Gas-Brennwertherme
Welches Material ist für den Wärmetauscher besser geeignet? Aluminium-Silizium oder Edelstahl?
5 Antworten
Das hängt vom Wärmeübergangskoeffizienten ab. Kommt drauf an, für was der Wärmetauscher benutzt werden soll und vor allem spielt auch hier die Kostenfrage eine Rolle.
Nun ja, es kommt natürlich drauf an, was da durchfließt. Edelstahl mit einem gewissen Anteil Mo, Cr, Ni sind definitiv säure- und korrosionsbeständiger, als Aluminium. Aluminium hingegen hat den Vorteil der guten Wärmeleitung, wird aber in der Praxis selten eingesetzt, zumeist in der Lebensmittelindustrie.
Du sprichst die Oberfläche an. Nun, die ist auf jeden Fall zu berücksichtigen, wenn nicht allzu hohe Druck- und Reibungsverluste auftreten sollen und da ist Aluminium auch im Vorteil.
Thema Guss. Je höher die Temperatur, desto höher sind auch die Abstände der Moleküle im Raumgitter, desto wahrscheinlicher ist es, dass Spannungen auftreten.
Achtung: Der Hinweis darauf, dass Aluminium Wärme besser leitet ist zwar nicht falsch, jedoch nur dann richtig, wenn beide Materialien in der gleichen "Dicke" vorhanden sind. Die Einheit der Wärmeleitfähigkeit ist W/(m*K).... wobei "m" = Meter = Dicke des Materiales ist. Da die Hersteller von Edelstahl-Brennwertsysteme vielfach nur 0,3 bis 1 mm Stärken haben, Aluminium/Silizium (es gibt keine reinen Aluminium - Wärmetauscher, daher stimmt die hohe Wärmeleitfähigkeit-Wert eh nicht ganz) jedoch um die 5 mm. Somit ist der Unterschied im extremen Fall (0,3 zu 5 mm) um den Faktor 16 zugunsten von einer Edelstahlkonstruktion besser, eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Aluminium/Siliziums ist daher eher vernachlässigbar.
Der wahre Vorteil des Edelstahls ist jedoch wie schon angesprochen die "reibungslose" Oberfläche, was sich im Praxisbetrieb durch dauerhaft saubere und leicht zu säubernde Oberflächen darstellt.
Ein Aluminium/Silizium-Wärmetauscher-basierendes Brennwertsystem würde ich nur dort empfehlen, wo lange Haltbarkeit und höherer Preis nicht gewünscht ist.
Es hat beides seine vor und Nachteile. Grundsätzlich ist die Wärmeübertragung von Edelstahl schlechter als die von Alu. Die Aluwärmetauscher neigten in der Vergangenheit verstärkt zu Ausblühungen, was einen größeren Wartungsaufwand bedeuten konnte. Mittlerweile sind die Materialien so weit verbessert das es kaum noch Probleme mit Ausblühungen gibt. Ich persönlich finde die Aluwärmetauscher besser, zumal wenn sie Konstruktionsbedingt leicht zu reinigen sind.
Zudem muss man die Wärmeleitfähigkeit dieser Typen vergleichen. Bei Edelstahl liegt die Wärmeleitfähigkeit bei 15 W/(m · K) und bei Alu 235W/(m · K). Sprich das Aluminium gibt mehr Wärme an einen Stoff weiter bezogen auf die Temperaturfläche als Stahl.
Aber ich glaube, es geht dir hierbei um eine Gas-Expander oder? Und du willst wahrscheinlich wissen, wie das Gas, welches verdichtet und erwärmt und in den Prozess zurückeführt wird, oder?
Ich meinte mehr in Richtung Material: Säurebständig, Spannungen, erf. Wartung usw. Edelstahl ist doch beständiger als Alu-Si oder und hat doch eine glattere Oberfläche. Stimmt es das bei Alu-Si-Guß Spannungen auftreten?