Несмотря на более высокую цену, баки для водонагревателей из нержавеющей стали, как правило, более экономичны с точки зрения затрат на протяжении всего жизненного цикла, и это следует учитывать при представлении информации.
Бытовые водонагреватели — это настоящая пехота в мире техники. Они часто подвергаются воздействию очень суровых условий, и их тяжелая работа в основном игнорируется. В части водонагревателя, контактирующей с водой, подвергаются воздействию минералов, кислорода, химических веществ и осадка. Что касается процесса сгорания, то высокие температуры, термические напряжения и конденсат дымовых газов могут нанести серьезный ущерб материалам.
Когда дело доходит до технического обслуживания, водонагреватели для горячего водоснабжения практически игнорируются. Большинство домовладельцев воспринимают свои водонагреватели как должное и замечают их только тогда, когда они не работают или протекают. Проверить анодный стержень? Промыть отложения? Есть ли план технического обслуживания? Забудьте об этом, мы не против. Неудивительно, что большинство водонагревателей имеют короткий срок службы.
Можно ли увеличить этот короткий срок службы? Использование водонагревателей из нержавеющей стали — один из способов продлить срок их службы. Нержавеющая сталь — прочный и долговечный материал, обеспечивающий лучшую устойчивость к воздействию воды и огня, что позволяет водонагревателю прослужить долго. Единственный реальный недостаток нержавеющей стали — высокая стоимость материалов и изготовления. На высококонкурентном рынке водонагревателей такая высокая стоимость представляет собой серьезную проблему.
Нержавеющая сталь — это общее название для сплавов железа с содержанием хрома не менее 10,5%. Для обеспечения коррозионной стойкости, прочности и формуемости могут добавляться и другие элементы, такие как никель, молибден, титан и углерод. Существует множество различных комбинаций этих сплавов металлов, позволяющих получать определенные «типы» и «марки» нержавеющей стали. Просто сказать, что что-то сделано из нержавеющей стали, — это еще не вся правда.
Если бы кто-то сказал: «Дайте мне пластиковые трубы», что бы вы принесли? PEX, CPVC, полиэтилен? Все это «пластиковые» трубы, но все они имеют совершенно разные свойства, прочность и области применения. То же самое относится и к нержавеющей стали. Существует более 150 марок нержавеющей стали, каждая из которых имеет очень разные свойства и области применения. Нержавеющая сталь, используемая в бытовых водонагревателях, обычно изготавливается всего из нескольких марок, как правило, типов 304, 316L, 316Ti и 444.
Разница между этими марками заключается в концентрации легирующих элементов. Все нержавеющие стали марки «300» содержат приблизительно 18% хрома и 10% никеля. Две марки 316 также содержат 2% молибдена, в то время как в марку 316Ti добавлен 1% титана. По сравнению с 304, молибден обеспечивает марке 316 лучшую общую коррозионную стойкость, особенно более высокую устойчивость к точечной и щелевой коррозии в хлоридных средах. Титан марки 316Ti обеспечивает ей превосходную формуемость и прочность. Марка 444 содержит хром и молибден, но не содержит никеля. В целом, чем больше никеля, молибдена и титана в смеси, тем лучше коррозионная стойкость и прочность, но и тем выше стоимость. Когда кто-то говорит, что у него водонагреватель из «нержавеющей стали», внимательно посмотрите на марки, так как они не одинаковы по качеству.
Нержавеющая сталь используется во всех типах водонагревателей. Чаще всего она применяется в косвенных водонагревателях горячего водоснабжения и конденсационных проточных водонагревателях. Косвенные водонагреватели содержат внутренний теплообменный змеевик, соединенный с котлом или контуром солнечного коллектора. Они более распространены в Европе, чем в Канаде, из-за доминирования в Европе гидро- и солнечных систем водонагрева.
На европейском рынке водонагревателей косвенного нагрева преобладают конструкции из нержавеющей стали. В Канаде доступны баки из нержавеющей стали и стали с футеровкой из стекловолокна, при этом баки из нержавеющей стали обычно стоят дороже. В неконденсационных проточных водонагревателях теплообменник обычно изготавливается из меди. В связи с развитием высокоэффективных конденсационных установок теплообменники либо полностью изготавливаются из нержавеющей стали, либо представляют собой комбинацию первичного медного и вторичного теплообменников из нержавеющей стали. Водонагреватели прямого нагрева остаются лидерами канадского рынка водонагревателей. В этом сегменте доминирует углеродистая сталь с футеровкой из стекловолокна. Нержавеющая сталь широко используется в проточных или конденсационных водонагревателях прямого нагрева.
Для повышения эффективности этих устройств дымовые газы необходимо охлаждать ниже точки росы, чтобы высвободить скрытую теплоту топлива. Образующийся конденсат представляет собой, по сути, дистиллированный водяной пар из газообразных продуктов сгорания, который имеет очень низкий pH и высокую кислотность. Этот кислый конденсат необходимо сливать в канализацию, но более серьезной проблемой является его коррозионное воздействие на поверхности теплообменника водонагревателя.
Теплообменники из обычной стали или меди с трудом выдерживают длительное воздействие конденсата дымовых газов. Нержавеющая сталь является хорошим выбором материала благодаря высокой коррозионной стойкости и гибкости, позволяющей создавать теплообменники сложной формы. Многие марки конденсационных проточных водонагревателей используют теплообменники из нержавеющей стали. Это позволяет им обеспечивать полную конденсацию дымовых газов в теплообменнике и приводит к высоким показателям коэффициента теплопередачи (EF) до 0,97.
В настоящее время все чаще используются накопительные водонагреватели с конденсационной технологией, особенно в связи с изменениями в строительных нормах, требующими повышения эффективности водонагревателей. На этом рынке распространены два типа зданий. Водонагреватели с футеровкой из стекловолокна представляют собой здания с полностью погруженными вторичными конденсационными теплообменниками. Внешняя (водяная) и внутренняя (плутонная) стороны теплообменников облицованы стекловолокном, а внутренняя облицовка из стекловолокна предотвращает конденсацию дымовых газов. Модели с баком и теплообменником, полностью изготовленными из нержавеющей стали, встречаются нечасто, но существует несколько таких конструкций из нержавеющей стали.
Начальная стоимость бака с футеровкой из стекловолокна действительно ниже, и только время покажет, насколько устойчивым будет теплообменник в суровых условиях конденсации. Эти новые водонагреватели с конденсатным баком способны достигать более высокой эффективности, чем традиционные водонагреватели прямого нагрева, с тепловым КПД от 90% до 96%. Поскольку правительства ужесточают требования к эффективности водонагревателей, мы уверены, что на рынок выйдет больше инновационных высокоэффективных водонагревателей с накопительным баком.
Присмотритесь к водонагревателям с накопительным баком, и вы обнаружите, что большинство типов водонагревателей прямого нагрева, косвенного нагрева с внутренним змеевиком и накопительных баков имеют стеклопластиковое покрытие и изготовлены из нержавеющей стали.
Итак, каковы преимущества нержавеющей стали перед футеровкой из стекловолокна? Как убедить клиентов инвестировать больше в резервуары из нержавеющей стали? Самое большое преимущество нержавеющей стали — это ее естественная устойчивость к коррозии в пресной воде, что увеличивает срок службы. Благодаря своему составу из коррозионностойких металлических сплавов, резервуары из нержавеющей стали прочнее и долговечнее, чем резервуары с футеровкой из стекловолокна. Резервуары из нержавеющей стали имеют защитный оксидный барьер со стороны воды, который естественным образом предотвращает коррозию.
С другой стороны, в резервуарах с футеровкой из стекловолокна используется стекловолокно для создания барьера между углеродистой сталью и водой. При наличии возможности кислород и химические вещества в воде будут воздействовать на сталь и быстро вызывать коррозию. Поскольку практически невозможно идеально нанести защитное покрытие (без микроскопических трещин или дефектов в виде точечных отверстий в защитном слое), в резервуарах с футеровкой из стекловолокна используются жертвенные анодные стержни, установленные внутри резервуара.
Жертвенные аноды со временем изнашиваются, и после завершения процесса электролиз начинает разрушать открытые стальные участки внутри резервуара. Скорость износа анода зависит от качества воды и количества используемой воды. Жертвенные аноды обычно служат от трех до пяти лет, и их можно заменить, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение.
На самом деле, регулярный осмотр и замена анодов часто игнорируются, в результате чего бак протекает, и приходится заменять весь агрегат. В отличие от баков с футеровкой из стекловолокна, баки из нержавеющей стали не требуют «жертвенных анодов» для предотвращения коррозии их поверхностей. Это означает, что нет необходимости осматривать или заменять анод, что экономит время и затраты на техническое обслуживание в течение всего срока службы водонагревателя.
Благодаря повышенной прочности и коррозионной стойкости, на резервуары из нержавеющей стали часто предоставляется более длительная гарантия, а некоторые производители предлагают пожизненную гарантию на резервуары.
Резервуары из нержавеющей стали также имеют преимущество в том, что они легче по сравнению с резервуарами с футеровкой из стекловолокна, что облегчает их транспортировку, обращение и установку. Толщина стенок резервуаров из нержавеющей стали обычно намного меньше, чем у аналогичных стальных резервуаров с футеровкой из стекловолокна. В сочетании с весом самой футеровки из стекловолокна, банки с футеровкой из стекловолокна обычно намного тяжелее.
В отличие от банок со стеклянным покрытием, банки из нержавеющей стали требуют меньше внимания при транспортировке, поскольку стеклянное покрытие может быть повреждено во время перевозки. Если стеклянное покрытие резервуара повреждено или треснуло из-за неаккуратного обращения во время транспортировки или установки, это станет известно только тогда, когда резервуар преждевременно выйдет из строя.
Резервуары из нержавеющей стали, как правило, выдерживают более высокие температуры воды, чем резервуары с футеровкой из стекловолокна, и температура выше 180°F не представляет никаких проблем. Некоторые резервуары с футеровкой из стекловолокна подвержены деформации при высоких температурах, что приводит к повышенному риску повреждения футеровки. Температуры выше 160°F могут представлять проблему для некоторых видов футеровки из стекловолокна. В таких областях применения, как солнечные водонагреватели и некоторые коммерческие промышленные объекты, могут потребоваться резервуары для хранения воды при высоких температурах.
Рекомендуется проконсультироваться с производителем резервуаров с футеровкой из стекловолокна относительно рекомендуемой максимальной рабочей температуры. Резервуары из нержавеющей стали, как правило, являются лучшим выбором для применения при высоких температурах.
Несомненно, первоначальная стоимость резервуара из нержавеющей стали выше, чем у резервуара с футеровкой из стекловолокна. Однако по указанным здесь причинам стоимость жизненного цикла резервуара с футеровкой из стекловолокна может стать выше. При сравнении этих показателей стоимости жизненного цикла резервуары из нержавеющей стали, как правило, более экономически выгодны в долгосрочной перспективе и должны демонстрироваться клиентам.
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.
Студенты получают стипендии HRAI. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
Компания AD Canada провела первое мероприятие по налаживанию деловых связей между женщинами в отрасли. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Спрос на разрешения на строительство жилых зданий продолжает расти. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace приобретает продукцию Direct Energy в Альберте. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI наградила своих членов премиями за достижения 2021 года. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/