Apesar do preço mais alto, os tanques de aquecedores de água de aço inoxidável geralmente são mais econômicos quando comparados os custos do ciclo de vida e devem ser apresentados como tal.
Aquecedores de água domésticos são a verdadeira infantaria do mundo mecânico. Eles são frequentemente expostos a ambientes muito adversos e seu trabalho duro é geralmente ignorado. No lado da água do aquecedor, minerais, oxigênio, produtos químicos e sedimentos são todos atacados. Quando se trata de combustão, altas temperaturas, estresse térmico e condensado de gases de combustão podem causar estragos nos materiais.
Quando se trata de manutenção, os aquecedores de água quente residencial (AQS) são praticamente negligenciados. A maioria dos proprietários não dá valor aos seus aquecedores de água e só os percebe quando não estão funcionando ou vazando. Verificar a haste do ânodo? Enxaguar os sedimentos? Existe um plano de manutenção? Esqueça, não nos importamos. Não é de se admirar que a maioria dos equipamentos de AQS tenha vida útil curta.
Essa curta vida útil pode ser melhorada? Usar aquecedores de AQS feitos de aço inoxidável é uma maneira de aumentar a expectativa de vida. O aço inoxidável é um material forte e durável que oferece melhor resistência a ataques de água e fogo, dando ao aquecedor a oportunidade de fornecer uma longa vida útil. A única desvantagem real do aço inoxidável é o alto custo dos materiais e da fabricação. No mercado altamente competitivo de aquecedores de AQS, esse alto custo é um grande desafio a ser superado.
Aço inoxidável é o nome genérico para ligas ferrosas com um teor de cromo de pelo menos 10,5%. Outros elementos como níquel, molibdênio, titânio e carbono também podem ser adicionados para fornecer resistência à corrosão, resistência e conformabilidade. Existem muitas combinações diferentes dessas diferentes ligas metálicas que produzem "tipos" e "graus" específicos de aço inoxidável. Apenas dizer que algo é feito de aço inoxidável não conta toda a história.
Se alguém dissesse "me dê alguns tubos de plástico", o que você traria? PEX, CPVC, polietileno? Todos esses são tubos "de plástico", mas todos têm propriedades, resistências e aplicações muito diferentes. O mesmo vale para o aço inoxidável. Existem mais de 150 tipos de aço inoxidável, todos com propriedades e aplicações muito diferentes. Os aços inoxidáveis ​​usados ​​em aquecedores de água domésticos geralmente são feitos de apenas alguns aços inoxidáveis, geralmente tipos 304, 316L, 316Ti e 444.
A diferença entre esses graus é a concentração de liga neles. Todos os aços inoxidáveis ​​de grau "300" contêm aproximadamente 18% de cromo e 10% de níquel. Os dois graus 316 também contêm 2% de molibdênio, enquanto o grau 316Ti tem 1% de titânio adicionado à mistura. Comparado ao 304, o molibdênio confere melhor resistência geral à corrosão aos graus 316, especialmente maior resistência à corrosão por pites e frestas em ambientes de cloreto. O titânio grau 316Ti lhe confere excelente conformabilidade e resistência. O grau 444 contém cromo e molibdênio, mas não contém níquel. De modo geral, quanto mais níquel, molibdênio e titânio na mistura, melhor a resistência à corrosão e a resistência, mas também maior o custo. Quando alguém diz que tem um aquecedor de água de "aço inoxidável", observe atentamente os graus, pois eles não têm a mesma qualidade
O aço inoxidável é usado em todos os tipos diferentes de aquecedores de água. Ele é mais comumente usado em aquecedores indiretos de água quente sanitária e aquecedores de água sem tanque de condensação. Os aquecedores de água indiretos contêm uma serpentina interna de transferência de calor conectada à caldeira ou ao circuito do coletor solar. Eles são mais comuns na Europa do que no Canadá devido ao domínio dos sistemas europeus de aquecimento de água solar e hidrelétrico.
A construção em aço inoxidável constitui uma grande parte desses mercados indiretos europeus. No Canadá, tanques indiretos de aço inoxidável e aço com revestimento de vidro estão disponíveis; os tanques de aço inoxidável geralmente têm um preço mais alto. Em aquecedores de água sem tanque sem condensação, o trocador de calor geralmente é feito de cobre. Com a pressão por unidades de condensação de maior eficiência, os trocadores de calor são todos de aço inoxidável ou uma combinação de trocadores de calor primários de cobre e secundários de aço inoxidável. Os aquecedores de água com tanque de queima direta continuam sendo o rei do mercado canadense de aquecedores de água. O aço carbono com revestimento de vidro domina esse segmento. O aço inoxidável é comumente usado em aquecedores de água de condensação com tanque de queima direta ou sem tanque.
Para aumentar a eficiência desses dispositivos, o gás de combustão deve ser resfriado abaixo do ponto de orvalho para liberar o calor latente do combustível. O condensado resultante é essencialmente vapor de água destilado dos produtos de combustão gasosa, que tem pH muito baixo e alta acidez. Esse condensado ácido deve ser canalizado para um dreno para descarte, mas o maior problema é seu efeito corrosivo nas superfícies do trocador de calor do aquecedor de água.
Trocadores de calor feitos de aço comum ou cobre têm dificuldade em suportar esse condensado de gás de combustão por longos períodos de tempo. O aço inoxidável é uma boa escolha de material devido à sua alta resistência à corrosão e flexibilidade, permitindo a formação de formatos complexos de trocadores de calor. Existem muitas marcas de aquecedores de água sem tanque de condensação que usam trocadores de calor de aço inoxidável. Isso permite que eles incentivem a condensação completa do gás de combustão no trocador de calor e resulta em altas classificações de EF de até 0,97.
Aquecedores de água de tanque com tecnologia de condensação também estão começando a ser usados ​​com mais frequência, especialmente com algumas mudanças no código de construção que exigem maior eficiência do aquecedor de água. Existem dois tipos comuns de construção neste mercado. Tanques com revestimento de vidro são trocadores de calor de condensação secundária totalmente submersos. A parte externa (lado da água) e a parte interna (lado do fogo) das serpentinas do trocador de calor são revestidas de vidro, e a parte interna revestida de vidro evita a condensação dos gases de combustão. Modelos de tanque com construção de tanque e serpentina totalmente em aço inoxidável não são comuns, mas há várias construções totalmente em aço inoxidável disponíveis.
O custo inicial de um tanque revestido de vidro é realmente menor, e só o tempo dirá o quão resistente o trocador de calor será em ambientes de condensação severos. Esses novos aquecedores de água com tanque de condensado são capazes de atingir eficiências maiores do que os aquecedores de água tradicionais de queima direta, com eficiências térmicas variando de 90% a 96%. À medida que os governos aumentam cada vez mais as regulamentações de eficiência de aquecedores de água, certamente veremos mais aquecedores de água com tanque de alta eficiência inovadores entrando no mercado.
Observe mais de perto os aquecedores de água de tanque e você verá que a maioria dos tipos de tanques de aquecimento direto, de serpentina interna indireta e de armazenamento reto têm construção com revestimento de vidro e aço inoxidável.
Então, quais são as vantagens do aço inoxidável em relação ao revestido de vidro?Como convencer os clientes a investir mais em tanques de aço inoxidável?A maior vantagem do aço inoxidável é sua resistência natural à corrosão da água doce, o que aumenta a vida útil.Devido à sua composição de ligas metálicas resistentes à corrosão, os tanques de aço inoxidável são mais fortes e duráveis ​​do que os tanques revestidos de vidro.Os tanques de aço inoxidável têm uma barreira protetora de óxido no lado da água para prevenir naturalmente a corrosão.
Os tanques com revestimento de vidro, por outro lado, dependem do revestimento de vidro para fornecer uma barreira entre o aço carbono e a água. Dada a oportunidade, o oxigênio e os produtos químicos na água atacarão o aço e o corroerão rapidamente. Como é quase impossível aplicar qualquer revestimento protetor perfeitamente (sem rachaduras microscópicas ou defeitos de orifícios na camada protetora), os tanques com revestimento de vidro incluem hastes de ânodo de sacrifício montadas dentro do tanque.
As hastes do ânodo de sacrifício se desgastam com o tempo e, quando o processo estiver concluído, a eletrólise começará a erodir as áreas de aço expostas dentro do tanque. A taxa de esgotamento do ânodo depende da qualidade da água e da quantidade de água usada. Os ânodos de sacrifício geralmente duram de três a cinco anos e podem ser substituídos para evitar maiores danos.
Na verdade, a inspeção regular e a substituição dos ânodos são frequentemente negligenciadas, e o tanque vaza, fazendo com que toda a unidade seja substituída. Ao contrário dos tanques com revestimento de vidro, os tanques de aço inoxidável não requerem "ânodos de sacrifício" para evitar corrosão em suas superfícies. Isso significa que não há necessidade de inspecionar ou substituir o ânodo, economizando tempo e custos de manutenção ao longo da vida útil do aquecedor de água.
Devido a essa maior durabilidade e resistência à corrosão, você frequentemente encontrará tanques de aço inoxidável com garantias mais longas, com alguns fabricantes oferecendo garantias vitalícias para tanques.
Os tanques de aço inoxidável também têm a vantagem de serem mais leves em comparação aos tanques com revestimento de vidro, o que os torna mais fáceis de transportar, manusear e instalar. A espessura da parede do aço inoxidável usado em tanques é geralmente muito mais fina do que a de tanques de aço semelhantes com revestimento de vidro. Combinado com o peso do próprio revestimento de vidro, os potes com revestimento de vidro são geralmente muito mais pesados.
Ao contrário dos potes revestidos de vidro, os potes de aço inoxidável exigem menos atenção durante o transporte, e o revestimento de vidro pode ser danificado durante o transporte. Se o revestimento de vidro do tanque for danificado ou rachado devido ao manuseio inadequado durante o transporte ou a instalação, isso não será conhecido até que o tanque falhe prematuramente.
Tanques de aço inoxidável geralmente são capazes de suportar temperaturas de água mais altas do que tanques com revestimento de vidro, e temperaturas acima de 180°F não apresentarão problemas. Alguns tanques com revestimento de vidro são propensos a estresse em altas temperaturas, resultando em um risco maior de danos ao revestimento de vidro. Temperaturas acima de 160°F podem ser um problema para alguns revestimentos de vidro. Aplicações como aquecedores solares de água e algumas aplicações comerciais industriais podem apresentar requisitos de armazenamento de água em alta temperatura.
É recomendável consultar o fabricante do tanque com revestimento de vidro para saber a temperatura máxima de operação recomendada. Tanques de aço inoxidável geralmente são uma escolha melhor para aplicações de alta temperatura.
Não há dúvidas de que o custo inicial de um tanque de aço inoxidável é maior do que o de um tanque com revestimento de vidro. Mas, pelos motivos mencionados aqui, o custo do ciclo de vida de um tanque com revestimento de vidro pode ser maior. Ao comparar esses custos do ciclo de vida, os tanques de aço inoxidável geralmente são mais econômicos a longo prazo e devem ser mostrados aos clientes.
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.
Estudantes recebem bolsas HRAI. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
A AD Canada sedia o primeiro evento de networking feminino da indústria. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
A demanda por licenças de construção residencial continua crescendo. 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 reconhece membros com Prêmios de Conquista de 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/