Mimo wyższej ceny, zbiorniki do podgrzewaczy wody ze stali nierdzewnej są na ogół bardziej opłacalne w porównaniu kosztów cyklu życia i powinny być tak prezentowane.
Domowe podgrzewacze wody to prawdziwa piechota świata mechanicznego. Często są narażone na trudne warunki, a ich ciężka praca jest zazwyczaj ignorowana. Jeśli chodzi o część wodną podgrzewacza, narażone są na uszkodzenia minerały, tlen, substancje chemiczne i osady. Jeśli chodzi o spalanie, wysokie temperatury, naprężenia cieplne i kondensat spalin mogą wyrządzić ogromne szkody materiałom.
Jeśli chodzi o konserwację, podgrzewacze wody użytkowej (CWU) są niemal zaniedbywane. Większość właścicieli domów nie zwraca uwagi na swoje podgrzewacze wody i zauważa je dopiero wtedy, gdy nie działają lub przeciekają. Sprawdź anodę? Wypłucz osad? Czy istnieje plan konserwacji? Zapomnij o tym, nam to nie przeszkadza. Nic dziwnego, że większość urządzeń CWU ma krótką żywotność.
Czy można skrócić tę krótką żywotność? Jednym ze sposobów na wydłużenie żywotności podgrzewaczy wody użytkowej jest stosowanie podgrzewaczy wody użytkowej ze stali nierdzewnej. Stal nierdzewna to wytrzymały i trwały materiał, który zapewnia lepszą odporność na działanie wody i ognia, dzięki czemu podgrzewacz może służyć przez długi czas. Jedyną wadą stali nierdzewnej jest wysoki koszt materiałów i produkcji. Na wysoce konkurencyjnym rynku podgrzewaczy wody użytkowej, tak wysoki koszt stanowi ogromne wyzwanie.
Stal nierdzewna to ogólna nazwa stopów żelaza o zawartości chromu co najmniej 10,5%. Do stali nierdzewnej można dodawać również inne pierwiastki, takie jak nikiel, molibden, tytan i węgiel, aby zapewnić odporność na korozję, wytrzymałość i podatność na odkształcanie. Istnieje wiele różnych kombinacji tych różnych stopów metali, które pozwalają na uzyskanie określonych „typów” i „gatunków” stali nierdzewnej. Samo stwierdzenie, że coś jest wykonane ze stali nierdzewnej, nie oddaje w pełni prawdy.
Gdyby ktoś powiedział: „Dajcie mi trochę plastikowych rur”, co byście przynieśli? PEX, CPVC, polietylen? Wszystkie te rury są „plastikowe”, ale każda ma inne właściwości, wytrzymałość i zastosowanie. To samo dotyczy stali nierdzewnej. Istnieje ponad 150 gatunków stali nierdzewnej, a każda z nich ma inne właściwości i zastosowanie. Stal nierdzewna używana w domowych podgrzewaczach wody jest zazwyczaj wykonana z zaledwie kilku gatunków stali nierdzewnej, zazwyczaj 304, 316L, 316Ti i 444.
Różnica między tymi gatunkami polega na stężeniu stopu w nich zawartego. Wszystkie stale nierdzewne klasy „300” zawierają około 18% chromu i 10% niklu. Dwa gatunki 316 zawierają również 2% molibdenu, podczas gdy gatunek 316Ti ma 1% dodanego do mieszanki tytanu. W porównaniu do 304, molibden nadaje gatunkom 316 lepszą ogólną odporność na korozję, szczególnie wyższą odporność na korozję wżerową i wżerową w środowiskach chlorkowych. Tytan klasy 316Ti zapewnia doskonałą formowalność i wytrzymałość. Gatunek 444 zawiera chrom i molibden, ale nie zawiera niklu. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej niklu, molibdenu i tytanu w mieszance, tym lepsza odporność na korozję i wytrzymałość, ale również wyższy koszt. Kiedy ktoś mówi, że ma podgrzewacz wody ze „stali nierdzewnej”, przyjrzyj się uważnie gatunkom, ponieważ nie są one tej samej jakości
Stal nierdzewna jest stosowana we wszystkich rodzajach podgrzewaczy wody. Najczęściej wykorzystuje się ją w pośrednich podgrzewaczach wody użytkowej i kondensacyjnych bez zbiornikowych podgrzewaczach wody. Pośrednie podgrzewacze wody zawierają wewnętrzną wężownicę przenoszącą ciepło, podłączoną do kotła lub pętli kolektora słonecznego. Są one bardziej popularne w Europie niż w Kanadzie ze względu na dominację europejskich systemów hydro i solarnego podgrzewania wody.
Konstrukcje ze stali nierdzewnej stanowią dużą część tych pośrednich rynków europejskich. W Kanadzie dostępne są zbiorniki ze stali nierdzewnej i stali z powłoką szklaną, zbiorniki ze stali nierdzewnej są zazwyczaj droższe. W bezkondensacyjnych bezobsługowych podgrzewaczach wody wymiennik ciepła jest zazwyczaj wykonany z miedzi. Ze względu na nacisk na bardziej wydajne jednostki kondensacyjne, wymienniki ciepła są albo w całości ze stali nierdzewnej, albo są kombinacją pierwotnego wymiennika ciepła z miedzi i wtórnego ze stali nierdzewnej. Podgrzewacze wody z bezpośrednim spalaniem nadal królują na kanadyjskim rynku podgrzewaczy wody. W tym segmencie dominuje stal węglowa z powłoką szklaną. Stal nierdzewna jest powszechnie stosowana w bezobsługowych lub bezpośrednio spalanych kondensacyjnych podgrzewaczach wody.
Aby zwiększyć wydajność tych urządzeń, spaliny muszą zostać schłodzone poniżej punktu rosy, aby uwolnić ciepło utajone paliwa. Powstały kondensat to w zasadzie para wodna destylowana z gazowych produktów spalania, która ma bardzo niskie pH i wysoką kwasowość. Ten kwaśny kondensat musi zostać odprowadzony do odpływu w celu utylizacji, ale większym problemem jest jego korozyjność wobec powierzchni wymiennika ciepła podgrzewacza wody.
Wymienniki ciepła wykonane ze zwykłej stali lub miedzi mają trudności z wytrzymywaniem kondensatu spalin przez dłuższy czas. Stal nierdzewna jest dobrym wyborem ze względu na wysoką odporność na korozję i elastyczność, co pozwala na tworzenie skomplikowanych kształtów wymienników ciepła. Wiele marek kondensacyjnych podgrzewaczy wody bez zbiornika wykorzystuje wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej. Pozwala to na wspomaganie całkowitej kondensacji spalin w wymienniku ciepła i skutkuje wysokim współczynnikiem EF wynoszącym do 0,97.
Podgrzewacze wody zbiornikowe z technologią kondensacyjną są obecnie coraz częściej używane, zwłaszcza w świetle zmian w przepisach budowlanych wymagających większej wydajności podgrzewaczy wody. Na tym rynku powszechnie spotykane są dwa rodzaje budynków. Zbiorniki z emalią to w pełni zanurzone wtórne wymienniki ciepła kondensacyjnego. Zewnętrzna (strona wody) i wewnętrzna (strona ognia) wężownica wymiennika ciepła jest wyłożona emalią, a wnętrze wyłożone emalią zapobiega kondensacji spalin. Modele zbiorników ze zbiornikiem i wężownicą w całości wykonanymi ze stali nierdzewnej nie są powszechne, ale dostępnych jest wiele takich konstrukcji w całości wykonanych ze stali nierdzewnej.
Początkowy koszt zbiornika z wkładem szklanym jest rzeczywiście niższy, a tylko czas pokaże, jak odporny będzie wymiennik ciepła w trudnych warunkach skraplania. Te nowe podgrzewacze wody ze zbiornikiem kondensatu osiągają wyższą sprawność niż tradycyjne podgrzewacze wody z bezpośrednim spalaniem, z wydajnością cieplną od 90% do 96%. Wraz z zaostrzaniem przepisów dotyczących sprawności podgrzewaczy wody przez rządy, z pewnością zobaczymy na rynku więcej innowacyjnych, wysokowydajnych podgrzewaczy wody ze zbiornikiem.
Przyjrzyj się bliżej podgrzewaczom wody zbiornikowym, a zauważysz, że większość typów zbiorników z bezpośrednim spalaniem, z pośrednią wężownicą wewnętrzną i prostych zbiorników magazynowych ma konstrukcję wyłożoną szkłem lub wykonaną ze stali nierdzewnej.
Jakie są zatem zalety stali nierdzewnej w porównaniu z wyściółką szklaną? Jak przekonać klientów do inwestowania w zbiorniki ze stali nierdzewnej? Największą zaletą stali nierdzewnej jest jej naturalna odporność na korozję w wodzie słodkiej, co wydłuża jej żywotność. Dzięki zastosowaniu odpornych na korozję stopów metali, zbiorniki ze stali nierdzewnej są mocniejsze i trwalsze niż zbiorniki wyściółką szklaną. Zbiorniki ze stali nierdzewnej posiadają ochronną barierę tlenkową po stronie wody, która naturalnie zapobiega korozji.
Zbiorniki wyłożone szkłem stanowią barierę między stalą węglową a wodą. Jeśli to możliwe, tlen i substancje chemiczne zawarte w wodzie atakują stal i szybko ją korodują. Ponieważ niemal niemożliwe jest idealne nałożenie jakiejkolwiek powłoki ochronnej (bez mikroskopijnych pęknięć lub ubytków w warstwie ochronnej), zbiorniki wyłożone szkłem zawierają pręty anodowe zamontowane wewnątrz zbiornika.
Pręty anody ofiarnej z czasem ulegają zużyciu, a po zakończeniu procesu elektroliza powoduje erozję odsłoniętych stalowych elementów wewnątrz zbiornika. Szybkość wyczerpywania się anody zależy od jakości wody i jej zużycia. Anody ofiarne zazwyczaj wytrzymują od trzech do pięciu lat, a anody można wymienić, aby zapobiec dalszym uszkodzeniom.
W rzeczywistości często zaniedbuje się regularną kontrolę i wymianę anod, co powoduje przeciekanie zbiornika i konieczność wymiany całego urządzenia. W przeciwieństwie do zbiorników wyłożonych szkłem, zbiorniki ze stali nierdzewnej nie wymagają „anod ofiarnych” zapobiegających korozji powierzchni. Oznacza to, że nie ma potrzeby kontroli ani wymiany anody, co pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze na konserwację przez cały okres użytkowania podgrzewacza wody.
Ze względu na zwiększoną trwałość i odporność na korozję zbiorniki ze stali nierdzewnej często objęte są dłuższą gwarancją, a niektórzy producenci oferują nawet dożywotnią gwarancję na zbiorniki.
Zbiorniki ze stali nierdzewnej mają również tę zaletę, że są lżejsze w porównaniu do zbiorników wyłożonych szkłem, dzięki czemu są łatwiejsze w transporcie, obsłudze i montażu. Grubość ścianek stali nierdzewnej stosowanej w zbiornikach jest zwykle znacznie mniejsza niż w podobnych zbiornikach stalowych z wyściółką szklaną. W połączeniu z wagą samego szkła wyłożonego, słoiki wyłożone szkłem są zwykle znacznie cięższe.
W przeciwieństwie do słoików ze szklanymi ściankami, słoiki ze stali nierdzewnej wymagają mniej uwagi podczas transportu, a szklana ścianka może ulec uszkodzeniu w trakcie transportu. Jeśli szklana ścianka zbiornika ulegnie uszkodzeniu lub pęknie na skutek nieostrożnego obchodzenia się z nim podczas transportu lub montażu, nie będzie to zauważone do momentu przedwczesnej awarii zbiornika.
Zbiorniki ze stali nierdzewnej są na ogół w stanie wytrzymać wyższe temperatury wody niż zbiorniki wyłożone szkłem, a temperatury powyżej 180°F (ok. 82°C) nie będą stanowić żadnego problemu. Niektóre zbiorniki wyłożone szkłem są podatne na naprężenia w wysokich temperaturach, co zwiększa ryzyko uszkodzenia powłoki szklanej. Temperatury powyżej 160°F (ok. 71°C) mogą stanowić problem dla niektórych zbiorników z wyściółką szklaną. W zastosowaniach takich jak solarne podgrzewacze wody i niektórych komercyjnych zastosowaniach przemysłowych wymagane są wysokie temperatury magazynowania wody.
Zaleca się konsultację z producentem zbiornika z powłoką szklaną w celu uzyskania informacji na temat zalecanej maksymalnej temperatury roboczej. Zbiorniki ze stali nierdzewnej są zazwyczaj lepszym wyborem w przypadku zastosowań wymagających wysokiej temperatury.
Nie ma wątpliwości, że początkowy koszt zbiornika ze stali nierdzewnej jest wyższy od kosztu zbiornika z powłoką szklaną. Jednak z powodów wymienionych tutaj, koszt cyklu życia zbiornika z powłoką szklaną może być wyższy. Porównując te koszty cyklu życia, zbiorniki ze stali nierdzewnej są na ogół bardziej opłacalne w dłuższej perspektywie i należy je pokazać klientom.
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.
Studenci otrzymują stypendia HRAI.https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada jest gospodarzem pierwszej branżowej konferencji networkingowej dla kobiet.https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Popyt na pozwolenia na budowę domów mieszkalnych stale rośnie.https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace 收购 Direct Energy Alberta。https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI nagradza swoich członków nagrodami za osiągnięcia w 2021 roku.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/