ガス給給用の材料の選択熱交換器：銅とステンレス鋼

熱伝達効率に関しては、銅の熱伝導率は400 w/（m・k）であり、ステンレス鋼の値は約16 w/（m・k）しかあり、20倍以上の差があります。この固有の利点により、銅の熱交換器は熱源にほぼ瞬時に反応し、チューブ内の流れる水に燃焼熱を迅速に移します。

これは、実際の使用において大幅に高速な温水出力につながります。銅熱交換器を使用する給湯器は、多くの場合、数秒以内に安定したお湯を供給することができますが、ステンレス鋼モデルにはより長いウォームアップ期間が必要です。この違いは、入ってくる水温が非常に低い冬にさらに顕著です。銅の熱交換器は、熱エネルギーをより効果的に利用し、待ち時間とガスの消費を減らすことができます。

熱交換器は、単純な管状構造ではありません。内部設計には、多くの場合、複数の水路、乱流装置、および熱伝達フィンの強化が必要です。銅の優れた延性と加工性により、押出やストレッチングなどのプロセスを通じて非常に複雑な内部構造に形成されます。

これらの複雑な構造は、熱交換エリアを大幅に増加させ、水とチューブの壁の間の完全な接触を確保します。これは、限られたスペース内で多数の「マイクロヒートシンク」を配置し、熱交換効率を大幅に改善するようなものです。対照的に、ステンレス鋼は、その硬度と加工の困難により、同様に複雑な内部構造を達成するのに苦労しています。その結果、比較的単純な配管設計が通常採用されており、熱交換効率のさらなる改善を本質的に制限しています。

多くの人々は、ステンレス鋼がより耐性耐性があるというステレオタイプを保持していますが、給湯器の動作環境はユニークです。銅には、スケール形成を阻害する天然の抗菌特性があり、その表面に形成される密な酸化膜は、さらなる腐食を効果的に防ぎます。実際には、資格のある銅熱交換器が10年以上のサービス寿命を達成できます。

しかし、ステンレス鋼は、塩化物イオン（水道水など）を含む水の孔食とストレス腐食亀裂に苦しむことがあり、溶接は特に脆弱な点です。スケールは、特に硬水がある領域では、ステンレス鋼の表面により強く付着し、長期的な蓄積は実際に熱伝達効率に影響を与える可能性があります。

特に、銅は優れた霜抵抗も提供します。寒い領域では、機器が凍結して亀裂がある場合、銅の熱交換器をろう付けで修理することができますが、ステンレス鋼はしばしば完全な交換が必要です。

製造プロセス、サービス寿命、エネルギー効率を考慮して、原材料コストの点で銅は実際にステンレス鋼よりも高価ですが、銅の熱交換器はより費用対効果の高いライフサイクルを提供します。彼らの優れたリサイクル値はまた、ステンレス鋼であることには類を見ないものです。廃棄された銅の熱交換器のリサイクル速度は90％を超えて、円形経済の原則に合わせて整合します。