انتخاب یک ماده برای مبدل حرارتی آبگرمکن گاز: مس در مقابل فولاد ضد زنگ

از نظر راندمان انتقال حرارت ، مس دارای هدایت حرارتی 400 W/(M · K) است ، در حالی که فولاد ضد زنگ فقط دارای مقدار حدود 16 W/(M · K) است ، تفاوت بیش از بیست بار. این مزیت ذاتی مبدلهای حرارتی مس را قادر می سازد تقریباً فوراً به منابع گرما پاسخ دهند ، و به سرعت گرمای احتراق را به آب جاری که در داخل لوله ها جریان می یابد ، منتقل می کنند.

این ترجمه به میزان قابل توجهی سریعتر آب گرم در استفاده عملی است. بخاری های آب با استفاده از مبدل های حرارتی مس اغلب می توانند در عرض چند ثانیه آب گرم پایدار را تحویل دهند ، در حالی که مدل های استیل ضد زنگ نیاز به یک دوره گرم شدن طولانی تر دارند. این تفاوت در زمستان حتی بیشتر است ، هنگامی که دمای آب ورودی بسیار کم است. مبدل های حرارتی مس می توانند به طور مؤثر از انرژی گرما استفاده کنند و باعث کاهش زمان انتظار و مصرف گاز شوند.

مبدل های حرارتی ساختارهای لوله ای ساده نیستند. طرح های داخلی اغلب به مدارهای مختلف آب ، دستگاه های آشفتگی و باله های انتقال حرارت افزایش یافته نیاز دارند. انعطاف پذیری و پردازش عالی مس اجازه می دهد تا از طریق فرآیندهایی مانند اکستروژن و کشش در ساختارهای داخلی بسیار پیچیده ای شکل بگیرد.

این سازه های پیچیده به طور قابل توجهی منطقه تبادل گرما را افزایش می دهند و از تماس کامل بین آب و دیواره لوله اطمینان می دهند. این مانند تنظیم بسیاری از "سینک های میکرو گرم" در یک فضای محدود است ، و به طور قابل توجهی کارایی تبادل گرما را بهبود می بخشد. در مقابل ، فولاد ضد زنگ به دلیل سختی و مشکل پردازش زیاد ، تلاش می کند تا به ساختارهای داخلی مشابهی پیچیده برسد. در نتیجه ، طرح های لوله کشی نسبتاً ساده تر به طور معمول استفاده می شوند ، و ذاتاً پیشرفت های بیشتر در راندمان تبادل گرما را محدود می کنند.

بسیاری از افراد این کلیشه را دارند که فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی است ، اما محیط عملیاتی بخاری های آب بی نظیر است. مس دارای خواص ضد باکتریایی طبیعی است که مهار تشکیل مقیاس را مهار می کند ، و فیلم اکسید متراکم که بر روی سطح آن شکل می گیرد ، به طور موثری از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند. در استفاده واقعی ، یک مبدل حرارتی مس واجد شرایط می تواند بیش از 10 سال به عمر خدماتی برسد.

با این حال ، فولاد ضد زنگ می تواند از گودال و ترک خوردگی استرس در آب حاوی یونهای کلرید (مانند آب شیر) رنج ببرد ، در حالی که جوش ها نقطه ای آسیب پذیر هستند. مقیاس بیشتر به سطوح فولاد ضد زنگ ، به ویژه در مناطقی که آب سخت دارند ، می چسبد و تجمع طولانی مدت در واقع می تواند بر راندمان انتقال حرارت تأثیر بگذارد.

نکته قابل توجه ، مس نیز مقاومت یخبندان برتر را ارائه می دهد. در مناطق سرد ، در صورت یخ زدن و ترک تجهیزات ، مبدل های حرارتی مس می توانند از طریق برازلینگ تعمیر شوند ، در حالی که فولاد ضد زنگ اغلب نیاز به جایگزینی کامل دارد.

در حالی که مس در واقع از نظر هزینه مواد اولیه گران تر از فولاد ضد زنگ است ، با توجه به فرآیندهای تولید ، عمر خدمات و راندمان انرژی ، مبدل های حرارتی مس چرخه عمر مقرون به صرفه تری را ارائه می دهند. مقدار بازیافت برتر آنها نیز با فولاد ضد زنگ بی نظیر است-نرخ بازیافت برای مبدل های حرارتی مس خرد شده می تواند از 90 ٪ تجاوز کند و با اصول اقتصاد دایره ای هماهنگ باشد.