濟(jì)南鼎隆化工科技有限公司 田勝軍
濟(jì)南鼎隆化工科技有限公司 李 剛
眾所周知，在我國(guó)的太陽(yáng)能行業(yè)中真空管式太陽(yáng)能熱水器占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分體式太陽(yáng)能市場(chǎng)份額很小，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前平板式太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)占有率僅有10%左右，這一特點(diǎn)不同于全球太陽(yáng)能市場(chǎng)中平板式太陽(yáng)能熱水器占據(jù)主流的現(xiàn)象，十分具有中國(guó)特色。但近幾年來(lái)這一局勢(shì)正在發(fā)生著深刻變化，平板式太陽(yáng)能得到了快速發(fā)展，而普通的真空管式太陽(yáng)能下滑速度非常之快超乎尋常，綜其原因有以下幾點(diǎn)：一是我國(guó)的地少人多的國(guó)情決定了城鎮(zhèn)化過(guò)程中必須要走高層住宅的道路，既保障了住房這一民生需要，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用地，提高了土地的利用效率，高層住宅的大量興建必然限制了太陽(yáng)能一體機(jī)的使用，只能在平板式（或分體式）太陽(yáng)能這一選項(xiàng)上做出抉擇；二是我國(guó)空氣污染嚴(yán)重，太陽(yáng)能與建筑一體化是節(jié)能減排和改善大氣環(huán)境的一項(xiàng)重要舉措，因平板式太陽(yáng)能具有平面結(jié)構(gòu)、良好的承壓性能、系統(tǒng)穩(wěn)定、安全耐用、易與建筑物美觀性相統(tǒng)一等特點(diǎn)，決定了其將取代一體機(jī)占據(jù)主流的必然趨勢(shì)；三是平板太陽(yáng)能熱水器經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)更趨成熟和完善，熱效率有了大幅度的提高，我國(guó)的平板式太陽(yáng)能熱水器迎來(lái)了長(zhǎng)足發(fā)展的黃金時(shí)期。
在眾多平板太陽(yáng)能生產(chǎn)廠家不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和提高系統(tǒng)換熱效率的過(guò)程中，在諸如保溫、吸熱膜層、金屬材料等方面采取了積極有效的措施以保證產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但很多廠家沒(méi)有關(guān)注導(dǎo)熱介質(zhì)這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)的影響，認(rèn)為導(dǎo)熱介質(zhì)只要滿足防凍這一要求就可以了，因此，在市場(chǎng)上采購(gòu)了汽車防凍液加注到系統(tǒng)中去，或者找到某些汽車防凍液廠家讓其根據(jù)汽車防凍液的配方提供導(dǎo)熱介質(zhì)，更有甚者在化工市場(chǎng)采購(gòu)乙二醇加水稀釋（并不添加任何助劑）后直接作為導(dǎo)熱介質(zhì)，這些做法存在諸多不足或隱患。相信太陽(yáng)能行業(yè)的廣大同仁都了解或者聽說(shuō)過(guò)近三年內(nèi)幾起太陽(yáng)能工程出現(xiàn)水箱銹蝕發(fā)生泄漏的情況（在此不便一一贅述），其中最主要的原因選擇了劣質(zhì)的導(dǎo)熱介質(zhì)（大部分為產(chǎn)品質(zhì)量良莠不分、參差不齊的汽車防凍液），非但沒(méi)有起到緩蝕的效果，反而加速了水箱夾套和銅管的銹蝕，最終釀成了“千里之堤毀于蟻穴”的質(zhì)量事故。本文將從多種視角分析不同類型的導(dǎo)熱介質(zhì)對(duì)平板太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的影響，以期給大家提供有益的參考。
1、抗凍劑的對(duì)比
抗凍劑的選擇直接決定了導(dǎo)熱介質(zhì)的檔次和質(zhì)量，目前，在市場(chǎng)上采購(gòu)到的導(dǎo)熱介質(zhì)大部分為諸多類型的（-25℃）汽車防凍液，在這些防凍液中符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原料以乙二醇為主，不符合標(biāo)準(zhǔn)的防凍液之原料可謂五花八門，這其中可能包含甲醇、甘油或者低分子醇（一種價(jià)格低廉、比重可達(dá)1.35的不明物質(zhì)），報(bào)價(jià)也很低，從3.3元/kg至5.5元/公斤都有，若以甘油為原料還好點(diǎn)，除了有一定缺點(diǎn)外還可以用（可見(jiàn)此前文章《淺析導(dǎo)熱介質(zhì)的性能及優(yōu)劣衡量》），但若用其他兩種物質(zhì)，防凍液質(zhì)量就另當(dāng)別論了。在此我們以-25℃的汽車防凍液為例簡(jiǎn)單的核算一下成本，現(xiàn)在乙二醇的價(jià)格（含運(yùn)費(fèi)到廠價(jià)）約為7900元/噸，乙二醇比例約在43%，包裝成本約在1000元/噸，各種助劑總成本約在800元/噸，其他成本（人工、設(shè)備、廠房等）約在500元/噸，在不加利潤(rùn)的情況下總成本已接近了5700元/噸，那低于這個(gè)價(jià)格的產(chǎn)品原料是否為乙二醇不言而喻了。實(shí)驗(yàn)表明，防凍液中一旦含有甲醇有以下隱患：一是甲醇的存在增大了防凍液的腐蝕性；二是防凍液的沸點(diǎn)只有80-90℃，根本不適于太陽(yáng)能系統(tǒng)使用；三是若傳熱系統(tǒng)為密閉模式，甲醇揮發(fā)后，夾套或者銅管內(nèi)的壓力在高溫下迅速增大，容易使水箱或者銅管變形直至損壞泄漏；四是在系統(tǒng)非密封的情況下，甲醇常溫下就易揮發(fā)，更不用說(shuō)高溫下的揮發(fā)速度，加注到太陽(yáng)能系統(tǒng)中后，隨著甲醇的揮發(fā)，導(dǎo)熱介質(zhì)的冰點(diǎn)也隨之升高，本來(lái)冰點(diǎn)是-25℃，但冰點(diǎn)最終可能上升至零下十幾度，整個(gè)系統(tǒng)凍裂的風(fēng)險(xiǎn)性非常大。至于低分子醇，不知其到底是何物，無(wú)法評(píng)價(jià)防凍液的各種性能及隱患。
太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)應(yīng)該是無(wú)毒或者微毒，常用的原料應(yīng)該是丙二醇或者乙二醇，乙二醇的毒性大于丙二醇，丙二醇屬于安全無(wú)毒原料（LD50＞20000mg/kg），從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，丙二醇型導(dǎo)熱介質(zhì)是無(wú)毒環(huán)保的產(chǎn)品，符合今后的發(fā)展方向，但是現(xiàn)在丙二醇市場(chǎng)價(jià)格處于高位運(yùn)行，成本高影響了產(chǎn)品的推廣。乙二醇型導(dǎo)熱介質(zhì)在不添加劇毒的亞硝酸鈉和鉻酸鹽的前提下，屬于微毒產(chǎn)品，由于價(jià)位適中，產(chǎn)品有一定的市場(chǎng)占有率。
2、冰點(diǎn)的對(duì)比
如將汽車防凍液作為太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)，目前在市場(chǎng)上能夠采購(gòu)到的產(chǎn)品規(guī)格基本為-25℃和-35℃兩種，在針對(duì)不同地區(qū)時(shí)無(wú)法進(jìn)行細(xì)致的劃分。我們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出如下觀點(diǎn)：作為太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)不同于汽車防凍液，汽車是可移動(dòng)物體，其活動(dòng)范圍大，具有不確定性，所以要求汽車中加注的防凍液冰點(diǎn)適用區(qū)域必須遼闊，留出的冰點(diǎn)冗余要大；但是分體式太陽(yáng)能固定好后是不可移動(dòng)的，冰點(diǎn)冗余要根據(jù)太陽(yáng)能熱水器使用的地區(qū)而確定，因此有必要對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)的使用區(qū)域和冰點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分；我們建議進(jìn)行如下劃分（僅供參考，還可以因地制宜進(jìn)行更細(xì)致的劃分）：（1）珠三角地區(qū)使用冰點(diǎn)為-10℃的導(dǎo)熱介質(zhì)；（2）長(zhǎng)江以南區(qū)域使用冰點(diǎn)為-15℃的導(dǎo)熱介質(zhì)；（3）黃河以南區(qū)域使用冰點(diǎn)為-20℃的導(dǎo)熱介質(zhì)；（4）北京以北黃河以南區(qū)域使用冰點(diǎn)為-25℃的導(dǎo)熱介質(zhì)；（5）東三省根據(jù)不同地區(qū)特點(diǎn)確定更低冰點(diǎn)的導(dǎo)熱介質(zhì)。進(jìn)行如此劃分，我們基于如下兩點(diǎn)考慮：（1）冰點(diǎn)越低，導(dǎo)熱介質(zhì)中水的含量越低；反之，水的含量越高。眾所周知，水的含量越高，導(dǎo)熱介質(zhì)的換熱效率越高，因此使用高冰點(diǎn)的導(dǎo)熱介質(zhì)，太陽(yáng)能系統(tǒng)的熱效率更高，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)慘烈的今天，可以使產(chǎn)品在換熱效果方面處于領(lǐng)先地位；（2）同種品質(zhì)的導(dǎo)熱介質(zhì)，冰點(diǎn)越高，其乙二醇或者丙二醇的含量越低，成本越低，因此可以降低采購(gòu)成本，這是所有太陽(yáng)能生產(chǎn)廠家都希望看到和得到的皆大歡喜之結(jié)果。
3、針對(duì)材質(zhì)的對(duì)比
根據(jù)常識(shí)我們知道，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)等部件材質(zhì)為壓鑄鋁合金、鑄鐵、鋼、黃銅、紫銅、焊錫等，其中鑄鋁是系統(tǒng)中的大部分零件的材質(zhì)，鑄鋁件是最易受腐蝕和容易損壞的環(huán)節(jié)，因此，汽車防凍液的緩蝕和pH值設(shè)計(jì)主要針對(duì)鑄鋁，并且還要全面的對(duì)其他金屬腐蝕進(jìn)行預(yù)防。目前，在分體式太陽(yáng)能系統(tǒng)中金屬材質(zhì)為碳鋼、黃銅、紫銅和不銹鋼，因此，太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)的緩蝕和pH值設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)其系統(tǒng)本身使用的金屬材質(zhì)進(jìn)行專業(yè)預(yù)防，而不能以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)的金屬材質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。
鑒于以上情況，可能大家以為汽車防凍液或者基于汽車防凍液配方所做的太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的緩蝕要比太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)更加全面，但事實(shí)并非如此：一是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)和太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)所用金屬材料不同，對(duì)防凍液的緩蝕和pH值（具體差異見(jiàn)隨后內(nèi)容）的要求也不同，選用合適的專用產(chǎn)品才是王道；二是在防凍液中添加各種助劑的總量是有限的，在太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)中添加各種專用助劑就應(yīng)該僅限于系統(tǒng)中的金屬材質(zhì)，而不能加入與系統(tǒng)金屬無(wú)關(guān)的助劑，這樣有利于增大專用助劑的添加量，也就是說(shuō)集中優(yōu)勢(shì)力量解決關(guān)鍵問(wèn)題，使導(dǎo)熱介質(zhì)的緩蝕效率和使用時(shí)限得到更大的提高。
4、緩蝕助劑的對(duì)比
緩蝕助劑是導(dǎo)熱介質(zhì)的重要組分，對(duì)產(chǎn)品的緩蝕性能起著決定性作用。據(jù)前述內(nèi)容，汽車防凍液或基于汽車防凍液配方所做的太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)，其緩蝕助劑選擇上主要針對(duì)鑄鋁和黑色金屬，根據(jù)中華人民共和國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/SH/T 0521-2010《乙二醇型和丙二醇型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液》的要求可知，配方中添加的緩蝕助劑主要是偏硅酸鈉和亞硝酸鈉，這兩種是最便宜和最容易得到無(wú)機(jī)緩蝕劑，偏硅酸鈉雖然是有效的鋁緩蝕劑，但受熱很容易形成絮狀膠體并且沉淀下來(lái)，造成如下后果：（1）防凍液中的緩蝕助劑已形成沉淀析出無(wú)法起到緩蝕作用；（2）太陽(yáng)能系統(tǒng)因?yàn)槲酃父街趭A套或者管道內(nèi)降低了導(dǎo)熱介質(zhì)的流速，降低換熱效率，并增加了銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。亞硝酸鈉是有效的黑色金屬緩蝕劑，劇毒，在汽車防凍液中應(yīng)用沒(méi)有太多限制，但是作為民用的太陽(yáng)能產(chǎn)品，應(yīng)該限制其使用。目前，很多太陽(yáng)能廠家就是用汽車防凍液作為導(dǎo)熱介質(zhì)加注到系統(tǒng)中，結(jié)果就是緩蝕助劑不對(duì)路，出現(xiàn)了前述現(xiàn)象，非但起不到緩蝕效果，更加劇了腐蝕的發(fā)生，太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)很容易發(fā)生腐蝕從而泄漏損壞。對(duì)比圖如下：
左圖一：劣質(zhì)防凍液加熱后出現(xiàn)絮狀膠體懸浮物（偏硅酸鈉膠體）
右圖一：我司產(chǎn)品無(wú)論低溫還是高溫溶液始終澄清透明
太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)應(yīng)該有針對(duì)性的對(duì)系統(tǒng)中的金屬材質(zhì)進(jìn)行專業(yè)緩蝕，因此配方中必須添加如下助劑：紫銅專用緩蝕劑、黃銅專用緩蝕劑、碳鋼專用緩蝕劑和不銹鋼專用緩蝕劑，這些助劑必須做到如下幾點(diǎn)：（1）助劑毒性低毒或者無(wú)毒；（2）助劑與溶液有良好的相溶性，無(wú)論在低溫、常溫或者高溫下，都不得析出；（3）助劑具有高效緩蝕性能，并且具有長(zhǎng)久的緩蝕效果；（4）盡量避免使用穩(wěn)定性差的無(wú)機(jī)緩蝕助劑。另外針對(duì)目前有個(gè)別太陽(yáng)能廠家選用鋁壓鑄集熱板的情況，配方中應(yīng)該添加高效的國(guó)外進(jìn)口有機(jī)鋁專用緩蝕劑，但不能添加穩(wěn)定性差的偏硅酸鈉，以便起到良好的緩蝕效果。
5、毒性的對(duì)比
在討論導(dǎo)熱介質(zhì)的毒性之前，讓我們先了解一下毒性衡量標(biāo)準(zhǔn)以及分級(jí)。通常物質(zhì)的毒性通過(guò)急性毒性來(lái)測(cè)定，以大鼠經(jīng)口LD50值為指標(biāo)判定毒性大小，大鼠經(jīng)口LD50值是指把不同劑量的被試驗(yàn)物質(zhì)經(jīng)口注入大鼠體內(nèi)，在14天內(nèi)足以使占全體數(shù)量50%的個(gè)體在試驗(yàn)條件下致死的劑量稱為L(zhǎng)D50(致死量50%)，一般用每公斤體重所使用的毒物毫克數(shù)表示（即mg/kg）。根據(jù)我國(guó)《工業(yè)化學(xué)品毒性鑒定規(guī)范及實(shí)驗(yàn)方法》并參考美國(guó)科學(xué)院對(duì)毒性物質(zhì)的劃分，可將毒性分級(jí)如下：
劇毒 LD50（大鼠經(jīng)口）≤5mg/kg
高毒 5mg/kg＜LD50（大鼠經(jīng)口）≤50mg/kg
中等毒性 50mg/kg＜LD50（大鼠經(jīng)口）≤500mg/kg
低毒 500mg/kg＜LD50（大鼠經(jīng)口）≤5000mg/kg
微毒 5000mg/kg＜LD50（大鼠經(jīng)口）≤15000mg/kg
無(wú)毒 LD50（大鼠經(jīng)口）＞15000mg/kg
太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)不同于汽車防凍液，與老百姓的日常生活密切相關(guān)，萬(wàn)一發(fā)生泄露時(shí)有與水、飲食和個(gè)人皮膚等混合或接觸的風(fēng)險(xiǎn)存在，因此要求產(chǎn)品必須無(wú)毒或微毒。最常用的防凍劑是乙二醇和丙二醇，乙二醇的毒性是微毒（大鼠經(jīng)口LD50為5900mg-13400mg/kg），丙二醇的毒性是無(wú)毒（大鼠經(jīng)口LD50為20000mg/kg），兩者與水混合制備成導(dǎo)熱介質(zhì)后在不添加有毒的助劑前提下均能達(dá)到微毒或無(wú)毒的要求。但是，用汽車防凍液直接作為太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)或者基于汽車防凍液配方所做的太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)，根據(jù)NB/SH/T 0521-2010《乙二醇型和丙二醇型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液》的要求，配方中加入了大量的劇毒物質(zhì)亞硝酸鈉，有的還加入另一種劇毒物質(zhì)重鉻酸鹽，最終產(chǎn)品的LD50（大鼠經(jīng)口）在10-15mg/kg，屬于高毒物質(zhì)，用在太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)中存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，很顯然是不合適和不應(yīng)該使用的。另外，丙三醇的毒性是無(wú)毒，LD50（大鼠經(jīng)口）為26000mg/kg，其水溶液也是安全無(wú)毒的。
6、密度差異
導(dǎo)熱介質(zhì)或者防凍液的密度雖然不能直接反映產(chǎn)品的各種性能，但是通過(guò)密度我們可以基本判斷出產(chǎn)品的類型及組分，我們通過(guò)表1可了解到常用的抗凍劑的原始密度。
表1 常用的基礎(chǔ)抗凍劑密度對(duì)比表（25℃，g/cm3）
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抗凍劑
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甲醇
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乙醇
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乙二醇
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丙二醇
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丙三醇
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密度
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0.791
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0.789
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1.117
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1.04
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1.263
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根據(jù)2009版《美國(guó)供暖制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)手冊(cè)》提供的技術(shù)參數(shù)并結(jié)合我們的實(shí)踐數(shù)據(jù)，我們總結(jié)出不同類型的導(dǎo)熱介質(zhì)在冰點(diǎn)-10℃到-45℃范圍內(nèi)密度區(qū)間，請(qǐng)參考表2。
表2 不同類型的導(dǎo)熱介質(zhì)密度區(qū)間（冰點(diǎn)：-10℃至-45℃，20℃，g/cm3）
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導(dǎo)熱介質(zhì)
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密度
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乙二醇型
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1.04-1.09
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乙二醇為基礎(chǔ)多元醇型
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1.06-1.13
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丙二醇型
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1.03-1.06
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丙二醇為基礎(chǔ)多元醇型
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1.05-1.10
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丙三醇型
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1.08-1.16
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注：具體冰點(diǎn)下某一類型導(dǎo)熱介質(zhì)密度的詳細(xì)數(shù)據(jù)可向濟(jì)南鼎隆化工科技有限公司的技術(shù)人員咨詢。
根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該能斷定出凡是密度小于1.00g/cm3（20℃）的防凍液或?qū)峤橘|(zhì)，是絕對(duì)的假冒偽劣產(chǎn)品，基本上為甲醇溶液，其作為汽車防凍液不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/SH/T 0521-2010的要求，作為太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)更是不可能和不可接受的。我們從某一著名平板太陽(yáng)能生產(chǎn)廠家拿到其使用的-25℃導(dǎo)熱介質(zhì)，據(jù)說(shuō)是乙二醇型的，經(jīng)檢測(cè)密度與乙二醇型防凍液比較接近，但是沸點(diǎn)只有85℃，并且沸點(diǎn)不固定持續(xù)升高，根據(jù)化學(xué)常識(shí)我們知道，當(dāng)溶液達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)溫度基本保持不變，直至大部分溶液揮發(fā)掉后溫度才會(huì)發(fā)生明顯變化，因此我們判定該產(chǎn)品應(yīng)該為甲醇水溶液和甘油水溶液的混合物或者甲醇水溶液和密度大的多元醇水溶液的混合物（此類產(chǎn)品的危害前文已有交代），足以達(dá)到以假亂真的目的?？梢?jiàn)，我們一定對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行全面的檢測(cè)，不能被一些表面現(xiàn)象所迷惑而斷定是哪一類產(chǎn)品。對(duì)比圖如下：
左圖二：冰點(diǎn)為-25℃的劣質(zhì)防凍液的密度僅有0.957g/cm3（25℃）
右圖二：冰點(diǎn)為-25℃的太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)的密度為1.085 g/cm3（25℃）
7、pH值的對(duì)比
pH值是表示水溶液酸性或堿性程度的數(shù)值，在常溫下（25℃）：（1）中性水溶液，pH=7；（2）酸性水溶液，pH＜7，pH值越小，表示酸性越強(qiáng)；（3）堿性水溶液，pH＞7，pH值越大，表示堿性越強(qiáng)。
從基本的化學(xué)常識(shí)我們知道，鋁是兩性金屬，既容易與酸發(fā)生反應(yīng)，又容易與堿發(fā)生反應(yīng)，在中性環(huán)境中較穩(wěn)定；金屬紫銅、黃銅、碳鋼和不銹鋼易在酸性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致銹蝕，而在中性或弱堿性環(huán)境中穩(wěn)定不易發(fā)生反應(yīng)。因此，在僅添加無(wú)機(jī)鋁緩蝕劑偏硅酸鈉的汽車防凍液，其pH值僅能做到7.0-7.5，以保證不對(duì)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)發(fā)生銹蝕，雖然說(shuō)短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生腐蝕，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行，溶液很容易發(fā)生酸化，pH值轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝?，增加了發(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn)，這是建議廣大車主使用1-2年后就要更換汽車防凍液的主要原因。針對(duì)太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)的特點(diǎn)，導(dǎo)熱介質(zhì)的pH值在8-11為宜；對(duì)于使用鋁壓鑄集熱板的平板式太陽(yáng)能，建議導(dǎo)熱介質(zhì)配方中添加高效的有機(jī)鋁緩蝕劑，這樣也可以做到在堿性環(huán)境中整個(gè)換熱系統(tǒng)不易被銹蝕。
8、沸點(diǎn)的對(duì)比
導(dǎo)熱介質(zhì)沸點(diǎn)的高低直接反映了整個(gè)換熱系統(tǒng)的耐高溫性能，這是保障整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)。在此我們有必要對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)的沸點(diǎn)進(jìn)行一下剖析，決定產(chǎn)品沸點(diǎn)高低的是抗凍劑的沸點(diǎn)和助劑的添加情況，常用抗凍劑的沸點(diǎn)請(qǐng)參閱表3。
表3 常用的基礎(chǔ)抗凍劑沸點(diǎn)對(duì)比表（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，℃）
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抗凍劑
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甲醇
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乙醇
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乙二醇
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丙二醇
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丙三醇
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沸點(diǎn)
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64.5
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78.4
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197.4
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188.2
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290.9
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根據(jù)2009版《美國(guó)供暖制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)手冊(cè)》提供的技術(shù)參數(shù)并結(jié)合我們的實(shí)踐數(shù)據(jù)，我們總結(jié)出不同類型的導(dǎo)熱介質(zhì)在冰點(diǎn)-10℃到-45℃范圍內(nèi)沸點(diǎn)區(qū)間，請(qǐng)參考表4。
表4 不同類型的導(dǎo)熱介質(zhì)沸點(diǎn)區(qū)間（冰點(diǎn)：-10℃至-45℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，℃）
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導(dǎo)熱介質(zhì)
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沸點(diǎn)
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乙二醇型
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104-110
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乙二醇為基礎(chǔ)多元醇型
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105-113
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丙二醇型
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103-108
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丙二醇為基礎(chǔ)多元醇型
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105-112
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丙三醇型
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110以上
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注：具體冰點(diǎn)下某一類型導(dǎo)熱介質(zhì)沸點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)可向濟(jì)南鼎隆化工科技有限公司的技術(shù)人員咨詢。
根據(jù)表3和表4數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該能斷定出凡是沸點(diǎn)低于100℃的防凍液或?qū)峤橘|(zhì)，是絕對(duì)的假冒偽劣產(chǎn)品，基本上為甲醇溶液或?yàn)榧状妓芤号c甘油水溶液的混合物（因乙醇的價(jià)位較高，接近于乙二醇的價(jià)格，可以排除乙醇溶液），既不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/SH/T 0521-2010的要求，也不能用作太陽(yáng)能導(dǎo)熱介質(zhì)，此種類型的導(dǎo)熱介質(zhì)危害如前文所述。乙二醇、丙二醇、丙三醇的水溶液作為導(dǎo)熱介質(zhì)時(shí)，沸點(diǎn)均在100℃以上。對(duì)比圖如下：
左圖三：冰點(diǎn)為-25℃的劣質(zhì)防凍液的沸點(diǎn)僅有82℃
右圖三：冰點(diǎn)為-25℃的太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)的沸點(diǎn)達(dá)到108℃
9、緩沖及長(zhǎng)效性能的對(duì)比
導(dǎo)熱介質(zhì)的緩沖性能的高低決定著其是否具備長(zhǎng)效性，緩沖性能的高低體現(xiàn)在pH值和儲(chǔ)備堿度兩個(gè)方面，pH值和儲(chǔ)備堿度數(shù)值越大，水溶液的緩沖性能越高，反之，水溶液的緩沖性能越低。調(diào)節(jié)導(dǎo)熱介質(zhì)的pH值和儲(chǔ)備堿度，并不是簡(jiǎn)單的在溶液中加入火堿或者純堿，這兩種物質(zhì)加入后，雖然說(shuō)能改善溶液的緩沖性能，但是卻增加了腐蝕風(fēng)險(xiǎn)性，因此，在體系中必須加入既能提高溶液pH值和儲(chǔ)備堿度又能起到緩蝕效果的高效緩沖助劑。
汽車防凍液或者基于汽車防凍液配方的導(dǎo)熱介質(zhì)，其pH值在7左右，基本上沒(méi)有添加緩沖助劑，容易在高溫下運(yùn)行一段時(shí)間后呈酸性狀態(tài)，有發(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn)，所以，在較短的一到兩年使用期限達(dá)到后就必須進(jìn)行更換。相比較于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)更換防凍液，平板式太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)要是一兩年就更換導(dǎo)熱介質(zhì)，既需要專用工具又要提供繁雜的售后上門服務(wù)，顯然是不合適和難度比較大的，因此，太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)需要具備長(zhǎng)效性能，不應(yīng)該在短短的幾年內(nèi)就對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行更換。在太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)的配方中，我們添加了高效緩沖助劑，能保證溶液長(zhǎng)時(shí)間處于適宜的pH值和儲(chǔ)備堿度，防止導(dǎo)熱介質(zhì)發(fā)生酸化，其長(zhǎng)效性能是完全可以做到的。
綜上所述，太陽(yáng)能專用導(dǎo)熱介質(zhì)并不是簡(jiǎn)單的防凍液，防凍只是最基本的一個(gè)性能要求，其他多方面性能也是必須的，對(duì)于太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)的影響也是至關(guān)重要的。此前，很多太陽(yáng)能廠家可以說(shuō)“無(wú)知者無(wú)畏”，對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)不重視，但愿通過(guò)本篇文章能給廣大同仁敲響警鐘，平板太陽(yáng)能的質(zhì)量是全方面的，導(dǎo)熱介質(zhì)的質(zhì)量也是其中的關(guān)鍵一環(huán)。
