换热器作为燃气热水器的“心脏”，防腐抗垢性能决定燃气热水器寿命。相较于传统的铜换热器，A.O.史密斯另辟蹊径采用商用级不锈钢换热器，称作是“精钢心脏”防腐抗垢耐久性强。所以希望能从专业角度了解下，这种材质有什么优势？有哪些技术难点？

　　作为一名曾经混迹在化工企业、和热交换器也打过一些交道的老理工男、同时身为史密斯家热水器多年的老用户(有图为证 )，我觉得这个问题下我还是能来凑个热闹的。图中的手是答主自己的、热水器是2017年买的、刘看山是今年知乎送的

　　简单来说，选择不锈钢作为热交换器的材质，是为了解决一个“既要……又要……”的问题：

　　为了理解这一点，我们不妨先来了解一下热水器的工作环境，看看哪些因子会影响热水器的使用寿命和能量效率。

　　这是一个典型的燃气热水器内部结构图。请忽略答主的灵魂画技

　　它的主要部分可以简单分为：

　　气路 、 水路、 点火单元、 燃烧室和 热交换器 。

　　这里面，热交换器就是整个热水器的心脏，它是水从冷到热完成加热的地方。

　　而它的工作原理，简单说来就是一个 更高效的 “烧水”的过程：

　　燃气在燃烧室中燃烧，带着大量热量从热交换器内的烟道中通过，而水管在烟道中穿梭，与高温的烟道气充分接触，透过管壁吸收烟道气的热量，将冷水加热。热交换器工作原理

　　了解了热交换器的工作原理，我们就可以来考虑如何选择材料了。

　　对于燃气热水器用的热交换器而言，其实*可行的材料主要是两个：铜和不锈钢。因此，我们的比较也主要在这两者之间进行。

　　那么，我们该从哪些角度去比较它们呢？

　　前面我们从热交换器工作原理中知道，热量是透过水管 管壁 传递的。因此，我们很容易首先想到，热量穿过管壁的“畅通性”一定是选择材质的一个重要因素。

　　在传热学中，这种“畅通性”主要由材料的 热传导率 λ 来体现，热传导率越大，说明相同条件下热量在这种材料中的流动越“畅通”，传热效率也就越高。这体现在*终使用体验上，就是更省燃气。

　　那么我们来看看两种材料的热传导率分别是多少吧：

　　铜：120 W/(m?K)

　　不锈钢：17 W/(m?K)

　　你没看错，单从热传导率这一点来看，铜才是那个**。

　　但这并不意味着不锈钢就没有机会了。

　　因为我们面临的是一个工程学问题，需要更广泛的视角：不仅需要考虑材料的功能性参数，还要考虑工作环境中其他一些隐藏的危险因素。

　　在热交换器的工作过程中，看似波澜不惊的表象下，其实暗藏着一些破坏分子(物理意义上的)，从内而外地对热交换器的管壁进行着持续侵蚀，影响使用寿命。

　　先说外面的。

　　大家知道，我们生活中主要使用的燃气是天然气、煤气或液化石油气，它们的主要成分是各类小分子烷烃(和少量烯烃)、氢气或一氧化碳。

　　但除此之外，这些燃气中还有一些不受欢迎的客人，它们是以硫化物为主的 腐蚀性气体 (比如硫化氢, 乙硫醇和一些羰基硫等)。

　　这些硫化物会溶解在管壁上的冷凝水中，从外面一点点侵蚀管壁，*终将蚀穿管壁、产生泄漏。

　　而除此之外，在热交换器的管内也有一些微妙的事情发生：

　　当水在管内流动时，通常有一些微量的难溶(或微溶)金属盐，比如碳酸钙、碳酸镁等，从水中不断析出、沉积在管壁内表面，形成厚厚的 水垢 。

　　这些水垢会挡在水和管壁之间，阻碍传热，同时也使管道变得狭窄、阻碍水的流动。如果家里的热水器用久了，洗澡时发现水流不稳、忽冷忽热，那很有可能就有水垢的一份“贡献”。

　　所以，接下来我们就将注意力放在 防腐抗垢 这两项性能上。

　　先说防腐性能。

　　为了比较铜和不锈钢对硫化物的防腐能力，我特地搜了一些文献，从中找到了两组具有比较意义的腐蚀数据[1][2]，分别是铜和不锈钢的在硫化氢中的腐蚀量变化：这里，腐蚀量是用所谓腐蚀失重(单位 g/m2 )来衡量的，简单来说，就是经过一段腐蚀后，单位面积上损失了多少材料。

　　从曲线趋势可以看出，经过一段时间后，不锈钢的腐蚀会很快停止、不再增加，而铜的腐蚀是持续增加的，这是因为不锈钢表面可以快速形成致密的钝化膜阻止进一步腐蚀，而铜的腐蚀层却会持续脱落，导致未腐蚀表面进一步暴露。

　　(从数值上来看，经过相同时间，似乎不锈钢的腐蚀量更多一些，但这是因为两者腐蚀条件不同：铜只是暴露在含有微量硫化氢的湿润气体中，而不锈钢是浸泡在硫化氢饱和溶液中，所以两者没有直接可比性，我们也就不用过多关注腐蚀量的值本身 )

　　所以，在防腐性能上，不锈钢扳回了一局。

　　接下来说说抗垢性能。

　　水垢的形成，主要是难溶金属盐在管壁形成结晶的过程，这个过程的快慢除了取决于水自身的成分和温度外，还和管壁的表面粗糙度有关[3]。

　　对于热交换器中的管道而言，由于内壁容易受到来自水的侵蚀(尤其是酸性水质)，使得表面粗糙度不断增大、更容易出现微观凸起、为水垢的沉积提供结晶核，耐腐性较差的金属自然更容易出现这样的问题。

　　那么，在抗垢这方面，两者的表现又如何呢？

　　我们可以直接来看 A.O.史密斯自己做的实验结果：

　　在氯离子浓度 ~ppm、硬度 2000ppm 的模拟酸性水质中，A.O.史密斯所用的商用级不锈钢防腐抗垢能力可以达到铜的 3.9 倍[4]。

　　分析到这一步，从“经久耐用”的指标来看，不锈钢的确还是有胜出希望的。但是它的热传导率实在是让人一言难尽，要彻底翻盘，我们还是得想点办法来提高传热效率。

　　这个办法就是增大传热面积。

　　而在热交换器中，增大传热面积有两种方式：一是增加管路本身，二是在管子的外面加上增加翅片(管翅结构)，经验数据表明，管翅结构可以使传热系数提高 1~2 倍[5]。典型的管翅结构

　　史密斯家表示两种方法我都上。双管齐下的结果，就是将等效传热面积在原来的基础上提升 2.5 倍，传热效率提升至 90%[6](达到国家能效标准)，这样，传热效率的问题就解决了。A.O.史密斯管翅结构热交换器概念图

　　不过，在彻底翻盘之前，不锈钢热交换器还要面临*后一项考验：极端温差。

　　我们知道，换热器管路内外的水和燃气之间总是存在着温差，这一点在主换热区尤其明显，管壁内外的温差可达 200℃，这会导致管上出现不均匀的热胀冷缩，从而产生所谓的 热应力 。

　　形象一点说，就是管内水温较低，内侧的管材膨胀趋势较弱，但管外燃气温度高，外侧的管材拼命想胀开，却被内侧的管材束缚住，这“一拉一扯”之间就产生了应力。

　　此外，由于热水器的工作不是持续、而是间歇性的，这一张一弛的工作节奏还会产生应力循环，容易造成疲劳破坏，这种破坏对于焊接区域尤为致命。

　　而不锈钢热交换器由于材料和结构的特性，却恰恰需要更多的焊接点，这对于不锈钢的焊接、尤其是主换热区的部分提出了挑战。

　　因此，要在包括主换热区在内的全套热交换器上都采用不锈钢，必然要求过硬的焊接工艺水平，这也是史密斯家的一项独特优势所在。

　　现在我们可以简单梳理一下，A.O.史密斯热水器的热交换器材质为什么选用不锈钢了：

　　写完这些，再次想起我家那台用了六年从没出过问题的热水器、想起它外壳上那个“五年包换”的标识，我突然意识到，这个平时没注意过的承诺背后，包含了怎样的自信和底气。

　　史密斯的热水器我拆过，林内的我也拆过。

　　网上很多人说的铜散热器的换热效率高，这已经是共识了，这是从材质角度去比较的。

　　但其实，这里有个前提，就是单位换热面积下，铜换热器的效率要高于不锈钢。这种说法正确，可是放在一个产品中，不能以单位换热面积的效率去衡量。

　　这里就说到了燃气热水器，作为一个产品，要看它的整体设计，用户无需去看一个点，而要看整机的换热效率，加热速度是否能达到要求，出热水的量是否能达到要求。

　　不锈钢的产品，它可以通过增加水路的导热面积，用更多翅片带来更大的换热面积来弥补，这就好像我们经常看到的一些散热器做成凹凸多层的结构，来增加散热面积一个道理，通过结构优化改进。

　　并且燃气热水器行业是成熟的行业，如果大家都是16L，按照行业规范去讨论的话，两者的制热能力是在一个水准上的。

　　然后，说到耐用性，不锈钢的一定会比铜好一些，但是这个东西并不是**的，和你家里的水质、你家所处的地理环境、潮湿度都有很大的关系。

　　我家里曾经用了好多年的林内，拆开来，里面也没有锈蚀和铜绿，但是可能换个特别潮湿的，水质很差的地方就说不好了。

　　对用户来说，如果你选择不锈钢的方案，加热温度这些我觉得倒不用担心，燃气热水器做了那么多年，而且是主流**，都不会有问题，不锈钢主要解决的还是使用寿命，谁都希望买了热水器以后能用得久一些就省心，当然不锈钢的方案，加工比较麻烦，成本更高，所以价格也相应的会高一些。

　　只能说各有利弊，咱们从下面的金属导热性里面可以看出，不锈钢的导热性能还是比较差的，可以说排到倒数**了。金属导热性

　　但是如果像林内、能率等燃气热水器都用的是纯铜水箱，那能排到第2名，所以这里就产生了一个分歧，到底咱们应该注重的是导热性，还是应该注重的是防腐性能呢？

　　这还要从燃气热水器的原理开始说起。原理图

　　首先冷水从冷水端进来，这个时候就被流量传感器检测到，然后*先启动的是风机，风机先转动，主要是排除里面的残留气体，防止燃烧不良。

　　大概就是2秒的时间以后，然后点火针开始点火，燃气比例阀开始供气，这个时候火焰点燃，冷水经过盘管，也就是水箱，逐步的被带热，从热水器热水口出来就是咱们设置的温度。盘管

　　所以水箱（盘管）是媒介，是把火焰转化为水热量的装置。

　　比如咱们关小水流，此时是不是火焰就要减小。咱们开大水流，此时火焰就要增大。不同的火排

　　所以如果用不锈钢的盘管，那么导热性能不行，势必造成反应迟钝。也就是火焰减小的时候，它不能快速过渡，而火焰增大的时候，它不能快速变热。

　　所以从这点看的话，不锈钢水箱毫无优势，不然百乐满、林内、能率，到现在都有百年历史了，依然用的是纯铜的水箱。

　　而一些新兴的**，比如史密斯、美的高端**colmo，这2个**目前都有不锈钢水箱，其中史密斯的不锈钢水箱*多，基本上占据这个**的90%以上。colmo也是不锈钢水箱

　　小结：建议大家**纯铜水箱的燃气热水器，肯定是没亏吃的，至于水箱抗腐蚀问题，它的优先级并不是很高。

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　　大家好，我是知乎燃热拆机实验评测的余小其，不同于知乎上其他的云评测人员，我测试的每一款产品都是我拆机的，数据都是我自己采购下里进行测试的。我是在武汉有线下门店和体验间的实战派，武汉区域如果需要风水冷暖产品的都可以直接联系我，为您服务。

　　拆机过程中，余工也深感没有专用测评设备，非常容易被一些云评测大师盗取文章的结论和内容，帮这些云评测大师引流到自己的高价低能产品。

　　为了更好的拆机评测，本人将湖北省武汉市江汉区一处房产改造成体验间。地方虽然小，但是综合了一些基础的，热水器，壁挂炉，热泵，新风等实验测试仪器。为什么A.O.史密斯的燃气热水器要使用不锈钢换热器？这种材质有什么优势？热水器常见的主换热器无氧铜脱磷氧铜不锈钢代表林内能率庆东，AO史密斯优点热传性*强抗氧化能力*强耐腐蚀能力*强反正怎么说呢，每个销售背后都有着自己的利益集团。每个销售被自己上游厂家都深深的绑架觉得自己的产品*牛逼。其他的都是垃圾，但是只有真正放在一起pk才能知道谁好谁坏。所以有时候网上的撕逼，大家看看就好了。一定要找到自己的痛点是什么，针对自己的需求来购买产品。然后上面有一群鼓吹AO史密斯怎么这么牛逼的，我觉得应该歇一下了。

　　当然，我们不能从找别人代工过就完全否认这个**，还是要看具体的产品和产品的性能才会回答这个问题。ao史密斯的软广你们退下吧，我余小其要开始装逼了

　　那么无氧铜好还是不锈钢好，我觉韩国的庆东应该更加能回答这个问题。因为庆东不仅热水器是翅片式不锈钢的，而且壁挂炉也是不锈钢的。***主要的是，我们在座的看官去youtube搜索Navien（庆东）的NPE等产品，这个流量是非常惊人的。图片来自youtube庆东整个体系的产品在北美占有率还是有点大的庆东整个体系的产品在北美占有率还是有点大的庆东整个体系的产品在北美占有率还是有点大的

　　那么庆东和无氧铜好还是不锈钢有啥关系，我们来看下庆东的热水器产品线。是一半无氧铜一半不锈钢的。

　　庆东的产品线一半是无氧铜一半是不锈钢。那么从庆东的角度来回答这个问题，就显得客观了多了。

　　无氧铜遇到冷凝水容易形成铜绿图一

　　翅片式不锈钢遇到冷凝水几乎无伤图二

　　因为不锈钢的导热系数较差，所以做的不锈钢为了在同等大小情况下不锈钢翅片换热要做到散热量一样，那么翅片就要密集很多。大家再来仔细观察仔一下图一和图二不锈钢的翅片密度要远高于无氧铜

　　不锈钢主换热器的翅片密度远高于黄铜的翅片密度。那么翅片密度过密，在空气情况不好的区域，就容易形成堵塞，然后是局部过热，造成皲裂。

　　所以，不锈钢和无氧铜到底哪个好，我觉得分情况来看。如果当地空气环境非常好，那么不锈钢的主换热器占有一定的优势，但是如果燃烧环境一般的情况下，还是选择无氧铜比较稳妥点。再加上中国燃气的气质问题，无氧铜还是目前国内这些热水器厂商的**。无氧铜还是目前国内这些热水器厂商的**。无氧铜还是目前国内这些热水器厂商的**。

　　为什么A.O.史密斯的燃气热水器要使用不锈钢换热器？这种材质有什么优势？

　　A.O.史密斯使用不锈钢换热器，说到底，就是一厢情愿的自嗨，因为在其他方面下功夫已经打不过任何**，只能“另辟蹊径”，自己讲自己的故事。

　　这问题根本没有必要长篇大论的分析，都知道不锈钢导热慢，比铜慢几乎十几二十倍。

　　燃气热水器主打的就是一个要出热水快，温度调节快，你用不锈钢，从底层原理上来讲就已经背道而驰了。

　　至于“防腐蚀、使用寿命长”这样的故事，也就乍一听很有道理，燃气热水器的强制报废年限是8年，你凭什么就肯定别人的铜热交换器用不了8年？

　　再退一不讲，哪怕铜水箱真的用不了8年，你再看看现在哪个大**没有核心器件8年包修包换？坏了直接免费给你换个新的，我管你能用几年，主打的就是一个性能好、体验好。海尔售后美的售后

　　都知道卖产品要讲故事，史密斯的故事不知道还能自我催眠几年。

　　我是@厨男尚一刀，一个会烹饪、爱老婆、爱姑娘、爱健身的全栈攻城狮，善于用技术和数据分析解决选品问题。

　　从你关注我的那一刻起，我宣布——你家的选品难题被我承包了！厨男の厨电专栏：吸油烟机 | 燃气灶 | 燃气热水器 | 冰箱 | 洗碗机 | 空气炸锅 | 微波炉 | 净水器 | 烤箱厨男の烹饪厨具：炒锅 | 菜刀 | 不粘锅厨男の幸福感好物：人体工学椅 | 扫地机器人 | 指纹锁 | 剃须刀 | 床垫