Ondanks de hogere prijs zijn boilers van roestvrij staal over het algemeen kosteneffectiever als je de totale levenscycluskosten vergelijkt, en dat moet ook zo worden gepresenteerd.
Huishoudelijke boilers zijn de ware infanterie van de mechanische wereld. Ze worden vaak blootgesteld aan zeer zware omstandigheden en hun harde werk wordt meestal genegeerd. Aan de waterkant van de boiler worden mineralen, zuurstof, chemicaliën en sediment aangetast. Bij de verbranding kunnen hoge temperaturen, thermische spanning en condensatie van rookgassen grote schade aanrichten aan de materialen.
Als het op onderhoud aankomt, worden boilers voor warm water (DHW-boilers) vrijwel altijd verwaarloosd. De meeste huiseigenaren beschouwen hun boiler als vanzelfsprekend en merken er pas iets van als hij niet werkt of lekt. De anode controleren? Bezinksel verwijderen? Is er een onderhoudsplan? Laat maar zitten, we vinden het niet erg. Geen wonder dat de meeste DHW-apparatuur een korte levensduur heeft.
Kan deze korte levensduur worden verbeterd? Het gebruik van warmwaterboilers van roestvrij staal is een manier om de levensduur te verlengen. Roestvrij staal is een sterk en duurzaam materiaal dat beter bestand is tegen aantasting door water en vuur, waardoor de boiler een lange levensduur kan hebben. Het enige echte nadeel van roestvrij staal zijn de hoge materiaal- en fabricagekosten. In de zeer concurrerende markt voor warmwaterboilers vormen deze hoge kosten een enorme uitdaging.
Roestvast staal is de algemene benaming voor ijzerlegeringen met een chroomgehalte van minimaal 10,5%. Andere elementen zoals nikkel, molybdeen, titanium en koolstof kunnen worden toegevoegd om corrosiebestendigheid, sterkte en vervormbaarheid te bieden. Er bestaan ​​veel verschillende combinaties van deze metaallegeringen die specifieke "soorten" en "kwaliteiten" roestvast staal opleveren. De aanduiding "roestvast staal" vertelt niet het hele verhaal.
Als iemand zou zeggen: "Geef me wat plastic buizen", wat zou je dan meenemen? PEX, CPVC, polyethyleen? Dit zijn allemaal "plastic" buizen, maar ze hebben allemaal heel verschillende eigenschappen, sterkte en toepassingen. Hetzelfde geldt voor roestvrij staal. Er zijn meer dan 150 soorten roestvrij staal, allemaal met heel verschillende eigenschappen en toepassingen. Roestvrij staal dat gebruikt wordt in boilers voor huishoudelijk gebruik, is meestal gemaakt van slechts een paar soorten roestvrij staal, meestal de typen 304, 316L, 316Ti en 444.
Het verschil tussen deze kwaliteiten zit hem in de concentratie van de legering. Alle roestvrijstalen van de kwaliteit "300" bevatten ongeveer 18% chroom en 10% nikkel. De twee 316-kwaliteiten bevatten ook 2% molybdeen, terwijl aan de 316Ti-kwaliteit 1% titanium is toegevoegd. In vergelijking met 304 geeft molybdeen de 316-kwaliteit een betere algehele corrosiebestendigheid, met name een hogere weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie in chloridehoudende omgevingen. Het titanium in de 316Ti-kwaliteit zorgt voor een uitstekende vervormbaarheid en sterkte. Kwaliteit 444 bevat wel chroom en molybdeen, maar geen nikkel. Over het algemeen geldt: hoe meer nikkel, molybdeen en titanium er in het mengsel zit, hoe beter de corrosiebestendigheid en sterkte, maar ook hoe hoger de kosten. Als iemand zegt dat hij een "roestvrijstalen" boiler heeft, kijk dan goed naar de kwaliteiten, want die zijn niet allemaal hetzelfde.
Roestvrij staal wordt gebruikt in alle soorten waterverwarmers. Het wordt het meest gebruikt in indirecte warmwaterboilers en condenserende doorstroomboilers. Indirecte waterverwarmers bevatten een interne warmteoverdrachtsspiraal die is aangesloten op de boiler of het circuit van de zonnecollector. Ze komen vaker voor in Europa dan in Canada vanwege de dominantie van Europese waterkracht- en zonneboilersystemen.
Roestvrijstalen constructies vormen een groot deel van deze Europese indirecte markten. In Canada zijn indirecte tanks van roestvrij staal en glasgecoat staal verkrijgbaar; tanks van roestvrij staal zijn doorgaans duurder. Bij niet-condenserende doorstroomboilers is de warmtewisselaar meestal van koper. Door de vraag naar efficiëntere condenserende units zijn de warmtewisselaars volledig van roestvrij staal of een combinatie van primaire koperen en secundaire roestvrijstalen warmtewisselaars. Direct gestookte boilers blijven de belangrijkste spelers op de Canadese markt voor waterverwarmers. Koolstofstaal met glascoating domineert dit segment. Roestvrij staal wordt veel gebruikt in doorstroomboilers of direct gestookte condenserende boilers.
Om de efficiëntie van deze apparaten te verhogen, moet het rookgas worden afgekoeld tot onder het dauwpunt om de latente warmte van de brandstof vrij te maken. Het resulterende condensaat is in wezen gedestilleerde waterdamp afkomstig van de gasvormige verbrandingsproducten, die een zeer lage pH-waarde en een hoge zuurgraad heeft. Dit zure condensaat moet via een leiding worden afgevoerd, maar het grootste probleem is het corrosieve effect ervan op de oppervlakken van de warmtewisselaar van de waterverwarmer.
Warmtewisselaars van gewoon staal of koper zijn moeilijk bestand tegen rookgascondensaat gedurende langere tijd. Roestvrij staal is een goede materiaalkeuze vanwege de hoge corrosiebestendigheid en flexibiliteit, waardoor het mogelijk is om complexe warmtewisselaars te vormen. Veel merken condenserende doorstroomboilers gebruiken warmtewisselaars van roestvrij staal. Dit bevordert een volledige condensatie van het rookgas in de warmtewisselaar en resulteert in hoge EF-waarden tot wel 0,97.
Tankboilers met condensatietechnologie worden steeds vaker gebruikt, vooral nu er wijzigingen in de bouwvoorschriften zijn die een hogere efficiëntie van de boiler vereisen. Er zijn twee gangbare typen boilers in deze markt. Tanks met een glazen binnenwand hebben volledig ondergedompelde secundaire condensatiewarmtewisselaars. Zowel de buitenkant (waterzijde) als de binnenkant (verbrandingszijde) van de warmtewisselaarspiralen zijn bekleed met glas, waarbij de glazen binnenwand condensatie van rookgassen voorkomt. Tankmodellen met een volledig roestvrijstalen tank en spiraalconstructie komen niet vaak voor, maar er zijn wel diverse van dergelijke volledig roestvrijstalen constructies verkrijgbaar.
De aanschafkosten van een boiler met glazen binnenwand zijn inderdaad lager, en alleen de tijd zal leren hoe goed de warmtewisselaar bestand is tegen de zware omstandigheden van condensatie. Deze nieuwe condensboilers behalen een hoger rendement dan traditionele boilers met directe verwarming, met thermische rendementen variërend van 90% tot 96%. Naarmate overheden de regelgeving voor de efficiëntie van boilers steeds strenger maken, zullen we ongetwijfeld meer innovatieve, zeer efficiënte boilers op de markt zien verschijnen.
Als je boilers met een opslagtank van dichterbij bekijkt, zul je zien dat de meeste typen, zowel direct gestookte als indirect gestookte, met interne spiraal verwarmde en rechte opslagtanks, een glazen binnenwand en een roestvrijstalen constructie hebben.
Wat zijn de voordelen van roestvrij staal ten opzichte van tanks met een glazen binnenwand? Hoe overtuig je klanten om meer te investeren in roestvrijstalen tanks? Het grootste voordeel van roestvrij staal is de natuurlijke weerstand tegen corrosie door zoet water, wat de levensduur verlengt. Door de samenstelling van corrosiebestendige metaallegeringen zijn roestvrijstalen tanks sterker en duurzamer dan tanks met een glazen binnenwand. Roestvrijstalen tanks hebben een beschermende oxidelaag aan de waterzijde die corrosie op natuurlijke wijze voorkomt.
Glazen tanks daarentegen vertrouwen op de glazen binnenwand als barrière tussen koolstofstaal en water. Zuurstof en chemicaliën in het water tasten het staal aan en veroorzaken snelle corrosie. Omdat het vrijwel onmogelijk is om een ​​beschermende coating perfect aan te brengen (zonder microscopische scheurtjes of gaatjes in de beschermlaag), bevatten glazen tanks opofferingsanoden die in de tank zijn gemonteerd.
De opofferingsanoden slijten na verloop van tijd en wanneer het proces is voltooid, begint de elektrolyse de blootgestelde stalen delen in de tank aan te tasten. De snelheid waarmee de anode slijt, hangt af van de waterkwaliteit en de hoeveelheid gebruikt water. Opofferingsanodes gaan doorgaans drie tot vijf jaar mee en kunnen worden vervangen om verdere schade te voorkomen.
Regelmatige inspectie en vervanging van anodes wordt vaak over het hoofd gezien, waardoor de tank gaat lekken en de hele unit vervangen moet worden. In tegenstelling tot tanks met een glazen binnenbekleding, hebben roestvrijstalen tanks geen "opofferingsanodes" nodig om corrosie op het oppervlak te voorkomen. Dit betekent dat inspectie of vervanging van de anode niet nodig is, wat tijd en kosten bespaart op het gebied van onderhoud gedurende de levensduur van de waterverwarmer.
Vanwege deze verhoogde duurzaamheid en corrosiebestendigheid hebben roestvrijstalen tanks vaak langere garanties, waarbij sommige fabrikanten zelfs levenslange garantie bieden.
Roestvrijstalen tanks hebben ook als voordeel dat ze lichter zijn dan tanks met een glazen binnenwand, waardoor ze gemakkelijker te vervoeren, hanteren en installeren zijn. De wanddikte van roestvrij staal is in tanks meestal veel dunner dan die van vergelijkbare stalen tanks met een glazen binnenwand. In combinatie met het gewicht van de glazen binnenwand zelf, zijn tanks met een glazen binnenwand doorgaans veel zwaarder.
In tegenstelling tot potten met een glazen binnenwand, vereisen roestvrijstalen potten minder aandacht tijdens verzending, en de glazen binnenwand kan tijdens het transport beschadigd raken. Als de glazen binnenwand van de tank beschadigd of gebarsten raakt door ruwe behandeling tijdens verzending of installatie, zal dit pas duidelijk worden wanneer de tank voortijdig defect raakt.
Roestvrijstalen tanks zijn over het algemeen beter bestand tegen hogere watertemperaturen dan tanks met een glazen binnenwand, en temperaturen boven de 82°C (180°F) zullen geen problemen opleveren. Sommige tanks met een glazen binnenwand zijn gevoelig voor spanning bij hoge temperaturen, wat resulteert in een groter risico op beschadiging van de glasbekleding. Temperaturen boven de 71°C (160°F) kunnen een probleem vormen voor sommige glazen binnenwanden. Toepassingen zoals zonneboilers en sommige commerciële industriële toepassingen kunnen eisen stellen aan de opslag van water bij hoge temperaturen.
Het is raadzaam om bij de fabrikant van de met glas beklede tank de aanbevolen maximale bedrijfstemperatuur te raadplegen. Roestvrijstalen tanks zijn doorgaans een betere keuze voor toepassingen bij hoge temperaturen.
Het lijdt geen twijfel dat de aanschafkosten van een roestvrijstalen tank hoger liggen dan die van een tank met een glazen binnenwand. Maar om de hierboven genoemde redenen kunnen de totale levenscycluskosten van een tank met glazen binnenwand uiteindelijk hoger uitvallen. Bij een vergelijking van deze levenscycluskosten zijn roestvrijstalen tanks over het algemeen op de lange termijn kosteneffectiever en zouden ze aan klanten moeten worden gepresenteerd.
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.
Studenten ontvangen HRAI-beurzen. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada organiseert het eerste netwerkevenement voor vrouwen in de branche. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
De vraag naar bouwvergunningen voor woningen blijft groeien. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace wordt overgenomen door Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI reikt Achievement Awards uit aan leden in 2021.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/