تأثیر مواد مختلف سازنده بر دوام و ایمنی آبگرمکنها
تأثیر مواد مختلف بر اجزای آبگرمکن به این موضوع اشاره دارد که چگونه مواد قطعات اصلی آبگرمکن - مانند مخزن، المنت حرارتی و لوله آب - بر عمر مفید (مقاومت در برابر خوردگی، سایش) و ایمنی (جلوگیری از نشت، انتشار مواد سمی) تأثیر میگذارند. انتخاب نامناسب مواد منجر به خرابی زودرس قطعات (مثلاً زنگزدگی مخزن، فرسودگی المنت) یا خطرات ایمنی (مثلاً ترکیدگی لوله، انحلال فلزات سنگین) میشود. آبگرمکن برقی، آبگرمکن بدون مخزن، آبگرمکن فوری، آبگرمکن بدون مخزن برقی و آبگرمکن فوری برقی هر کدام الزامات مواد متمایزی دارند که با توجه به محیط کار (دمای بالا، تماس با آب) و طراحی ساختاری آنها شکل میگیرد.
برای مخزن آبگرمکن برقی (مهمترین جزء دوام)، دو ماده اصلی غالب هستند: فولاد با روکش لعابی و فولاد ضد زنگ. مخازن فولادی با روکش لعابی (که در 80٪ از مدلهای آبگرمکن برقی استفاده میشود) دارای پایه فولادی با لایه لعابی شیشهای هستند که در برابر خوردگی ناشی از آب مقاومت میکند و عمر مخزن را تا 8 تا 12 سال افزایش میدهد. با این حال، مخازن فولادی با روکش لعابی در صورت قرار گرفتن در معرض تغییرات ناگهانی دما (مثلاً ورود آب سرد به مخزن گرم) مستعد "ترک خوردگی لعابی" هستند. انتخاب مخازن با "مینای دو لایه" (پوشش ضخیمتر) این خطر را کاهش میدهد. مخازن فولاد ضد زنگ (که در مدلهای گرانقیمت آبگرمکن برقی استفاده میشوند) مقاومت بهتری در برابر خوردگی دارند (عمر 12 تا 15 سال) و نوسانات دما را تحمل میکنند، اما 30 تا 50 درصد گرانتر از انواع روکش لعابی هستند. هر دو ماده برای محافظت بیشتر از مخزن به یک میله آند (منیزیم یا روی-آلومینیوم) نیاز دارند - میلههای منیزیم ارزانتر هستند اما هر 2 تا 3 سال نیاز به تعویض دارند، در حالی که میلههای روی-آلومینیوم 4 تا 5 سال دوام میآورند.
برای مبدل حرارتی آبگرمکنهای بدون مخزن (جزء گرمایش اصلی)، مس و فولاد ضد زنگ مواد اصلی هستند. مبدلهای حرارتی مس (که در مدلهای آبگرمکنهای بدون مخزن گازی رایج هستند) راندمان انتقال حرارت عالی (30٪ بالاتر از فولاد ضد زنگ) و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند، که باعث میشود آبگرمکنهای بدون مخزن گازی آب را 10 تا 15 درصد سریعتر گرم کنند. خاصیت چکشخواری مس امکان طراحی کانال باریک را فراهم میکند (که راندمان فضا را بهبود میبخشد)، اما مبدلهای حرارتی مس به آب اسیدی (پی اچ <6.5) حساس هستند - اگر آب محلی اسیدی باشد، به یک خنثیکننده نیاز دارند. مبدلهای حرارتی فولاد ضد زنگ (که در مدلهای آبگرمکنهای بدون مخزن برقی استفاده میشوند) در برابر رسوبگذاری مقاومتر هستند (برای مناطق با آب سخت بسیار مهم است) و عمر طولانیتری دارند (10 تا 15 سال در مقابل 8 تا 12 سال برای مس). با این حال، راندمان انتقال حرارت پایینتر فولاد ضد زنگ به این معنی است که آبگرمکنهای بدون مخزن برقی برای مطابقت با خروجی مدلهای مسی به توان بالاتری نیاز دارند.
برای محفظه گرمایش آبگرمکن فوری (قطعه کوچک اما پرفشار)، فولاد ضد زنگ 304 با درجه مواد غذایی و مس با روکش تیتانیوم ایدهآل هستند. محفظههای فولاد ضد زنگ 304 با درجه مواد غذایی (که در اکثر مدلهای آبگرمکن فوری استفاده میشوند) غیرسمی هستند (در صورت قرار گرفتن آبگرمکن فوری در زیر سینک، برای آب آشامیدنی بیخطر هستند) و در برابر زنگزدگی ناشی از تماس مکرر با آب مقاوم هستند و 5 تا 8 سال دوام میآورند. محفظههای مسی با روکش تیتانیوم (انواع آبگرمکن فوری رده بالا) رسانایی حرارتی بهتری دارند - آبگرمکن فوری آب را در 20 تا 30 ثانیه در مقابل 30 تا 40 ثانیه برای فولاد ضد زنگ گرم میکند. آبکاری تیتانیوم یک لایه محافظ در برابر رسوب ایجاد میکند و دفعات تمیز کردن آبگرمکن فوری را کاهش میدهد. با این حال، محفظههای مسی با روکش تیتانیوم هزینه آبگرمکن فوری را 20 تا 30 درصد افزایش میدهند و آنها را برای کاربرانی که سرعت و نگهداری کم را در اولویت قرار میدهند، مناسب میکنند.
برای لولههای ورودی/خروجی آبگرمکنهای برقی بدون مخزن (که به لولهکشی منزل متصل میشوند)، پکس (پلیاتیلن متقاطع) و برنج ترجیح داده میشوند. لولههای پکس (انعطافپذیر، که در اکثر تاسیسات آبگرمکنهای برقی بدون مخزن استفاده میشوند) در برابر خوردگی ناشی از آب گرم و مواد شیمیایی (مانند کلر موجود در لولههای شهری) مقاوم هستند و تحمل دمایی خوبی (تا ۲۰۰ درجه فارنهایت) دارند. انعطافپذیری پکس نصب در گوشهها را ساده میکند، اما لولههای پکس برای جلوگیری از نشتی در اتصالات به اتصالات برنجی (نه پلاستیکی) نیاز دارند. لولههای برنجی (که در مدلهای آبگرمکن برقی بدون مخزن تجاری استفاده میشوند) دوام بالایی دارند (عمر ۲۰ تا ۲۵ سال) و با انواع آب سازگار هستند، اما برنج سفت و سخت است - نیاز به اندازهگیری دقیق در طول نصب و افزایش زمان کار دارد.
برای میکرو کویل (جزء گرمایشی کوچک) آبگرمکن برقی آنی، آلیاژ نیکل-کروم (نیکل-کروم) و تیتانیوم مواد اصلی هستند. میکرو کویلهای آلیاژ نیکل-کروم (استاندارد در مدلهای آبگرمکن برقی آنی) مقاومت ویژه بالا (ایدهآل برای گرم کردن سریع) و مقرون به صرفه دارند و آب را در 3 تا 5 ثانیه گرم میکنند. با این حال، آلیاژ نیکل-کروم در دماهای بالا مستعد اکسیداسیون است - یک لایه شکننده تشکیل میدهد که در صورت روشن/خاموش شدن مکرر آبگرمکن برقی آنی، ترک میخورد. میکرو کویلهای تیتانیوم (انواع آبگرمکن برقی آنی ممتاز) در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند (عمر 3 تا 5 سال در مقابل 1 تا 2 سال برای نیکل-کروم) و رسوبات معدنی را تحمل میکنند، اما هزینه بالای تیتانیوم، آبگرمکن برقی آنی را 40 تا 50 درصد گرانتر میکند. هر دو ماده برای جلوگیری از تماس مستقیم با آب و جلوگیری از نشت الکتریکی، به یک غلاف محافظ (پلاستیک مقاوم در برابر حرارت) نیاز دارند.
تأثیر مواد تشکیلدهندهی قطعات با طراحی و کاربرد آبگرمکن همسو است: آبگرمکن برقی برای دوام به مواد مخزن متکی است؛ آبگرمکن بدون مخزن برای کارایی به مواد مبدل حرارتی وابسته است؛ آبگرمکن فوری به مواد محفظه ایمن نیاز دارد؛ آبگرمکن بدون مخزن برقی از مواد لولهای برای جلوگیری از نشت استفاده میکند؛ آبگرمکن فوری برقی برای گرمایش سریع به مواد میکرو کویل متکی است. انتخاب آبگرمکن با مواد تشکیلدهندهی باکیفیت نه تنها عمر مفید را 30 تا 50 درصد افزایش میدهد، بلکه خطرات ایمنی مربوط به مواد را نیز از بین میبرد و عملکرد قابل اعتماد درازمدت را تضمین میکند.