Malgré leur prix plus élevé, les réservoirs de chauffe-eau en acier inoxydable sont généralement plus rentables lorsque l'on compare les coûts du cycle de vie et doivent être présentés comme tels.
Les chauffe-eau domestiques sont la véritable infanterie du monde mécanique. Ils sont souvent exposés à des environnements très difficiles et leur travail acharné est généralement ignoré. Du côté eau du chauffe-eau, les minéraux, l'oxygène, les produits chimiques et les sédiments sont tous attaqués. En ce qui concerne la combustion, les températures élevées, le stress thermique et la condensation des gaz de combustion peuvent tous faire des ravages sur les matériaux.
En matière d'entretien, les chauffe-eau domestiques (ECS) sont presque tous négligés. La plupart des propriétaires tiennent leurs chauffe-eau pour acquis et ne les remarquent que lorsqu'ils ne fonctionnent pas ou fuient. Vérifiez la tige d'anode ? Rincez les sédiments ? Existe-t-il un plan d'entretien ? Oubliez ça, cela ne nous dérange pas. Il n'est pas étonnant que la plupart des équipements ECS aient une courte durée de vie.
Cette courte durée de vie peut-elle être améliorée ? L'utilisation de chauffe-eau ECS en acier inoxydable est un moyen d'augmenter la durée de vie. L'acier inoxydable est un matériau solide et durable qui offre une meilleure résistance aux attaques du côté de l'eau et du côté du feu, donnant au chauffe-eau la possibilité de fournir une longue durée de vie. Le seul véritable inconvénient de l'acier inoxydable est le coût élevé des matériaux et de la fabrication. Sur le marché hautement concurrentiel des chauffe-eau ECS, un coût aussi élevé est un énorme défi à surmonter.
L'acier inoxydable est le nom générique des alliages ferreux dont la teneur en chrome est d'au moins 10,5 %. D'autres éléments tels que le nickel, le molybdène, le titane et le carbone peuvent également être ajoutés pour assurer la résistance à la corrosion, la résistance et la formabilité. Il existe de nombreuses combinaisons différentes de ces différents alliages métalliques qui produisent des « types » et des « nuances » spécifiques d'acier inoxydable. Dire simplement que quelque chose est fait d'acier inoxydable ne dit pas tout.
Si quelqu'un vous demandait « Donnez-moi des tuyaux en plastique », qu'apporteriez-vous ? PEX, CPVC, polyéthylène ? Tous ces tuyaux sont en « plastique », mais ils ont tous des propriétés, des résistances et des applications très différentes. Il en va de même pour l'acier inoxydable. Il existe plus de 150 nuances d'acier inoxydable, toutes avec des propriétés et des applications très différentes. Les aciers inoxydables utilisés dans les chauffe-eau domestiques sont généralement fabriqués à partir de quelques aciers inoxydables seulement, généralement les types 304, 316L, 316Ti et 444.
La différence entre ces nuances réside dans leur concentration en alliage. Tous les aciers inoxydables de nuance « 300 » contiennent environ 18 % de chrome et 10 % de nickel. Les deux nuances 316 contiennent également 2 % de molybdène, tandis que la nuance 316Ti contient 1 % de titane ajouté au mélange. Comparé au 304, le molybdène confère aux nuances 316 une meilleure résistance globale à la corrosion, notamment une résistance accrue à la corrosion par piqûres et caverneuse dans les environnements chlorés. Le titane de nuance 316Ti lui confère une excellente formabilité et une excellente résistance. La nuance 444 contient du chrome et du molybdène, mais pas de nickel. En règle générale, plus le mélange contient de nickel, de molybdène et de titane, meilleure est la résistance à la corrosion et la résistance, mais plus le prix est élevé. Lorsqu'on vous dit qu'on a un chauffe-eau en acier inoxydable, il faut bien regarder les nuances, car elles ne sont pas de la même qualité.
L'acier inoxydable est utilisé dans tous les différents types de chauffe-eau. Il est le plus souvent utilisé dans les chauffe-eau indirects et les chauffe-eau sans réservoir à condensation. Les chauffe-eau indirects contiennent un serpentin de transfert de chaleur interne connecté à la chaudière ou à la boucle du capteur solaire. Ils sont plus courants en Europe qu'au Canada en raison de la prédominance des systèmes européens de chauffage de l'eau hydraulique et solaire.
La construction en acier inoxydable constitue une grande partie de ces marchés indirects européens. Au Canada, des réservoirs indirects en acier inoxydable et en acier vitrifié sont disponibles, les réservoirs en acier inoxydable ont généralement un prix plus élevé. Dans les chauffe-eau sans réservoir à condensation, l'échangeur de chaleur est généralement en cuivre. Avec la poussée vers des unités de condensation à plus haut rendement, les échangeurs de chaleur sont soit entièrement en acier inoxydable, soit une combinaison d'échangeurs de chaleur primaires en cuivre et secondaires en acier inoxydable. Les chauffe-eau à réservoir à feu direct restent le roi du marché canadien des chauffe-eau. L'acier au carbone avec revêtement en verre domine ce segment. L'acier inoxydable est couramment utilisé dans les chauffe-eau à condensation sans réservoir ou à réservoir à feu direct.
Pour augmenter l'efficacité de ces appareils, les gaz de combustion doivent être refroidis en dessous du point de rosée pour libérer la chaleur latente du combustible. Le condensat résultant est essentiellement de la vapeur d'eau distillée provenant des produits de combustion gazeux, qui a un pH très bas et une acidité élevée. Ce condensat acide doit être acheminé vers un drain pour être éliminé, mais le plus gros problème est son effet corrosif sur les surfaces de l'échangeur de chaleur du chauffe-eau.
Les échangeurs de chaleur en acier ordinaire ou en cuivre ont du mal à résister à ce condensat de gaz de combustion pendant de longues périodes. L'acier inoxydable est un bon choix de matériau en raison de sa grande résistance à la corrosion et de sa flexibilité, ce qui lui permet de former des formes d'échangeurs de chaleur complexes. Il existe de nombreuses marques de chauffe-eau sans réservoir à condensation qui utilisent des échangeurs de chaleur en acier inoxydable. Cela leur permet d'encourager la condensation complète des gaz de combustion dans l'échangeur de chaleur et donne des valeurs EF élevées allant jusqu'à 0,97.
Les chauffe-eau à réservoir avec technologie de condensation commencent également à être utilisés plus fréquemment, en particulier avec certains changements de code du bâtiment exigeant une efficacité de chauffe-eau plus élevée. Il existe deux types de bâtiments courants sur ce marché. Les réservoirs vitrifiés construisent des échangeurs de chaleur à condensation secondaires entièrement immergés. L'extérieur (côté eau) et l'intérieur (côté feu) des serpentins de l'échangeur de chaleur sont vitrifiés, et l'intérieur vitrifié empêche la condensation des gaz de combustion. Les modèles de réservoir avec réservoir et serpentin entièrement en acier inoxydable ne sont pas courants, mais il existe plusieurs de ces constructions entièrement en acier inoxydable disponibles.
Le coût initial d'un réservoir vitrifié est en effet inférieur, et seul le temps nous dira à quel point l'échangeur de chaleur sera résistant dans des environnements de condensation difficiles. Ces nouveaux chauffe-eau à réservoir de condensat sont capables d'atteindre des rendements plus élevés que les chauffe-eau traditionnels à combustion directe, avec des rendements thermiques allant de 90 % à 96 %. Alors que les gouvernements poussent les réglementations sur l'efficacité des chauffe-eau de plus en plus haut, nous sommes sûrs de voir davantage de chauffe-eau à réservoir à haute efficacité innovants entrer sur le marché.
Examinez de plus près les chauffe-eau à réservoir et vous constaterez que la plupart des types de réservoirs à feu direct, à serpentin interne indirect et de réservoirs de stockage droits ont une construction en acier inoxydable et revêtue de verre.
Alors, quels sont les avantages de l'acier inoxydable par rapport aux réservoirs en acier inoxydable ? Comment convaincre les clients d'investir davantage dans des réservoirs en acier inoxydable ? Le plus grand avantage de l'acier inoxydable est sa résistance naturelle à la corrosion de l'eau douce, ce qui augmente sa durée de vie. En raison de sa composition en alliages métalliques résistants à la corrosion, les réservoirs en acier inoxydable sont plus solides et plus durables que les réservoirs en acier inoxydable. Les réservoirs en acier inoxydable ont une barrière d'oxyde protectrice côté eau pour empêcher naturellement la corrosion.
Les réservoirs doublés de verre, en revanche, s'appuient sur le revêtement en verre pour fournir une barrière entre l'acier au carbone et l'eau. Si l'occasion se présente, l'oxygène et les produits chimiques présents dans l'eau attaqueront l'acier et le corroderont rapidement. Puisqu'il est presque impossible d'appliquer parfaitement un revêtement protecteur (pas de fissures microscopiques ou de défauts de piqûre dans la couche protectrice), les réservoirs doublés de verre comprennent des tiges d'anode sacrificielles montées à l'intérieur du réservoir.
Les tiges d'anode sacrificielles s'usent avec le temps et, une fois le processus terminé, l'électrolyse commence à éroder les zones d'acier exposées à l'intérieur du réservoir. La vitesse à laquelle l'anode s'épuise dépend de la qualité de l'eau et de la quantité d'eau utilisée. Les anodes sacrificielles durent généralement de trois à cinq ans et peuvent être remplacées pour éviter d'autres dommages.
En fait, l'inspection et le remplacement réguliers des anodes sont souvent négligés, et le réservoir fuit, ce qui entraîne le remplacement de l'ensemble de l'unité. Contrairement aux réservoirs revêtus de verre, les réservoirs en acier inoxydable ne nécessitent pas « d'anodes sacrificielles » pour empêcher la corrosion sur leurs surfaces. Cela signifie qu'il n'est pas nécessaire d'inspecter ou de remplacer l'anode, ce qui permet d'économiser du temps et des coûts de maintenance sur toute la durée de vie du chauffe-eau.
En raison de cette durabilité accrue et de cette résistance à la corrosion, vous constaterez souvent que les réservoirs en acier inoxydable bénéficient de garanties plus longues, certains fabricants offrant des garanties à vie pour les réservoirs.
Les réservoirs en acier inoxydable ont également l'avantage d'être plus légers que les réservoirs revêtus de verre, ce qui les rend plus faciles à transporter, à manipuler et à installer. L'épaisseur de paroi de l'acier inoxydable utilisé dans les réservoirs est généralement beaucoup plus fine que celle des réservoirs en acier similaires avec revêtement en verre. Combiné au poids du revêtement en verre lui-même, les bocaux revêtus de verre sont généralement beaucoup plus lourds.
Contrairement aux bocaux doublés de verre, les bocaux en acier inoxydable nécessitent moins d'attention lors de l'expédition, et le revêtement en verre peut être endommagé pendant le transport. Si le revêtement en verre du réservoir est endommagé ou fissuré en raison d'une manipulation brutale pendant l'expédition ou l'installation, cela ne sera pas connu jusqu'à ce que le réservoir tombe en panne prématurément.
Les réservoirs en acier inoxydable sont généralement capables de supporter des températures d'eau plus élevées que les réservoirs vitrifiés, et les températures supérieures à 180 °F ne poseront aucun problème. Certains réservoirs vitrifiés sont sujets à des contraintes à des températures élevées, ce qui entraîne un risque plus élevé de dommages au revêtement vitrifié. Les températures supérieures à 160 °F peuvent être un problème pour certains revêtements en verre. Les applications telles que les chauffe-eau solaires et certaines applications industrielles commerciales peuvent nécessiter un stockage d'eau à haute température.
Il est recommandé de consulter le fabricant du réservoir revêtu de verre pour connaître la température de fonctionnement maximale recommandée. Les réservoirs en acier inoxydable sont généralement un meilleur choix pour les applications à haute température.
Il ne fait aucun doute que le coût initial d'un réservoir en acier inoxydable est plus élevé que celui d'un réservoir vitrifié. Mais pour les raisons mentionnées ici, le coût du cycle de vie d'un réservoir vitrifié peut devenir plus élevé. En comparant ces coûts de cycle de vie, les réservoirs en acier inoxydable sont généralement plus rentables à long terme et doivent être présentés aux 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.
Les étudiants reçoivent des bourses HRAI.https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada organise son premier événement de réseautage industriel pour les femmes. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
La demande de permis de construire résidentiels continue de croître.https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace acquiert Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI récompense ses membres avec les prix de réussite 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/