Til tross for den høyere prisen er varmtvannsberedertanker i rustfritt stål generelt mer kostnadseffektive når man sammenligner livssykluskostnader, og bør presenteres som sådan.
Hjemmevarmtvannsberedere er den virkelige infanteriet i den mekaniske verden. De er ofte utsatt for svært tøffe miljøer, og deres harde arbeid blir stort sett ignorert. På vannsiden av varmeren blir mineraler, oksygen, kjemikalier og sediment angrepet. Når det gjelder forbrenning, kan høye temperaturer, termisk stress og røykgasskondensat forårsake kaos på materialer.
Når det gjelder vedlikehold, blir varmtvannsberedere (DVB) så godt som neglisjert. De fleste huseiere tar varmtvannsberederne sine for gitt og legger bare merke til dem når de ikke fungerer eller lekker. Sjekk anodestangen? Skyll av sediment? Finnes det en vedlikeholdsplan? Glem det, vi bryr oss ikke. Ikke rart at de fleste varmtvannsberedere har kort levetid.
Kan denne korte levetiden forbedres? Bruk av varmtvannsberedere i rustfritt stål er én måte å øke forventet levetid på. Rustfritt stål er et sterkt og slitesterkt materiale som gir bedre motstand mot angrep fra vann og peis, noe som gir varmeren muligheten til å gi lang levetid. Den eneste virkelige ulempen med rustfritt stål er de høye kostnadene for materialer og fabrikasjon. I det svært konkurransepregede markedet for varmtvannsberedere er slike høye kostnader en stor utfordring å overvinne.
Rustfritt stål er det generiske navnet på jernholdige legeringer med et krominnhold på minst 10,5 %. Andre elementer som nikkel, molybden, titan og karbon kan også tilsettes for å gi korrosjonsbestandighet, styrke og formbarhet. Det finnes mange forskjellige kombinasjoner av disse forskjellige metalllegeringene som produserer spesifikke «typer» og «kvaliteter» av rustfritt stål. Bare det å si at noe er laget av rustfritt stål forteller ikke hele historien.
Hvis noen sa «gi meg noen plastrør», hva ville du tatt med deg? PEX, CPVC, polyetylen? Alle disse er «plastrør», men alle har svært forskjellige egenskaper, styrker og bruksområder. Det samme gjelder rustfritt stål. Det finnes over 150 kvaliteter rustfritt stål, alle med svært forskjellige egenskaper og bruksområder. Rustfritt stål som brukes i varmtvannsberedere til husholdninger er vanligvis laget av bare noen få rustfrie ståltyper, vanligvis typene 304, 316L, 316Ti og 444.
Forskjellen mellom disse kvalitetene er konsentrasjonen av legering i dem. Alle rustfrie ståltyper i «300»-kvalitet inneholder omtrent 18 % krom og 10 % nikkel. De to 316-kvalitetene inneholder også 2 % molybden, mens 316Ti-kvaliteten har 1 % titan tilsatt i blandingen. Sammenlignet med 304 gir molybden bedre generell korrosjonsbestandighet enn 316-kvaliteter, spesielt høyere motstand mot gropkorrosjon og spaltekorrosjon i kloridmiljøer. Titan i 316Ti-kvalitet gir utmerket formbarhet og styrke. Kvalitet 444 inneholder krom og molybden, men den inneholder ikke nikkel. Generelt sett, jo mer nikkel, molybden og titan i blandingen, desto bedre er korrosjonsbestandigheten og styrken, men også desto høyere er kostnaden. Når noen sier at de har en varmtvannsbereder i «rustfritt stål», bør du se nøye på kvalitetene, da de ikke er av samme kvalitet.
Rustfritt stål brukes i alle typer varmtvannsberedere. Det brukes oftest i indirekte varmtvannsberedere og kondenserende tankløse varmtvannsberedere. Indirekte varmtvannsberedere inneholder en intern varmeoverføringsspole koblet til kjelen eller solfangerens sløyfe. De er vanligere i Europa enn i Canada på grunn av dominansen til europeiske vann- og solvarmesystemer.
Rustfritt stålkonstruksjon utgjør en stor del av disse europeiske indirekte markedene. I Canada er indirekte tanker i rustfritt stål og glassforede ståltanker tilgjengelige, mens tanker i rustfritt stål vanligvis har en høyere prislapp. I ikke-kondenserende tankløse varmtvannsberedere er varmeveksleren vanligvis laget av kobber. Med presset mot høyere effektivitetskondenseringsenheter er varmevekslerne enten laget av rustfritt stål eller en kombinasjon av primære kobber- og sekundære varmevekslere i rustfritt stål. Direktefyrte tankvannsberedere er fortsatt kongen av det kanadiske markedet for varmtvannsberedere. Karbonstål med glassforing dominerer dette segmentet. Rustfritt stål brukes ofte i tankløse eller direktefyrte kondenserende varmtvannsberedere.
For å øke effektiviteten til disse enhetene må røykgassen avkjøles til under duggpunktet for å frigjøre den latente varmen fra drivstoffet. Det resulterende kondensatet er i hovedsak destillert vanndamp fra de gassformige forbrenningsproduktene, som har en veldig lav pH og høy surhet. Dette sure kondensatet må ledes inn i et avløp for avhending, men det større problemet er dets korrosive effekt på varmtvannsberederens varmeveksleroverflater.
Varmevekslere laget av vanlig stål eller kobber tåler vanskelig dette røykgasskondensatet over lengre tid. Rustfritt stål er et godt materialvalg på grunn av dets høye korrosjonsbestandighet og fleksibilitet, noe som gjør at det kan danne komplekse varmevekslerformer. Det finnes mange merker av kondenserende tankløse varmtvannsberedere som bruker varmevekslere i rustfritt stål. Dette gjør at de kan oppmuntre til fullstendig kondensering av røykgassen i varmeveksleren og resulterer i høye EF-vurderinger på opptil 0,97.
Tankvannsberedere med kondenseringsteknologi begynner nå også å bli brukt oftere, spesielt med noen endringer i byggeforskrifter som krever høyere effektivitet for varmtvannsberederen. Det finnes to vanlige bygningstyper i dette markedet. Glassforede tanker bygger helt nedsenkede sekundære kondenserende varmevekslere. Utsiden (vannsiden) og innsiden (brannsiden) av varmevekslerspolene er glassforet, og den glassforede innsiden forhindrer kondensering av røykgass. Tankmodeller med tank- og spolekonstruksjon i rustfritt stål er ikke vanlige, men det finnes flere slike konstruksjoner i rustfritt stål.
Den opprinnelige kostnaden for en glassforet tank er faktisk lavere, og bare tiden vil vise hvor motstandsdyktig varmeveksleren vil være i tøffe kondenserende miljøer. Disse nye kondensatvannsberederne er i stand til å oppnå høyere effektivitet enn tradisjonelle direktefyrte varmtvannsberedere, med termisk effektivitet fra 90 % til 96 %. Etter hvert som myndighetene presser forskriftene for varmtvannsberedereffektivitet stadig høyere, er vi sikre på at vi vil se flere innovative høyeffektive tankvannsberedere komme inn på markedet.
Ta en nærmere titt på varmtvannsberedere, så vil du oppdage at de fleste typer direktefyrte, indirekte interne spoler og rette lagringstanker har glassforing og rustfritt stål.
Så, hva er fordelene med rustfritt stål fremfor glassforede tanker? Hvordan overbeviser du kunder om å investere mer i rustfrie ståltanker? Den største fordelen med rustfritt stål er dens naturlige motstand mot ferskvannskorrosjon, noe som øker levetiden. På grunn av sammensetningen av korrosjonsbestandige metalllegeringer er rustfrie ståltanker sterkere og mer holdbare enn glassforede tanker. Rustfrie ståltanker har en beskyttende oksidbarriere på vannsiden for å naturlig forhindre korrosjon.
Glassforede tanker er derimot avhengige av glassforing for å danne en barriere mellom karbonstål og vann. Hvis sjansen er der, vil oksygen og kjemikalier i vannet angripe stålet og raskt korrodere det. Siden det er nesten umulig å påføre et beskyttende belegg perfekt (ingen mikroskopiske sprekker eller nålehullsdefekter i det beskyttende laget), inkluderer glassforede tanker offeranodestenger montert inne i tanken.
Offeranodestengene vil slites ut over tid, og når prosessen er fullført, vil elektrolysen begynne å erodere de eksponerte stålområdene inne i tanken. Hastigheten som anoden tømmes med avhenger av vannkvaliteten og mengden vann som brukes. Offeranoder varer vanligvis i tre til fem år, og anoder kan byttes ut for å forhindre ytterligere skade.
Faktisk blir regelmessig inspeksjon og utskifting av anoder ofte oversett, og tanken lekker, noe som fører til at hele enheten må byttes ut. I motsetning til glassforede tanker krever ikke rustfrie ståltanker "offeranoder" for å forhindre korrosjon på overflatene. Dette betyr at det ikke er behov for å inspisere eller bytte ut anoden, noe som sparer vedlikeholdstid og -kostnader i løpet av varmtvannsberederens levetid.
På grunn av denne økte holdbarheten og korrosjonsmotstanden, vil du ofte finne at rustfrie ståltanker har lengre garantier, og noen produsenter tilbyr livstidsgarantier på tanker.
Tanker i rustfritt stål har også fordelen av å være lettere sammenlignet med tanker med glassforing, noe som gjør dem enklere å transportere, håndtere og installere. Veggtykkelsen på rustfritt stål som brukes i tanker er vanligvis mye tynnere enn lignende ståltanker med glassforing. Kombinert med vekten av selve glassforingen er glassforede krukker vanligvis mye tyngre.
I motsetning til glassbelagte krukker krever rustfrie stålkrukker mindre oppmerksomhet ved frakt, og glassbelegget kan bli skadet under frakt. Hvis glassbelegget i tanken blir skadet eller sprukket på grunn av røff håndtering under frakt eller installasjon, vil det ikke bli oppdaget før tanken svikter for tidlig.
Tanker i rustfritt stål tåler generelt høyere vanntemperaturer enn tanker med glassforing, og temperaturer over 71 °C vil ikke by på noen problemer. Noen tanker med glassforing er utsatt for belastning ved høye temperaturer, noe som resulterer i en høyere risiko for skade på glassforingen. Temperaturer over 71 °C kan være et problem for noen glassforinger. Bruksområder som solvarmere og noen kommersielle industrielle applikasjoner kan ha krav til vannlagring ved høye temperaturer.
Det anbefales å konsultere produsenten av den glassforede tanken for anbefalt maksimal driftstemperatur. Tanker i rustfritt stål er vanligvis et bedre valg for høytemperaturapplikasjoner.
Det er ingen tvil om at startkostnaden for en tank i rustfritt stål er høyere enn for en tank med glassfôr. Men av grunnene som er nevnt her, kan livssykluskostnaden for en tank med glassfôr bli høyere. Når man sammenligner disse livssykluskostnadene, er tanker i rustfritt stål generelt mer kostnadseffektive på lang sikt og bør vises til kundene.
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.
Studenter mottar HRAI-stipend. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada arrangerer sitt første nettverksarrangement for kvinner i bransjen. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Etterspørselen etter byggetillatelser for boliger fortsetter å vokse. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace-leverandører av Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI anerkjenner medlemmer med Achievement Awards for 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/