ステンレスの熱伝導率は意外に低い。熱交換器に最適な素材は?

これまで、薪ストーブの排熱をお湯に変えたりいろいろ実験してきましたけれど、一番多用していたのがフレキパイプだったんですよね

水空間 巻フレキ DA5-13X10m φ16 SUS304

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このフレキを煙突やストーブの内側に巻いたり、それからお湯の中にドボンと浸けて熱交換器として使用したり。

(↑この二つの実験にはそれぞれフレキパイプが大活躍しています)

フレキパイプはモノタロウで買うと10mで2200円くらいと、かなり激安です。愛用しまくっています。

ですが、「森くん、フレキは熱伝導率弱いよ」と知人に教えられショックを受けています。

いやー、鉄と同じくらいだろうと思ってました。

なんと、鉄の4分の1なんだそうですよ。

以下に金属の熱伝導率を示します。

金属 熱伝導率(W/m K)
420
398
320
アルミニウム 236
真鍮 106
80.3
ステンレス 20前後

また、ステンレスにもSUS304とか316とか種類があります。

そうそう、ステンレスって鉄にクロムやらニッケルを溶かし込んだ素材なんですってね。

現在の国際的な定義では、ステンレス鋼は「クロム含有量が 10.5 % 以上、炭素含有量が 1.2 % 以下の合金鋼」と定められているーWikipedia

その、クロムやらニッケルやらの含有量でSUS304とか種類が違うみたい。

ステンレス SUS430 26
ステンレス SUS304 16
ステンレス SUS410 24
ステンレス SUS329J1 20
ステンレス SUS630 16

聞いた話だと、「ステンレスの中でも磁石がくっつくものとつなかいものとあるだろう。磁石にくっつく方が熱伝導率が高い」ということでしたが、まあ、調べてみたらどっこいどっこいですね。

ステンレスは全体的に熱伝導率は低いと考えた方がいいようです。ちなみにポリエチレンの熱伝導率は33と、フレキよりも高いです。まじか!そんなにフレキの熱伝導率低いのか!むしろ保温材じゃないか!※水道配管の塩ビパイプは13〜29。そんなに変わらない。

そうそう、それで、実用面のはなし。

僕はよく熱交換にステンレスフレキ、なまし銅管を使います。(あと床暖房にはポリエチレン管。)

安さが魅力のステンレスフレキは10mあたり2200円。銅管は10mあたり6000円ぐらい。

太さが全然違うのでメーター単価だけでは一概に比較は出来ないけど、なんてったって銅の熱伝導率はフレキの20倍あるわけだから、厳密な計算をせずとも、おそらく銅管の方がコスパもいいのではないかなと思います。

え、ほんと?

ちょっとわからなくなってきた。

フレキは銅管に比べるとかなり太いので流量は稼げるわけです。

あー、誰か計算してくれー計算めんどくせー。まあ用途で使い分けるのが大事ってことですね。フレキパイプがコスパ最強、と思ってたけどそうではなかったっぽいというのが今回の結論です

曖昧な文章のまま終わっちゃいそうですが、ただひとつ今回はっきりしたのは熱湯にドボンと漬け込む熱交換器としてはポリエチレン管がコスパ最強っぽいですね。100mで1万円ですからね。高密度ポリエチレンだと耐熱90〜110度もあるみたいなんで、おそらく使えるでしょう。