Unatoč višoj cijeni, spremnici bojlera od nehrđajućeg čelika općenito su isplativiji kada se uspoređuju troškovi životnog ciklusa i trebali bi se kao takvi i prezentirati.
Kućni bojleri su prava pješadija mehaničkog svijeta. Često su izloženi vrlo teškim uvjetima, a njihov naporan rad se uglavnom zanemaruje. Na strani vode u bojleru, minerali, kisik, kemikalije i sedimenti su napadnuti. Kada je u pitanju izgaranje, visoke temperature, toplinski stres i kondenzat dimnih plinova mogu uništiti materijale.
Kad je riječ o održavanju, bojleri za toplu vodu (PTV) gotovo su zanemareni. Većina vlasnika kuća uzima svoje bojlere zdravo za gotovo i primjećuje ih samo kada ne rade ili cure. Provjerite anodnu šipku? Isperite sediment? Postoji li plan održavanja? Zaboravite, ne smeta nam. Nije ni čudo što većina opreme za toplu vodu ima kratak vijek trajanja.
Može li se poboljšati ovaj kratki vijek trajanja? Korištenje bojlera PTV-a izrađenih od nehrđajućeg čelika jedan je od načina za povećanje vijeka trajanja. Nehrđajući čelik je čvrst i izdržljiv materijal koji pruža bolju otpornost na utjecaje vode i vatre, dajući bojleru mogućnost dugog vijeka trajanja. Jedini pravi nedostatak nehrđajućeg čelika je visoka cijena materijala i izrade. Na vrlo konkurentnom tržištu bojlera PTV-a, tako visoka cijena predstavlja ogroman izazov koji treba prevladati.
Nehrđajući čelik je generički naziv za željezne legure s udjelom kroma od najmanje 10,5%. Mogu se dodati i drugi elementi poput nikla, molibdena, titana i ugljika kako bi se osigurala otpornost na koroziju, čvrstoća i oblikovljivost. Postoje mnoge različite kombinacije ovih različitih metalnih legura koje proizvode specifične „vrste“ i „razrede“ nehrđajućeg čelika. Samo reći da je nešto izrađeno od nehrđajućeg čelika ne govori cijelu priču.
Kad bi netko rekao „dajte mi neke plastične cijevi“, što biste donijeli? PEX, CPVC, polietilen? Sve su to „plastične“ cijevi, ali sve imaju vrlo različita svojstva, čvrstoće i primjenu. Isto vrijedi i za nehrđajući čelik. Postoji preko 150 vrsta nehrđajućeg čelika, sve s vrlo različitim svojstvima i primjenom. Nehrđajući čelici koji se koriste u kućnim bojlerima obično se izrađuju od samo nekoliko vrsta nehrđajućeg čelika, obično tipova 304, 316L, 316Ti i 444.
Razlika između ovih stupnjeva je koncentracija legure u njima. Svi nehrđajući čelici stupnja "300" sadrže približno 18% kroma i 10% nikla. Dva stupnja 316 također sadrže 2% molibdena, dok stupanj 316Ti ima 1% titana dodanog u smjesu. U usporedbi s 304, molibden daje stupnjevima 316 bolju ukupnu otpornost na koroziju, posebno veću otpornost na koroziju uzrokovanu točkastim i pukotinama u kloridnim okruženjima. Titan stupnja 316Ti daje mu izvrsnu oblikovljivost i čvrstoću. Stupanj 444 sadrži krom i molibden, ali ne sadrži nikal. Općenito govoreći, što je više nikla, molibdena i titana u smjesi, to je bolja otpornost na koroziju i čvrstoća, ali i veća cijena. Kada netko kaže da ima bojler od "nehrđajućeg čelika", pažljivo pogledajte stupnjeve jer nisu iste kvalitete.
Nehrđajući čelik koristi se u svim različitim vrstama bojlera. Najčešće se koristi u indirektnim bojlerima PTV-a i kondenzacijskim protočnim bojlerima. Indirektni bojleri sadrže unutarnju zavojnicu za prijenos topline spojenu na bojler ili petlju solarnog kolektora. Češći su u Europi nego u Kanadi zbog dominacije europskih hidro i solarnih sustava za grijanje vode.
Konstrukcija od nehrđajućeg čelika čini veliki dio ovih europskih indirektnih tržišta. U Kanadi su dostupni indirektni spremnici od nehrđajućeg čelika i čelika s oblogom od stakla, spremnici od nehrđajućeg čelika obično imaju višu cijenu. Kod kondenzacijskih bojlera bez spremnika, izmjenjivač topline obično je izrađen od bakra. S poticajem za kondenzacijske jedinice veće učinkovitosti, izmjenjivači topline su ili svi od nehrđajućeg čelika ili kombinacija primarnih bakrenih i sekundarnih izmjenjivača topline od nehrđajućeg čelika. Bojleri s izravnim spremnikom ostaju kralj kanadskog tržišta bojlera. Ugljični čelik sa oblogom od stakla dominira ovim segmentom. Nehrđajući čelik se obično koristi u kondenzacijskim bojlerima bez spremnika ili s izravnim spremnikom.
Kako bi se povećala učinkovitost ovih uređaja, dimni plin mora se ohladiti ispod točke rosišta kako bi se oslobodila latentna toplina goriva. Dobiveni kondenzat je u biti destilirana vodena para iz plinovitih produkata izgaranja, koja ima vrlo nizak pH i visoku kiselost. Ovaj kiseli kondenzat mora se odvoditi u odvod radi odlaganja, ali veći problem je njegov korozivni učinak na površine izmjenjivača topline bojlera.
Izmjenjivači topline izrađeni od običnog čelika ili bakra teško podnose ovaj kondenzat dimnih plinova dulje vrijeme. Nehrđajući čelik je dobar izbor materijala zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i fleksibilnosti, što mu omogućuje oblikovanje složenih oblika izmjenjivača topline. Postoje mnoge marke kondenzacijskih bojlera bez spremnika koji koriste izmjenjivače topline od nehrđajućeg čelika. To im omogućuje poticanje potpune kondenzacije dimnih plinova u izmjenjivaču topline i rezultira visokim EF ocjenama do 0,97.
Bojleri s kondenzacijskom tehnologijom sada se također sve češće koriste, posebno s nekim promjenama građevinskih propisa koje zahtijevaju veću učinkovitost bojlera. Na ovom tržištu postoje dvije uobičajene vrste zgrada. Spremnici obloženi staklom ugrađuju potpuno uronjene sekundarne kondenzacijske izmjenjivače topline. Vanjska (strana vode) i unutarnja (strana vatre) zavojnica izmjenjivača topline obložene su staklom, a unutrašnjost obložena staklom sprječava kondenzaciju dimnih plinova. Modeli spremnika s konstrukcijom spremnika i zavojnice od nehrđajućeg čelika nisu uobičajeni, ali dostupno je nekoliko takvih konstrukcija od nehrđajućeg čelika.
Početni trošak spremnika obloženog staklom doista je niži, a samo će vrijeme pokazati koliko će izmjenjivač topline biti otporan u teškim uvjetima kondenzacije. Ovi novi bojleri s kondenzacijskim spremnikom mogu postići veću učinkovitost od tradicionalnih bojlera s direktnim loženjem, s toplinskom učinkovitošću u rasponu od 90% do 96%. Kako vlade podižu propise o učinkovitosti bojlera, sigurno ćemo vidjeti sve više inovativnih visokoučinkovitih bojlera na tržištu.
Pogledajte bliže bojlere sa spremnikom i otkrit ćete da većina vrsta spremnika s direktnim zagrijavanjem, indirektnih spremnika s unutarnjom zavojnicom i ravnih spremnika ima konstrukciju od stakla i nehrđajućeg čelika.
Dakle, koje su prednosti nehrđajućeg čelika u odnosu na spremnike obložene staklom? Kako uvjeriti kupce da više ulažu u spremnike od nehrđajućeg čelika? Najveća prednost nehrđajućeg čelika je njegova prirodna otpornost na koroziju u slatkoj vodi, što povećava vijek trajanja. Zbog svog sastava od metalnih legura otpornih na koroziju, spremnici od nehrđajućeg čelika su jači i izdržljiviji od spremnika obloženih staklom. Spremnici od nehrđajućeg čelika imaju zaštitnu oksidnu barijeru na strani vode kako bi se prirodno spriječila korozija.
S druge strane, spremnici obloženi staklom oslanjaju se na staklenu oblogu kako bi se osigurala barijera između ugljičnog čelika i vode. U slučaju prilike, kisik i kemikalije u vodi napasti će čelik i brzo ga korodirati. Budući da je gotovo nemoguće savršeno nanijeti bilo kakav zaštitni premaz (bez mikroskopskih pukotina ili rupica u zaštitnom sloju), spremnici obloženi staklom uključuju žrtvene anodne šipke montirane unutar spremnika.
Žrtvene anodne šipke će se s vremenom istrošiti, a kada je proces završen, elektroliza će početi nagrizati izložena čelična područja unutar spremnika. Brzina kojom se anoda troši ovisi o kvaliteti vode i količini korištene vode. Žrtvene anode obično traju tri do pet godina, a anode se mogu zamijeniti kako bi se spriječila daljnja oštećenja.
Zapravo, redovita inspekcija i zamjena anoda često se zanemaruju, te spremnik propušta, što uzrokuje zamjenu cijele jedinice. Za razliku od spremnika obloženih staklom, spremnici od nehrđajućeg čelika ne zahtijevaju „žrtvene anode“ kako bi se spriječila korozija na njihovim površinama. To znači da nema potrebe za inspekcijom ili zamjenom anode, što štedi vrijeme i troškove održavanja tijekom vijeka trajanja bojlera.
Zbog ove povećane izdržljivosti i otpornosti na koroziju, često ćete pronaći spremnike od nehrđajućeg čelika koji imaju dulja jamstva, a neki proizvođači nude doživotna jamstva za spremnike.
Spremnici od nehrđajućeg čelika također imaju prednost što su lakši u usporedbi sa spremnicima obloženim staklom, što ih čini lakšim za transport, rukovanje i ugradnju. Debljina stijenke nehrđajućeg čelika koji se koristi u spremnicima obično je mnogo tanja od sličnih čeličnih spremnika sa staklenim oblogama. U kombinaciji s težinom same staklene obloge, staklenke obložene staklom obično su mnogo teže.
Za razliku od staklenki s oblogom od stakla, staklenke od nehrđajućeg čelika zahtijevaju manje pažnje prilikom transporta, a staklena obloga se može oštetiti tijekom transporta. Ako je staklena obloga spremnika oštećena ili napuknuta zbog grubog rukovanja tijekom transporta ili ugradnje, to se neće znati sve dok spremnik prerano ne pokvari.
Spremnici od nehrđajućeg čelika općenito mogu podnijeti više temperature vode od spremnika obloženih staklom, a temperature iznad 79°C neće predstavljati nikakve probleme. Neki spremnici obloženi staklom skloni su naprezanju na visokim temperaturama, što rezultira većim rizikom od oštećenja obloženih staklom. Temperature iznad 71°C mogu biti problem za neke staklene obloge. Primjene poput solarnih bojlera i neke komercijalne industrijske primjene mogu imati zahtjeve za skladištenje vode na visokim temperaturama.
Preporučuje se konzultirati proizvođača spremnika s staklenim oblogama za preporučenu maksimalnu radnu temperaturu. Spremnici od nehrđajućeg čelika obično su bolji izbor za primjene na visokim temperaturama.
Nema sumnje da je početni trošak spremnika od nehrđajućeg čelika veći od troška spremnika obloženog staklom. No, iz ovdje navedenih razloga, trošak životnog ciklusa spremnika obloženog staklom može postati veći. Uspoređujući ove troškove životnog ciklusa, spremnici od nehrđajućeg čelika općenito su isplativiji na dugi rok i to treba pokazati kupcima.
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.
Studenti primaju HRAI stipendije. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada domaćin je prvog događaja za umrežavanje žena u industriji. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Potražnja za dozvolama za stambenu gradnju i dalje raste. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace, Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI dodjeljuje nagrade za postignuća članovima za 2021. godinu. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/