Η σύγκριση των επιδόσεων των σωλήνων χαλκού και των σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα έχει ως εξής:
1. Σύγκριση απόδοσης χάλκινων σωλήνων και σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα: θερμική αγωγιμότητα
Δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα των χάλκινων σωλήνων είναι 100W/m βαθμός και αυτή των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα είναι 13 W/m βαθμός, αυτό φυσικά θα επηρεάσει τον συνολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας. Ωστόσο, το πάχος τοιχώματος των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να μειωθεί σε 0,5~0,8 mm, ενώ το πάχος τοιχώματος των σωλήνων χαλκού δεν μπορεί να είναι μικρότερο από 1,2 mm λόγω αντοχής, διάβρωσης και φθοράς.
Σύμφωνα με τον τύπο: Rc=(1) Όπου: Rc--θερμική αντίσταση, m2k/w. λ--θερμική αγωγιμότητα, W/(mk).
δ--πάχος τοιχώματος σωλήνα, m
Όταν το υλικό του σωλήνα είναι σταθερό και το λ είναι αμετάβλητο, σύμφωνα με τον τύπο (1), τόσο μικρότερο δ, τόσο μικρότερο είναι το Rc και τόσο μεγαλύτερος ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας. Αυτό μπορεί να μειώσει το χάσμα στο συνολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας μεταξύ των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα και των χάλκινων σωλήνων.
Δεδομένου ότι τα εσωτερικά και εξωτερικά τοιχώματα των χάλκινων σωλήνων είναι πιο τραχιά από τον ανοξείδωτο χάλυβα, είναι επιρρεπή σε απολέπιση, γεγονός που αυξάνει τη θερμική αντίσταση των χάλκινων σωλήνων, γεγονός που με τη σειρά του μειώνει το χάσμα μεταξύ των συνολικών συντελεστών μεταφοράς θερμότητας των χαλκοσωλήνων και των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα.
II. Σύγκριση απόδοσης χάλκινων σωλήνων και σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα: απελευθέρωση θερμότητας με συναγωγή
Όταν χρησιμοποιείτε σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα ή σωλήνες χαλκού, ο ρυθμός ροής στο σωλήνα είναι τυρβώδης. Ο μεγαλύτερος παράγοντας που επηρεάζει την απελευθέρωση θερμότητας λόγω μεταφοράς είναι το πάχος του στρωτού κάτω στρώματος, επειδή η μεταφορά θερμότητας στο στρωτό κάτω στρώμα είναι αγωγιμότητα θερμότητας και η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ χαμηλή. Κάτω από την ίδια κατάσταση ροής, το πάχος του στρωματικού κάτω στρώματος εξαρτάται από την τραχύτητα του εσωτερικού τοιχώματος του σωλήνα. Στην εσωτερική επιφάνεια του χαλκοσωλήνα υπάρχει οξείδιο και η τραχύτητα του είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα. Το πάχος του στρωματοποιημένου κάτω στρώματος του χαλκοσωλήνα είναι μεγαλύτερο από αυτό του στρώματος κάτω στρώματος του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό καθιστά τον συντελεστή απελευθέρωσης θερμότητας μεταφοράς του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα μεγαλύτερο από αυτόν του χάλκινου σωλήνα.
Rw=(2)
Όπου: Rw--θερμική αντίσταση απελευθέρωσης θερμότητας με συναγωγή, m2k/w. w--συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας με συναγωγή, w/m2.k. ?Σύμφωνα με τον τύπο (2), όσο μεγαλύτερο είναι το w, τόσο μικρότερο είναι το Rw.
III. Σύγκριση απόδοσης χάλκινου σωλήνα και σωλήνα ανταλλαγής θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα: συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης
Υπάρχουν δύο τύποι συντελεστών απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης: συμπύκνωση φιλμ και συμπύκνωση σφαιριδίων. Ο συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης σφαιριδίων είναι πολύ μεγαλύτερος από τον συντελεστή απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης μεμβράνης. Ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν το εξωτερικό τοίχωμα του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα ή του σωλήνα χαλκού έχει περισσότερη συμπύκνωση σφαιριδίων, αλλά μπορεί να ειπωθεί ότι τα περισσότερα από τα εξωτερικά τοιχώματα των δύο σωλήνων είναι συμπύκνωση φιλμ. Ο συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας της συμπύκνωσης της μεμβράνης σχετίζεται στενά με το πάχος της μεμβράνης, επειδή το εσωτερικό της μεμβράνης είναι αγωγιμότητα της θερμότητας, η θερμική αγωγιμότητα της μεμβράνης νερού είναι ιδιαίτερα χαμηλή και το πάχος της μεμβράνης εξαρτάται από την τραχύτητα της εξωτερικό τοίχωμα του σωλήνα. Το εξωτερικό τοίχωμα του χάλκινου σωλήνα είναι πολύ πιο τραχύ από αυτό του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα λόγω του στρώματος οξειδίου. Επομένως, ο συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης του εξωτερικού τοιχώματος του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα είναι μεγαλύτερος από αυτόν του εξωτερικού τοιχώματος του χαλκοσωλήνα.
Rm=(3)
Όπου: Rm--θερμική αντίσταση απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης του εξωτερικού τοιχώματος του σωλήνα, m2k/wm--συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης του εξωτερικού τοιχώματος του σωλήνα, w/m2.k. Σύμφωνα με τον τύπο (3), όσο μεγαλύτερο είναι το m, τόσο μικρότερο είναι το Rm.
IV. Συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας σύγκρισης απόδοσης μεταξύ χάλκινου σωλήνα και σωλήνα ανταλλαγής θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα
K=(4)
Όπου: R--ολική θερμική αντίσταση, m2k/w. K--συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, w/m2.k.
Από το (4), μπορεί να φανεί ότι: εάν η θερμική αντίσταση μεταφοράς, η αντίσταση θερμικής αγωγιμότητας και η θερμική αντίσταση απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης μειωθούν, η συνολική θερμική αντίσταση θα μειωθεί: εάν μειωθεί η συνολική θερμική αντίσταση, η συνολική μεταφορά θερμότητας ο συντελεστής θα αυξηθεί.
Κάτω από το ίδιο πάχος τοιχώματος, ο συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα είναι 6% χαμηλότερος από αυτόν του χαλκοσωλήνα. Λόγω της χρήσης σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα που είναι λεπτότεροι από τους χάλκινους σωλήνες, ο συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας και ο συντελεστής απελευθέρωσης θερμότητας συμπύκνωσης των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα είναι μεγαλύτεροι από εκείνους των χάλκινων σωλήνων, γεγονός που βελτιώνει τον συνολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα.
