Trots det högre priset är varmvattenberedare i rostfritt stål generellt mer kostnadseffektiva vid jämförelse av livscykelkostnader och bör presenteras som sådana.
Varmvattenberedare i hemmet är den verkliga infanterin i den mekaniska världen. De utsätts ofta för mycket tuffa miljöer och deras hårda arbete ignoreras mestadels. På vattensidan av värmaren attackeras mineraler, syre, kemikalier och sediment. När det gäller förbränning kan höga temperaturer, termisk stress och rökgaskondens orsaka kaos på material.
När det gäller underhåll är varmvattenberedare (VV) i stort sett försummade. De flesta husägare tar sina varmvattenberedare för givna och lägger bara märke till dem när de inte fungerar eller läcker. Kontrollera anodstaven? Skölj bort sediment? Finns det en underhållsplan? Glöm det, vi har inget emot det. Inte konstigt att de flesta varmvattenberedare har en kort livslängd.
Kan denna korta livslängd förbättras? Att använda varmvattenberedare i rostfritt stål är ett sätt att öka livslängden. Rostfritt stål är ett starkt och hållbart material som ger bättre motståndskraft mot vatten- och eldstäder, vilket ger värmaren möjlighet att ge en lång livslängd. Den enda verkliga nackdelen med rostfritt stål är den höga kostnaden för material och tillverkning. På den mycket konkurrensutsatta marknaden för varmvattenberedare är en sådan hög kostnad en enorm utmaning att övervinna.
Rostfritt stål är det generiska namnet för järnlegeringar med en kromhalt på minst 10,5 %. Andra element som nickel, molybden, titan och kol kan också tillsättas för att ge korrosionsbeständighet, hållfasthet och formbarhet. Det finns många olika kombinationer av dessa olika metalllegeringar som producerar specifika "typer" och "kvaliteter" av rostfritt stål. Att bara säga att något är tillverkat av rostfritt stål berättar inte hela historien.
Om någon sa "ge mig några plaströr", vad skulle du ta med dig? PEX, CPVC, polyeten? Alla dessa är "plaströr", men alla har väldigt olika egenskaper, styrkor och tillämpningar. Detsamma gäller för rostfritt stål. Det finns över 150 kvaliteter av rostfritt stål, alla med väldigt olika egenskaper och tillämpningar. Rostfritt stål som används i varmvattenberedare för hushållsbruk tillverkas vanligtvis av endast ett fåtal rostfria stål, vanligtvis typerna 304, 316L, 316Ti och 444.
Skillnaden mellan dessa kvaliteter är koncentrationen av legering i dem. Alla rostfria stål av "300"-kvalitet innehåller cirka 18 % krom och 10 % nickel. De två 316-kvaliteterna innehåller också 2 % molybden, medan 316Ti-kvaliteten har 1 % titan tillsatt i blandningen. Jämfört med 304 ger molybden bättre övergripande korrosionsbeständighet jämfört med 316-kvaliteter, särskilt högre motståndskraft mot gropfrätning och spaltkorrosion i kloridmiljöer. Titan av 316Ti-kvalitet ger utmärkt formbarhet och hållfasthet. Kvalitet 444 innehåller krom och molybden, men den innehåller inget nickel. Generellt sett, ju mer nickel, molybden och titan i blandningen, desto bättre korrosionsbeständighet och hållfasthet, men också desto högre kostnaden. När någon säger att de har en varmvattenberedare av "rostfritt stål", titta noga på kvaliteterna eftersom de inte är av samma kvalitet.
Rostfritt stål används i alla olika typer av varmvattenberedare. Det används oftast i indirekta varmvattenberedare och kondenserande tanklösa varmvattenberedare. Indirekta varmvattenberedare innehåller en intern värmeöverföringsslinga ansluten till pannan eller solfångarslingan. De är vanligare i Europa än i Kanada på grund av dominansen av europeiska vatten- och solvärmesystem.
Rostfria stålkonstruktioner utgör en stor del av dessa europeiska indirekta marknader. I Kanada finns indirekta tankar i rostfritt stål och glasfodrade ståltankar tillgängliga, men tankar i rostfritt stål har vanligtvis en högre prislapp. I icke-kondenserande tanklösa varmvattenberedare är värmeväxlaren vanligtvis tillverkad av koppar. Med strävan efter högre effektivitets kondenserande enheter är värmeväxlarna antingen helt i rostfritt stål eller en kombination av primär koppar och sekundära värmeväxlare i rostfritt stål. Direkteldade varmvattenberedare är fortfarande kungen på den kanadensiska marknaden för varmvattenberedare. Kolstål med glasfoder dominerar detta segment. Rostfritt stål används ofta i tanklösa eller direkteldade kondenserande varmvattenberedare.
För att öka effektiviteten hos dessa anordningar måste rökgasen kylas ner till under daggpunkten för att frigöra bränslets latenta värme. Det resulterande kondensatet är i huvudsak destillerad vattenånga från de gasformiga förbränningsprodukterna, vilket har ett mycket lågt pH-värde och hög surhetsgrad. Detta sura kondensat måste ledas in i ett avlopp för bortskaffande, men det större problemet är dess korrosiva effekt på varmvattenberedarens värmeväxlarytor.
Värmeväxlare av vanligt stål eller koppar har svårt att motstå detta rökgaskondensat under längre perioder. Rostfritt stål är ett bra materialval på grund av dess höga korrosionsbeständighet och flexibilitet, vilket gör att det kan forma komplexa värmeväxlare. Det finns många märken av kondenserande tanklösa varmvattenberedare som använder värmeväxlare i rostfritt stål. Detta gör att de kan uppmuntra fullständig kondensering av rökgasen i värmeväxlaren och resulterar i höga EF-värden på upp till 0,97.
Tankvarmvattenberedare med kondenseringsteknik börjar nu också användas allt oftare, särskilt med vissa ändringar i byggreglerna som kräver högre effektivitet hos varmvattenberedaren. Det finns två vanliga byggnadstyper på denna marknad. Glasfodrade tankar bygger helt nedsänkta sekundära kondenserande värmeväxlare. Utsidan (vattensidan) och insidan (brandsidan) av värmeväxlarspolarna är glasfodrade, och den glasfodrade insidan förhindrar kondensering av rökgaser. Tankmodeller med tank- och spolkonstruktion helt i rostfritt stål är inte vanliga, men det finns flera sådana konstruktioner helt i rostfritt stål tillgängliga.
Den initiala kostnaden för en glasfodrad tank är verkligen lägre, och bara tiden kan utvisa hur motståndskraftig värmeväxlaren kommer att vara i tuffa kondensmiljöer. Dessa nya varmvattenberedare för kondensattankar kan uppnå högre effektivitet än traditionella direkteldade varmvattenberedare, med termiska effektiviteter från 90 % till 96 %. I takt med att regeringar pressar högre och högre regler för varmvattenberedares effektivitet kommer vi säkert att se fler innovativa högeffektiva varmvattenberedare för tankar komma in på marknaden.
Ta en närmare titt på varmvattenberedare så kommer du att upptäcka att de flesta typer av direkteldade, indirekta interna spolar och raka ackumulatortankar har glasfodrad konstruktion i rostfritt stål.
Så, vilka är fördelarna med rostfritt stål jämfört med glasfodrade tankar? Hur övertygar man kunder att investera mer i rostfria tankar? Den största fördelen med rostfritt stål är dess naturliga motståndskraft mot sötvattenskorrosion, vilket ökar livslängden. Tack vare sin sammansättning av korrosionsbeständiga metalllegeringar är rostfria tankar starkare och mer hållbara än glasfodrade tankar. Rostfria tankar har en skyddande oxidbarriär på vattensidan för att naturligt förhindra korrosion.
Glasfodrade tankar, å andra sidan, förlitar sig på glasfodring för att skapa en barriär mellan kolstål och vatten. Om chansen ges kommer syre och kemikalier i vattnet att angripa stålet och snabbt korrodera det. Eftersom det är nästan omöjligt att applicera någon skyddande beläggning perfekt (inga mikroskopiska sprickor eller håldefekter i det skyddande lagret) inkluderar glasfodrade tankar offeranodstavar monterade inuti tanken.
Offeranodstavarna kommer att slitas ut med tiden, och när processen är klar börjar elektrolysen erodera de exponerade stålområdena inuti tanken. Hastigheten med vilken anoden töms beror på vattenkvaliteten och mängden vatten som används. Offeranoder håller vanligtvis i tre till fem år, och anoder kan bytas ut för att förhindra ytterligare skador.
Faktum är att regelbunden inspektion och byte av anoder ofta förbises, och tanken läcker, vilket gör att hela enheten måste bytas ut. Till skillnad från glasfodrade tankar kräver inte tankar i rostfritt stål "offeranoder" för att förhindra korrosion på sina ytor. Det innebär att det inte finns något behov av att inspektera eller byta ut anoden, vilket sparar underhållstid och kostnader under varmvattenberedarens livslängd.
På grund av denna ökade hållbarhet och korrosionsbeständighet har tankar i rostfritt stål ofta längre garantier, och vissa tillverkare erbjuder livstidsgarantier för dem.
Rostfria ståltankar har också fördelen att de är lättare jämfört med glasfodrade tankar, vilket gör dem enklare att transportera, hantera och installera. Väggtjockleken på rostfritt stål som används i tankar är vanligtvis mycket tunnare än liknande ståltankar med glasfoder. Kombinerat med vikten av själva glasfodret är glasfodrade burkar vanligtvis mycket tyngre.
Till skillnad från glasbeklädda burkar kräver rostfria stålburkar mindre uppmärksamhet vid transport, och glasbeklädnaden kan skadas under transport. Om tankens glasbeklädnad skadas eller spricker på grund av ovarsam hantering under transport eller installation, kommer det inte att märkas förrän tanken slutar fungera i förtid.
Tankar i rostfritt stål tål generellt högre vattentemperaturer än tankar med glasfoder, och temperaturer över 71°C utgör inga problem. Vissa tankar med glasfoder är benägna att utsättas för påfrestningar vid höga temperaturer, vilket resulterar i en högre risk för skador på glasfodret. Temperaturer över 71°C kan vara ett problem för vissa glasfoder. Tillämpningar som solvärmare och vissa kommersiella industriella tillämpningar kan ha krav på vattenlagring vid höga temperaturer.
Det rekommenderas att kontakta tillverkaren av den glasfodrade tanken för den rekommenderade maximala driftstemperaturen. Tankar av rostfritt stål är vanligtvis ett bättre val för högtemperaturapplikationer.
Det råder ingen tvekan om att den initiala kostnaden för en tank av rostfritt stål är högre än för en glasfodrad tank. Men av de skäl som nämns här kan livscykelkostnaden för en glasfodrad tank bli högre. När man jämför dessa livscykelkostnader är tankar av rostfritt stål generellt mer kostnadseffektiva på lång sikt och bör visas för kunderna.
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 får HRAI-stipendier. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada är värd för sitt första nätverksevenemang för kvinnor inom branschen. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Efterfrågan på bygglov för bostäder fortsätter att öka. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace-information om Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI uppmärksammar medlemmar med Achievement Awards 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/