家用空气能热水器慎用不锈钢盘管

家用空气能热水器发展之初基本都是采用内置铜盘管于水箱中冷凝放热，这是因为紫铜管具有优异的传热性能及易加工的特性，紫铜管长期以来被广泛的应用于制冷空调设备中。然而在热泵热水器中，经过几年的应用，铜盘管内漏造成整机报废的事例屡见不鲜。于是部分热泵生产厂家把目光投向了不锈钢盘管。目前甚至有不锈钢盘管成为内置盘管主流之势，对此我持不同意见。本文探讨不锈钢应用于热泵是否合适，在此抛砖引玉，不妥之处请大家指正。

内置铜盘管的确存在腐蚀现象，特别是在水质比较差的地区，腐蚀现象可能非严重。比如内置盘管的产品在河南伊川几乎百分之百出现盘管穿孔导致整机报废。但水质好的地区水箱应用几年解剖水箱发现铜管表面也没有铜绿生成，而铜管穿孔的水箱解剖开常常是整个盘管布满铜绿。那么不锈钢盘管是否就可靠呢？

我们先看看关于金属材料抗腐蚀性能的一种说法：碳钢碱脆、不锈钢氯脆、铜氨脆。

关于碳钢本文没有讨论的必要。关于铜氨脆，学制冷空调专业的人都有一个常识，在氨系统中是禁止使用铜的，因为铜遇到氨腐蚀严重。

那么不锈钢氯脆有道理吗？通常说304、316L锈钢抗腐蚀性良好，是因为不锈钢表面有一层氧化铬薄膜，但氯离子却能穿透这层薄膜置换出其中的氧原子形成可溶性氯化物。查阅资料得知，一般情况下，304耐受氯离子浓度为200mg/L，316L可耐800mg/L左右。《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006规定消毒剂游离氯含量出厂限制为4mg/L。其实这个游离氯是和氯离子不同的，其不是腐蚀的主因。《生活饮用水卫生标准》氯化物限值250mg/L才是氯离子的主要来源，这些氯化物会分解出多少氯离子不得而知，有资料说氯离子浓度为5～50mg/L。总之单独氯离子应该不会超出200mg/L。所以，我们看见不锈钢锅用很多年也不见腐蚀。具体到我们热泵产品中就不同了，家用热泵热水器水箱是承压的。上面谈到的腐蚀是点蚀，压力容器中更可怕的是应力腐蚀。所以不锈钢压力容器规定试压用水的氯离子含量上限是25mg/L。应力腐蚀与氯离子浓度关系不是很大，即使微量的氯离子，也会产生应力腐蚀。如果氯离子浓度再高些，点蚀同时会起到严重的腐蚀作用。我们热泵水箱中的盘管加工过程中不可避免产生应力，如果有轻微划伤，应力集中现象会更加严重。我不了解各厂家应用不锈钢盘管加工成型后有没有退火消除应力的工序，即使有这道工序也不能解决问题。因为盘管作为冷凝器其中是高温高压的制冷剂，这个高压产生的力是没法消除的。况且盘管还处于较高的温度，有资料表明，温度每升高10℃，腐蚀的速度增加约1-3倍。不锈钢氯脆是有科学根据的，氯离子是奥氏体不锈钢304、316L的天敌。所以，我认为使用不锈钢管作为热泵水箱换热盘管是要慎重考虑的。

我们热泵从业人员都不是从事腐蚀机理基础研究工作的，但有道是国内不懂的事情问百度，在百度输入关键词“不锈钢腐蚀氯离子”可以得到很多信息。既然氯离子能穿透那层氧化膜，按我所想，不锈钢的基材还是铁元素。而铁在元素周期表中其活性是位于铜之前的。所以说如果坚持内置盘管路线，假如觉得使用耐腐蚀没有争议的钛管成本太高，我建议还是使用铜管。只要铜管能到达1mm厚度，没有其它工艺上的缺陷，水质不是太差的，其腐蚀穿孔内漏的比例肯定要低于不锈钢盘管。曾有以前一同事的国外客户找他们采购一种冷水机，水中的盘管说是铜管，但表面是黑色的。他发了一张黑的盘管图片给我问是怎么回事？以我的判断，那应该是电泳处理过的。我曾有冰箱两器企业的从业经历，冰箱上的丝管冷凝器和丝管蒸发器都是电泳处理过的，盐雾试验结果表明，阴极电泳要比阳极电泳耐腐蚀性能好些。坚持走内置路线的厂家不妨考虑一下阴极电泳。

也许有人会提出这样一种看法，既然我说不锈钢盘管要慎重用，那大家不都是在用不锈钢内胆吗？其实我们各个使用不锈钢内胆的厂家都应该遇到过内胆漏水的问题。我公司现在使用的是外置技术，铜管腐蚀穿孔的问题解决了，但内胆漏水的问题偶尔也还是有的。不是有很多厂家为了解决内胆腐蚀问题在水箱中加入活性更高的镁棒吗？电热水器内胆从最初的镀锌板到不锈钢板，再到如今的搪瓷内胆的发展之路或许给我们启示，热泵热水器也要走这条路。热泵厂家生产搪瓷内胆水箱受自身销量、技术及资金各方面因素制约，可以由社会分工解决这个问题，把水箱交给专业水箱厂家生产，我们热泵厂家专心做好主机。由于氯离子对304不锈钢腐蚀的客观存在，我们有理由相信304内胆水箱只是现在热泵发展的一个阶段，最终会被搪瓷内胆水箱代替。至于不锈钢盘管，建议各应用厂家重新审视这个问题。或许你们会说：“我们用了很久没发现什么问题。”暂时没发现问题或许是更加可怕的，因为等发现问题那一天，投向市场的产品已经很多，其造成的损失将会更大。

关于业界有些人担心的外置盘管管路长可能回油差完全没必要，因为冷凝器中润滑油与制冷剂完全互溶，退一步说即使有积油现象，此时由于单根管路冷媒流速必然高，冷媒的携油性能更加好。所以回油问题是不用担心的。还有人担心由于不锈钢和铜膨胀系数不一样，长期使用冷热交替可能使内胆与外盘之间产生缝隙导致换热效果变差。当然，有外盘厂家宣传使用外盘传热效果更加好完全是无稽之谈，根本是违背传热学常识的。使用外盘由于热阻的增大，必然要求我们采用更长的铜管来增加换热面积，管路太长冷媒压降太大对效率的影响是我们系统匹配应该重视并解决的问题。另外导热胶是否会老化的也是我们外置盘管厂家需要关注的问题。

综合内置盘管内漏，外置盘管需要使用不锈钢内胆难以避免内胆漏，我个人认为，如能很好解决混水、换热器结垢的问题，循环式主机加搪瓷内胆水箱应该是未来家用热泵的主流。

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