Trotz des höheren Preises sind Warmwasserspeicher aus Edelstahl im Vergleich der Lebenszykluskosten in der Regel kostengünstiger und sollten auch so dargestellt werden.
Warmwasserbereiter im Haushalt sind die wahren Helden der Technik. Sie sind oft extremen Bedingungen ausgesetzt, und ihre harte Arbeit wird meist vernachlässigt. Im Wasser selbst greifen Mineralien, Sauerstoff, Chemikalien und Ablagerungen die Geräte an. Bei der Verbrennung können hohe Temperaturen, thermische Belastung und Abgaskondensat die Materialien stark schädigen.
Wenn es um die Wartung geht, werden Warmwasserbereiter fast völlig vernachlässigt. Die meisten Hausbesitzer nehmen ihre Warmwasserbereiter als selbstverständlich hin und bemerken sie erst, wenn sie nicht funktionieren oder undicht sind. Anode prüfen? Ablagerungen abspülen? Gibt es einen Wartungsplan? Egal, das ist uns egal. Kein Wunder, dass die meisten Warmwasserbereiter eine kurze Lebensdauer haben.
Lässt sich diese kurze Lebensdauer verlängern? Die Verwendung von Warmwasserbereitern aus Edelstahl ist eine Möglichkeit, die Lebensdauer zu erhöhen. Edelstahl ist ein robustes und langlebiges Material, das eine bessere Beständigkeit gegenüber Einwirkungen von Wasser und Feuer bietet und dem Warmwasserbereiter somit eine lange Lebensdauer ermöglicht. Der einzige wirkliche Nachteil von Edelstahl sind die hohen Material- und Verarbeitungskosten. Auf dem hart umkämpften Markt für Warmwasserbereiter stellen diese hohen Kosten eine große Herausforderung dar.
Edelstahl ist die Sammelbezeichnung für Eisenlegierungen mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5 %. Weitere Elemente wie Nickel, Molybdän, Titan und Kohlenstoff können ebenfalls hinzugefügt werden, um Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Formbarkeit zu verbessern. Es gibt viele verschiedene Kombinationen dieser Metalllegierungen, die spezifische Edelstahlsorten und -qualitäten ergeben. Die bloße Angabe „aus Edelstahl“ beschreibt die Eigenschaften eines Materials nicht vollständig.
Wenn jemand sagte: „Gib mir ein paar Kunststoffrohre“, was würdest du bringen? PEX, CPVC, Polyethylen? Das sind alles Kunststoffrohre, aber sie unterscheiden sich stark in ihren Eigenschaften, ihrer Festigkeit und ihren Anwendungsbereichen. Dasselbe gilt für Edelstahl. Es gibt über 150 Edelstahlsorten, jede mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsgebieten. Für Warmwasserbereiter im Haushalt werden üblicherweise nur wenige Edelstahlsorten verwendet, meist die Typen 304, 316L, 316Ti und 444.
Der Unterschied zwischen diesen Edelstahlsorten liegt in der Legierungskonzentration. Alle Edelstahlsorten der Güteklasse „300“ enthalten etwa 18 % Chrom und 10 % Nickel. Die beiden Sorten der Güteklasse 316 enthalten zusätzlich 2 % Molybdän, während der Sorte 316Ti 1 % Titan beigemischt ist. Im Vergleich zu 304 verleiht Molybdän den Sorten der Güteklasse 316 eine insgesamt bessere Korrosionsbeständigkeit, insbesondere eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen. Titan in der Güteklasse 316Ti sorgt für ausgezeichnete Umformbarkeit und Festigkeit. Die Güteklasse 444 enthält zwar Chrom und Molybdän, aber kein Nickel. Generell gilt: Je höher der Anteil an Nickel, Molybdän und Titan in der Legierung ist, desto besser sind Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, aber auch desto höher sind die Kosten. Wenn jemand behauptet, einen Warmwasserbereiter aus „Edelstahl“ zu besitzen, sollten Sie die Güteklasse genau prüfen, da diese nicht die gleiche Qualität aufweist.
Edelstahl wird in allen Arten von Warmwasserbereitern verwendet. Am häufigsten kommt er bei indirekten Warmwasserbereitern und Brennwert-Durchlauferhitzern zum Einsatz. Indirekte Warmwasserbereiter verfügen über eine interne Wärmetauscherschlange, die mit dem Heizkessel oder dem Solarkollektorkreislauf verbunden ist. Sie sind in Europa verbreiteter als in Kanada, da dort Wasserkraft- und Solaranlagen zur Warmwasserbereitung weit verbreitet sind.
Edelstahlkonstruktionen sind in Europa weit verbreitet. In Kanada sind indirekte Warmwasserspeicher aus Edelstahl und emailliertem Stahl erhältlich, wobei Edelstahlspeicher in der Regel teurer sind. Bei nicht kondensierenden Durchlauferhitzern besteht der Wärmetauscher üblicherweise aus Kupfer. Im Zuge der Entwicklung hocheffizienter Brennwertgeräte werden die Wärmetauscher entweder komplett aus Edelstahl oder als Kombination aus primärem Kupfer- und sekundärem Edelstahlwärmetauscher gefertigt. Direkt beheizte Warmwasserspeicher sind weiterhin Marktführer auf dem kanadischen Warmwasserbereitermarkt. In diesem Segment dominiert Kohlenstoffstahl mit Emaillierung. Edelstahl wird häufig bei Durchlauferhitzern und direkt beheizten Brennwert-Warmwasserspeichern verwendet.
Um die Effizienz dieser Geräte zu steigern, muss das Abgas unter den Taupunkt abgekühlt werden, um die Verbrennungswärme des Brennstoffs freizusetzen. Das entstehende Kondensat besteht im Wesentlichen aus destilliertem Wasserdampf der gasförmigen Verbrennungsprodukte und weist einen sehr niedrigen pH-Wert und einen hohen Säuregehalt auf. Dieses saure Kondensat muss zur Entsorgung in einen Abfluss geleitet werden, das größere Problem ist jedoch seine korrosive Wirkung auf die Oberflächen des Wärmetauschers im Warmwasserbereiter.
Wärmetauscher aus herkömmlichem Stahl oder Kupfer sind nicht in der Lage, dem Abgaskondensat über längere Zeiträume standzuhalten. Edelstahl ist aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Flexibilität, die die Herstellung komplexer Wärmetauscherformen ermöglicht, eine gute Materialwahl. Viele Hersteller von Brennwert-Durchlauferhitzern verwenden Edelstahl-Wärmetauscher. Diese fördern die vollständige Kondensation des Abgases im Wärmetauscher und erzielen hohe Wirkungsgrade (EF) von bis zu 0,97.
Brennwertkessel werden zunehmend eingesetzt, insbesondere aufgrund geänderter Bauvorschriften, die eine höhere Effizienz von Warmwasserbereitern fordern. Zwei gängige Bauarten sind in diesem Marktsegment verbreitet. Glasierte Speicher verfügen über vollständig untergetauchte Sekundärwärmetauscher. Die Außenseite (wasserseitig) und die Innenseite (feuerseitig) der Wärmetauscherrohre sind glasiert, wobei die Glasur die Kondensation von Abgasen verhindert. Speichermodelle mit komplett aus Edelstahl gefertigtem Speicher und Rohren sind zwar seltener, aber dennoch erhältlich.
Die Anschaffungskosten eines glasemaillierten Speichers sind zwar niedriger, doch erst die Zeit wird zeigen, wie widerstandsfähig der Wärmetauscher in Umgebungen mit starker Kondensation ist. Diese neuen Kondensatspeicher-Warmwasserbereiter erreichen höhere Wirkungsgrade als herkömmliche direkt befeuerte Warmwasserbereiter, mit thermischen Wirkungsgraden zwischen 90 % und 96 %. Da die Regierungen die Vorschriften für die Effizienz von Warmwasserbereitern immer weiter verschärfen, werden wir mit Sicherheit weitere innovative, hocheffiziente Speicher-Warmwasserbereiter auf dem Markt sehen.
Bei genauerer Betrachtung von Warmwasserspeichern stellt man fest, dass die meisten Arten von direkt befeuerten, indirekt beheizten und geraden Speichertanks aus glasemailliertem Edelstahl gefertigt sind.
Was sind also die Vorteile von Edelstahl gegenüber glasemaillierten Tanks? Wie überzeugt man Kunden von einer Investition in Edelstahltanks? Der größte Vorteil von Edelstahl ist seine natürliche Beständigkeit gegen Süßwasserkorrosion, was die Lebensdauer verlängert. Dank seiner Zusammensetzung aus korrosionsbeständigen Metalllegierungen sind Edelstahltanks robuster und langlebiger als glasemaillierte Tanks. Edelstahltanks verfügen auf der Wasserseite über eine schützende Oxidschicht, die Korrosion auf natürliche Weise verhindert.
Glasbeschichtete Tanks hingegen nutzen die Glasbeschichtung als Barriere zwischen Kohlenstoffstahl und Wasser. Sauerstoff und Chemikalien im Wasser würden den Stahl angreifen und ihn schnell korrodieren lassen. Da es nahezu unmöglich ist, eine Schutzbeschichtung perfekt aufzutragen (ohne mikroskopische Risse oder Nadellöcher in der Schutzschicht), sind in glasbeschichteten Tanks Opferanoden im Inneren montiert.
Die Opferanodenstäbe verschleißen mit der Zeit. Nach Abschluss des Prozesses beginnt die Elektrolyse, die freiliegenden Stahlflächen im Inneren des Tanks zu erodieren. Die Geschwindigkeit des Anodenverschleißes hängt von der Wasserqualität und der verbrauchten Wassermenge ab. Opferanoden haben typischerweise eine Lebensdauer von drei bis fünf Jahren und können ausgetauscht werden, um weitere Schäden zu verhindern.
Tatsächlich wird die regelmäßige Überprüfung und der Austausch von Anoden oft vernachlässigt, was zu einem Leck im Tank und dem Austausch des gesamten Geräts führt. Im Gegensatz zu glasemaillierten Tanks benötigen Edelstahltanks keine „Opferanoden“ zum Schutz vor Korrosion. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Anode zu überprüfen oder auszutauschen, was über die gesamte Lebensdauer des Warmwasserbereiters Wartungszeit und -kosten spart.
Aufgrund dieser erhöhten Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit haben Edelstahltanks oft längere Garantiezeiten, einige Hersteller bieten sogar lebenslange Garantien für ihre Tanks an.
Edelstahltanks sind zudem leichter als glasierte Tanks und lassen sich daher einfacher transportieren, handhaben und installieren. Die Wandstärke des in Edelstahltanks verwendeten Materials ist in der Regel deutlich geringer als bei vergleichbaren Stahltanks mit Glasauskleidung. Zusammen mit dem Gewicht der Glasauskleidung selbst sind glasierte Behälter üblicherweise wesentlich schwerer.
Im Gegensatz zu glasbeschichteten Behältern erfordern Edelstahlbehälter beim Transport weniger Sorgfalt, und die Glasbeschichtung kann dabei beschädigt werden. Wenn die Glasbeschichtung des Behälters durch unsachgemäße Behandlung während des Transports oder der Installation beschädigt oder gerissen ist, wird dies erst bemerkt, wenn der Behälter vorzeitig ausfällt.
Edelstahlbehälter sind im Allgemeinen temperaturbeständiger als glasemaillierte Behälter, und Temperaturen über 82 °C (180 °F) stellen kein Problem dar. Einige glasemaillierte Behälter neigen bei hohen Temperaturen zu Spannungen, was das Risiko von Beschädigungen der Beschichtung erhöht. Temperaturen über 71 °C (160 °F) können für manche Glasbeschichtungen problematisch sein. Anwendungen wie Solarwarmwasserbereiter und bestimmte gewerbliche und industrielle Anwendungen erfordern die Speicherung von Wasser bei hohen Temperaturen.
Es wird empfohlen, sich bezüglich der empfohlenen maximalen Betriebstemperatur an den Hersteller des glasemaillierten Tanks zu wenden. Edelstahltanks sind in der Regel die bessere Wahl für Hochtemperaturanwendungen.
Es besteht kein Zweifel, dass die Anschaffungskosten eines Edelstahltanks höher sind als die eines glasemaillierten Tanks. Aus den hier genannten Gründen können die Lebenszykluskosten eines glasemaillierten Tanks jedoch höher ausfallen. Im Vergleich dieser Lebenszykluskosten sind Edelstahltanks langfristig in der Regel kostengünstiger und sollten Kunden daher empfohlen werden.
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.
Studierende erhalten HRAI-Stipendien. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada veranstaltet das erste Branchen-Netzwerktreffen für Frauen. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Die Nachfrage nach Baugenehmigungen für Wohngebäude steigt weiter. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace kauft bei Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI zeichnet Mitglieder mit den Achievement Awards 2021 aus. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/