以海爾為代表,曾有一定的市場規模,但是從06年開始海爾也已淘汰了不鏽鋼內膽,全面使用搪瓷內膽,目前無論是國內還是國際市場上不鏽鋼內膽幾乎絕跡;太陽能熱水器領域裡不鏽鋼內膽以皇明、清華陽光等企業為代表。由於太陽能熱水器正由不鏽鋼內膽普及期向搪瓷內膽提升期過度,因此不鏽鋼內膽的市場份額仍然較大,其在電熱水器領域出現的問題也頻頻出現。
第三代內膽:搪瓷內膽
特性:高新技術產品,在加厚鋼瓶內膽表面進行搪瓷,搪瓷材料多為金屬,配以無縫焊接技術,可以承受較大範圍內的溫度變化,一般為-60~+450℃的溫度變化範圍,可以能夠承受高溫驟變。物理特性上,抗壓、抗張、有彈性、電絕緣、無污染;化學特性上,耐酸、耐鹼、耐高溫、耐水蒸汽,各種離子均不能滲透其表層,可以有效地保證水質不受污染。
普及狀況:電熱水器領域,國際品牌以A.O史密斯金圭內膽、阿里斯頓鈦金內膽為代表,國內品牌以光芒藍金鋼內膽為代表,在國內外市場上都占據絕大部分市場份額。
由此看出,搪瓷內膽在電熱水器領域裡的誕生是一個漫長的過程。從鍍鋅板內膽,到不鏽鋼內膽,從而發展到搪瓷內膽。目前,國內外市場上,電熱水器產品搪瓷內膽成為主流產品。太陽能熱水器起步比電熱水器晚一些,同樣也經歷了這樣的過程,現在開始由不鏽鋼內膽普及期向搪瓷內膽期過渡。
搪瓷內膽是太陽能應用必然趨勢
不鏽鋼材料牌號300多種,SUS304和316L在早期的電熱水器以及現有的普通太陽能熱水器中應用廣泛。但應用在承壓水箱中,不鏽鋼材料不是最佳選擇。不是說不鏽鋼的防腐性能不好,而是內膽製作工藝是目前世界各國都在攻克的難題,尤其是2.0mm 以下的薄板焊接工藝,不鏽鋼薄板在焊接處,由於焊接高溫導致晶狀體長大,使得不鏽鋼中的Cr3+離子流離出來,與自來水Cl–離子和ClO3-離子結合,加上設備有一定的工作壓力(0.2-0.6MPa)和冷熱交替導致膨脹冷縮,從而引起焊縫的機械疲勞,時間不長不鏽鋼內膽就會漏水。
而搪瓷內膽在工藝上與不鏽鋼內膽有著本質不同:搪瓷內膽板材在焊接時是自熔焊接,焊接後經打磨、酸洗、磷化後經900℃燒搪,使得瓷釉與內膽內壁結合一體,並要求瓷釉層的熱膨脹係數與搪瓷板的熱膨脹係數一致。從而從根本上阻隔水中的Cl–離子和ClO3-離子與鋼板直接接觸,使得水箱的使用壽命高達10年以上。