Malgrat el preu més elevat, els dipòsits d'escalfador d'aigua d'acer inoxidable són generalment més rendibles quan es comparen els costos del cicle de vida i s'han de presentar com a tals.
Els escalfadors d'aigua domèstics són la veritable infanteria del món mecànic. Sovint estan exposats a ambients molt durs i el seu treball dur s'ignora majoritàriament. Pel que fa a l'aigua de l'escalfador, els minerals, l'oxigen, els productes químics i els sediments són atacats. Pel que fa a la combustió, les altes temperatures, l'estrès tèrmic i el condensat de gasos de combustió poden causar estralls en els materials.
Pel que fa al manteniment, els escalfadors d'aigua calenta sanitària (ACS) gairebé es descuiden. La majoria dels propietaris donen per fet els seus escalfadors d'aigua i només se n'adonen quan no funcionen o tenen fuites. Comproveu la vareta de l'ànode? Esbandiu els sediments? Hi ha algun pla de manteniment? Oblideu-ho, no ens importa. No és estrany que la majoria dels equips d'ACS tinguin una vida útil curta.
Es pot millorar aquesta curta vida útil? L'ús d'escalfadors d'ACS fets d'acer inoxidable és una manera d'augmentar l'esperança de vida. L'acer inoxidable és un material fort i durador que proporciona una millor resistència als atacs de l'aigua i del foc, donant a l'escalfador l'oportunitat de proporcionar una llarga vida útil. L'únic inconvenient real de l'acer inoxidable és l'alt cost dels materials i la fabricació. En el mercat altament competitiu dels escalfadors d'ACS, aquest cost elevat és un gran repte a superar.
L'acer inoxidable és el nom genèric dels aliatges ferrosos amb un contingut de crom de com a mínim el 10,5%. També es poden afegir altres elements com el níquel, el molibdè, el titani i el carboni per proporcionar resistència a la corrosió, resistència i formabilitat. Hi ha moltes combinacions diferents d'aquests diferents aliatges metàl·lics que produeixen "tipus" i "graus" específics d'acer inoxidable. Només dir que alguna cosa està feta d'acer inoxidable no explica tota la història.
Si algú et digués "doneu-me unes canonades de plàstic", què portaries? PEX, CPVC, polietilè? Totes aquestes són canonades de "plàstic", però totes tenen propietats, resistències i aplicacions molt diferents. El mateix passa amb l'acer inoxidable. Hi ha més de 150 graus d'acer inoxidable, tots amb propietats i aplicacions molt diferents. Els acers inoxidables utilitzats en els escalfadors d'aigua domèstics solen estar fets només d'uns quants acers inoxidables, normalment dels tipus 304, 316L, 316Ti i 444.
La diferència entre aquests graus és la concentració d'aliatge que contenen. Tots els acers inoxidables de grau "300" contenen aproximadament un 18% de crom i un 10% de níquel. Els dos graus 316 també contenen un 2% de molibdè, mentre que el grau 316Ti té un 1% de titani afegit a la barreja. En comparació amb el 304, el molibdè confereix una millor resistència a la corrosió general als graus 316, especialment una major resistència a la corrosió per picadura i esquerdes en ambients de clorur. El titani de grau 316Ti li proporciona una excel·lent formabilitat i resistència. El grau 444 té crom i molibdè, però no té níquel. En general, com més níquel, molibdè i titani hi hagi a la barreja, millor serà la resistència a la corrosió i la resistència, però també més alt serà el cost. Quan algú digui que té un escalfador d'aigua "d'acer inoxidable", mireu atentament els graus, ja que no són de la mateixa qualitat.
L'acer inoxidable s'utilitza en tot tipus d'escalfadors d'aigua. S'utilitza més habitualment en escalfadors d'ACS indirectes i escalfadors d'aigua de condensació sense dipòsit. Els escalfadors d'aigua indirectes contenen una serpentina de transferència de calor interna connectada a la caldera o al bucle del col·lector solar. Són més comuns a Europa que al Canadà a causa del domini dels sistemes europeus d'escalfament d'aigua hidroelèctric i solar.
La construcció d'acer inoxidable constitueix una gran part d'aquests mercats indirectes europeus. Al Canadà, hi ha disponibles dipòsits indirectes d'acer inoxidable i d'acer amb revestiment de vidre, els dipòsits d'acer inoxidable solen tenir un preu més elevat. En els escalfadors d'aigua sense dipòsit sense condensació, l'intercanviador de calor sol ser de coure. Amb l'impuls de les unitats de condensació d'alta eficiència, els intercanviadors de calor són o bé totalment d'acer inoxidable o bé una combinació d'intercanviadors de calor primaris de coure i secundaris d'acer inoxidable. Els escalfadors d'aigua amb dipòsit de foc directe continuen sent el rei del mercat canadenc d'escalfadors d'aigua. L'acer al carboni amb revestiment de vidre domina aquest segment. L'acer inoxidable s'utilitza habitualment en escalfadors d'aigua de condensació sense dipòsit o amb dipòsit de foc directe.
Per augmentar l'eficiència d'aquests dispositius, els gasos de combustió s'han de refredar per sota del punt de rosada per alliberar la calor latent del combustible. El condensat resultant és essencialment vapor d'aigua destil·lada dels productes de combustió gasosos, que té un pH molt baix i una acidesa alta. Aquest condensat àcid s'ha de canalitzar a un desguàs per a la seva eliminació, però el problema més gran és el seu efecte corrosiu sobre les superfícies de l'intercanviador de calor de l'escalfador d'aigua.
Els intercanviadors de calor fets d'acer ordinari o coure són difícils de suportar aquest condensat de gasos de combustió durant llargs períodes de temps. L'acer inoxidable és una bona opció de material per la seva alta resistència a la corrosió i flexibilitat, cosa que li permet formar formes complexes d'intercanviador de calor. Hi ha moltes marques d'escalfadors d'aigua de condensació sense dipòsit que utilitzen intercanviadors de calor d'acer inoxidable. Això els permet afavorir la condensació completa dels gasos de combustió a l'intercanviador de calor i resulta en altes qualificacions d'EF de fins a 0,97.
Els escalfadors d'aigua amb tanc amb tecnologia de condensació també comencen a utilitzar-se amb més freqüència, especialment amb alguns canvis en el codi de construcció que requereixen una major eficiència dels escalfadors d'aigua. Hi ha dos tipus d'edificis comuns en aquest mercat. Els tancs amb revestiment de vidre són intercanviadors de calor de condensació secundaris completament submergits. L'exterior (costat de l'aigua) i l'interior (costat del foc) de les serpentines de l'intercanviador de calor estan revestits de vidre, i l'interior amb revestiment de vidre evita la condensació dels gasos de combustió. Els models de tanc amb construcció de tanc i serpentin totalment d'acer inoxidable no són habituals, però hi ha diverses construccions totalment d'acer inoxidable disponibles.
El cost inicial d'un dipòsit amb revestiment de vidre és, de fet, inferior, i només el temps dirà com de resistent serà l'intercanviador de calor en entorns de condensació durs. Aquests nous escalfadors d'aigua amb dipòsit de condensat poden aconseguir eficiències més altes que els escalfadors d'aigua de foc directe tradicionals, amb eficiències tèrmiques que oscil·len entre el 90% i el 96%. A mesura que els governs impulsen les regulacions d'eficiència dels escalfadors d'aigua cada cop més, estem segurs que veurem entrar al mercat escalfadors d'aigua amb dipòsit d'alta eficiència més innovadors.
Si mireu més de prop els escalfadors d'aigua amb tanc, veureu que la majoria dels tipus de tancs d'emmagatzematge directes, de serpentí intern indirecte i rectes tenen una construcció d'acer inoxidable i revestida de vidre.
Aleshores, quins són els avantatges de l'acer inoxidable respecte als revestits de vidre? Com ​​convenceu els clients perquè inverteixin més en dipòsits d'acer inoxidable? El major avantatge de l'acer inoxidable és la seva resistència natural a la corrosió de l'aigua dolça, cosa que augmenta la vida útil. A causa de la seva composició d'aliatges metàl·lics resistents a la corrosió, els dipòsits d'acer inoxidable són més resistents i duradors que els dipòsits revestits de vidre. Els dipòsits d'acer inoxidable tenen una barrera protectora d'òxid al costat de l'aigua per prevenir la corrosió de manera natural.
Els tancs revestits de vidre, en canvi, es basen en el revestiment de vidre per proporcionar una barrera entre l'acer al carboni i l'aigua. Si es presenta l'oportunitat, l'oxigen i els productes químics de l'aigua atacaran l'acer i el corroiran ràpidament. Com que és gairebé impossible aplicar cap recobriment protector perfectament (sense esquerdes microscòpiques ni defectes de forats a la capa protectora), els tancs revestits de vidre inclouen varetes d'ànode de sacrifici muntades dins del tanc.
Les varetes de l'ànode de sacrifici es desgastaran amb el temps i, quan el procés s'hagi completat, l'electròlisi començarà a erosionar les zones d'acer exposades dins del tanc. La velocitat a la qual s'esgota l'ànode depèn de la qualitat de l'aigua i de la quantitat d'aigua utilitzada. Els ànodes de sacrifici solen durar de tres a cinc anys i es poden substituir per evitar més danys.
De fet, sovint es passa per alt la inspecció i la substitució regulars dels ànodes, i el dipòsit té fuites, cosa que fa que s'hagi de substituir tota la unitat. A diferència dels dipòsits amb revestiment de vidre, els dipòsits d'acer inoxidable no requereixen "ànodes de sacrifici" per evitar la corrosió a les seves superfícies. Això significa que no cal inspeccionar ni substituir l'ànode, cosa que estalvia temps i costos de manteniment durant la vida útil de l'escalfador d'aigua.
A causa d'aquesta major durabilitat i resistència a la corrosió, sovint trobareu que els dipòsits d'acer inoxidable tenen garanties més llargues, i alguns fabricants ofereixen garanties de per vida per als dipòsits.
Els dipòsits d'acer inoxidable també tenen l'avantatge de ser més lleugers en comparació amb els dipòsits amb revestiment de vidre, cosa que els fa més fàcils de transportar, manipular i instal·lar. El gruix de la paret de l'acer inoxidable utilitzat en els dipòsits sol ser molt més prim que el dels dipòsits d'acer similars amb revestiment de vidre. Combinat amb el pes del propi revestiment de vidre, els pots amb revestiment de vidre solen ser molt més pesats.
A diferència dels pots amb revestiment de vidre, els pots d'acer inoxidable requereixen menys atenció durant l'enviament, i el revestiment de vidre es pot danyar durant l'enviament. Si el revestiment de vidre del dipòsit està danyat o esquerdat a causa d'una manipulació brusca durant l'enviament o la instal·lació, no se sabrà fins que el dipòsit falli prematurament.
Els dipòsits d'acer inoxidable generalment poden suportar temperatures d'aigua més altes que els dipòsits amb revestiment de vidre, i les temperatures superiors a 180 °F no presentaran cap problema. Alguns dipòsits amb revestiment de vidre són propensos a estrès a altes temperatures, cosa que resulta en un risc més elevat de danys causats pel revestiment de vidre. Les temperatures superiors a 160 °F poden ser un problema per a alguns revestiments de vidre. Aplicacions com ara escalfadors d'aigua solars i algunes aplicacions industrials comercials poden requerir requisits d'emmagatzematge d'aigua a alta temperatura.
Es recomana consultar el fabricant del tanc amb revestiment de vidre per conèixer la temperatura màxima de funcionament recomanada. Els tancs d'acer inoxidable solen ser una millor opció per a aplicacions a alta temperatura.
No hi ha dubte que el cost inicial d'un dipòsit d'acer inoxidable és més alt que el d'un dipòsit amb revestiment de vidre. Però per les raons esmentades aquí, el cost del cicle de vida d'un dipòsit amb revestiment de vidre pot arribar a ser més alt. Quan es comparen aquests costos del cicle de vida, els dipòsits d'acer inoxidable generalment són més rendibles a llarg termini i s'han de mostrar als clients.
Robert Waters is President of Solar Water Services Inc., which provides training, education and support services to the hydroelectric power industry.He is a Mechanical Engineering Technology graduate from Humber College with over 30 years experience in circulating water and solar water heating.He can be reached at solwatservices@gmail.com.
Els estudiants reben beques HRAI. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada organitza el primer esdeveniment de networking de dones de la indústria. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
La demanda de permisos d'obra residencial continua creixent. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace s'ha especialitzat en Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI reconeix els seus membres amb els Premis a l'Assoliment 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/