[发明专利]太阳能热水器用换热工质

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热工质，具体是一种应用于太阳能热水器的长寿命换热工质。

背景技术

当前我国正处于城市化高速发展时期，具有高容积率、高绿地率等特点的高层住宅将是大中城市今后主要的住宅类型。在居住建筑中，生活热水制取时的能量耗费是除采暖、空调外的第二大负荷，采用太阳能作为热源供应生活热水是一项有效的节能技术。壁挂太阳能热水器以其安装管路短、易实现与建筑一体化等诸多优势而成为高层住宅的首选。

具有长寿命、高效传热性能的换热工质是提高太阳能热水器利用率的关键。目前，我国各太阳能热水器生产企业所用传热工质基本都是在汽车发动机用防冻液基础上稍加改造而成。但与汽车发动机用的防冻液相比，太阳能热水器的使用环境有很大不同，对传热工质的技术指标要求也必然不同，如对人体无害性的要求更为严格、需要有更长的使用寿命、满足长时间在较高温度下工作等。为了满足上述太阳能热水器对换热工质的独特要求，选择合适的金属缓蚀剂体系成为关键，不同复配体系也成为各个换热工质生产厂家的技术秘密所在。

防冻液组成物（CN 1037356A）公开了一种内燃发动机冷却水箱用防冻冷却液组成物制造技术，以苯甲酸、对-特丁基苯甲酸、正己酸、月桂酸、癸二酸、邻苯二甲酸、酒石酸等小分子有机酸作为主金属缓蚀剂，采用无机盐作为辅助金属缓蚀剂，如硼砂、硝酸钠、磷酸二氢钠等。

一种发动机防冻液（CN 101691484A）公开了一种发动机用防冻液的组成，在无机型和全有机型发动机防冻液的基础上，采用有机酸和无机盐的复配作为防冻液的金属缓蚀剂，有机酸为癸二酸和异辛酸，无机盐为钼酸钠。

无磷多效防冻液（CN 101892035A）公开了一种汽车发动机用无磷防冻液，同样采取有机酸与无机盐复配的方式作为金属缓蚀剂，无机盐是钼酸盐与硝酸钠，以癸二酸作为有机酸金属缓蚀剂，共同对金属提供保护。

一种稳定性好的汽车防冻液（CN 103160255A）公开了一种汽车发动机用防冻液，以钼酸盐、硝酸钠与癸二酸作为金属缓蚀剂，对汽车发动机提供持久的金属缓蚀保护。

上述专利均是针对汽车发动机换热要求开发的换热工质，均采用了小分子有机酸和无机盐的复配体系作为换热工质的金属缓蚀剂。但是小分子有机酸在高温下容易挥发、发生氧化等现象，造成金属缓蚀剂的损失，增加了换热工质对金属的腐蚀，降低了工质使用寿命，难以满足太阳能热水器对换热工质长寿命的要求。

高聚物复合的防冻液（CN 101831279A）公开了一种高聚物复合的防冻液，采用聚丙烯酸、聚磺化苯乙烯与钼酸钠的复合作为缓蚀体系，防冻液表现出良好的金属缓蚀性。但是聚丙烯酸每个单体链段中只含有一个羧酸基团，聚磺化苯乙烯为聚苯乙烯的磺化产物，受到磺化效率的制约，分子中含有的磺酸基团不多，因此聚丙烯酸与聚磺化苯乙烯的复配效果一般。

一种汽车发动机防冻液（CN 102093852 A）和“一种1，2-丙二醇防冻冷却液”（CN 102732232 A）公开了一种汽车发动机防冻液，由于汽车发动机主要为铝材质，因此他们采用水解聚马来酸酐、苯并三氮唑、葵二酸、己二酸、锡酸钠复配体系作为缓蚀剂，其中葵二酸、己二酸、锡酸钠对金属铝有很好的缓蚀效果，但是太阳能热水器主要为不锈钢、铜材质，不含铝材质，因此上述缓蚀体系对太阳能热水器没有保护作用；在该缓蚀体系中，水解聚马来酸酐与其它缓蚀剂缺乏协同效应，主要作为水垢阻止剂使用。

一种绿色海藻酸钠碳钢中性介质用的缓蚀剂（CN 102140641 A）公开了一种在中性介质中碳钢用的海藻酸钠缓蚀剂，这种缓蚀剂是一种环境友好的缓蚀剂，但是单独使用时难以在被保护金属表面形成致密的保护膜，只适合在中性环境中使用，太阳能热水器用的换热介质pH值在8~10之间，在如此高的碱性环境中对热水器金属材质的保护性能有限。

现有换热工质多采用无机盐与小分子有机酸复配体系或者聚合物有机酸作为金属缓蚀剂，对汽车发动机用的铝镁合金具有较好保护作用。太阳能热水器由不锈钢、铜等金属材质构成，现有的对铝镁合金金属的缓蚀剂难以有效保护太阳能热水器，而且与汽车发动机相比，太阳能热水器的常年工作在高温下，要求换热工质的工作寿命远大于汽车防冻液的标准，小分子有机酸在高温下容易挥发、易被氧化而造成金属缓蚀效果下降的缺陷，羧酸含量低的聚合物有机酸金属缓蚀效果有限，水解聚马来酸酐单独使用时主要用作水垢阻止剂，海藻酸对中性环境下的碳钢金属有防护作用，但是在高碱性环境中难以发挥作用，两者单独使用由于缺乏协同效应均难以在高碱性条件下对不锈钢、铜等金属提供长效缓蚀作用。

发明内容