Uprkos višoj cijeni, bojleri od nehrđajućeg čelika su uglavnom isplativiji kada se uporede troškovi životnog ciklusa i treba ih tako i predstaviti.
Kućni bojleri su prava pješadija mehaničkog svijeta. Često su izloženi vrlo teškim okruženjima, a njihov naporan rad se uglavnom zanemaruje. Na strani vode u bojleru, minerali, kisik, hemikalije i sediment su napadnuti. Kada je u pitanju sagorijevanje, visoke temperature, termički stres i kondenzat dimnih gasova mogu izazvati pustoš na materijalima.
Kada je u pitanju održavanje, bojleri za toplu vodu (PTV) su gotovo zanemareni. Većina vlasnika kuća uzima svoje bojlere zdravo za gotovo i primjećuje ih samo kada ne rade ili cure. Provjerite anodnu šipku? Isperite sediment? Postoji li plan održavanja? Zaboravite, ne smeta nam. Nije ni čudo što većina opreme za toplu vodu ima kratak vijek trajanja.
Može li se ovaj kratki vijek trajanja poboljšati? Korištenje bojlera za toplu vodu od nehrđajućeg čelika jedan je od načina za povećanje vijeka trajanja. Nehrđajući čelik je jak i izdržljiv materijal koji pruža bolju otpornost na vodene i požarne uticaje, dajući bojleru mogućnost dugog vijeka trajanja. Jedini pravi nedostatak nehrđajućeg čelika je visoka cijena materijala i izrade. Na vrlo konkurentnom tržištu bojlera za toplu vodu, tako visoka cijena predstavlja ogroman izazov koji treba savladati.
Nehrđajući čelik je generički naziv za željezne legure sa sadržajem kroma od najmanje 10,5%. Drugi elementi poput nikla, molibdena, titana i ugljika također se mogu dodati kako bi se osigurala otpornost na koroziju, čvrstoća i oblikovljivost. Postoje mnoge različite kombinacije ovih različitih metalnih legura koje proizvode specifične "vrste" i "klase" nehrđajućeg čelika. Samo reći da je nešto napravljeno od nehrđajućeg čelika ne govori cijelu priču.
Ako bi neko rekao "dajte mi neke plastične cijevi", šta biste donijeli? PEX, CPVC, polietilen? Sve su to "plastične" cijevi, ali sve imaju vrlo različita svojstva, čvrstoće i primjenu. Isto važi i za nehrđajući čelik. Postoji preko 150 vrsta nehrđajućeg čelika, sve s vrlo različitim svojstvima i primjenama. Nehrđajući čelici koji se koriste u kućnim bojlerima obično se izrađuju od samo nekoliko vrsta nehrđajućeg čelika, obično tipova 304, 316L, 316Ti i 444.
Razlika između ovih vrsta čelika je koncentracija legure u njima. Svi nehrđajući čelici vrste "300" sadrže približno 18% hroma i 10% nikla. Dvije vrste čelika 316 također sadrže 2% molibdena, dok vrsta 316Ti ima 1% titana dodanog u smjesu. U poređenju sa 304, molibden daje bolju ukupnu otpornost na koroziju vrstama 316, posebno veću otpornost na koroziju u obliku tačkaste korozije i koroziju u hloridnim okruženjima. Titanijum vrste 316Ti daje mu odličnu oblikovljivost i čvrstoću. Vrsta 444 sadrži hrom i molibden, ali ne sadrži nikl. Općenito govoreći, što je više nikla, molibdena i titana u smjesi, to je bolja otpornost na koroziju i čvrstoća, ali i veća cijena. Kada neko kaže da ima bojler od "nerđajućeg čelika", pažljivo pogledajte vrste čelika jer nisu istog kvaliteta.
Nehrđajući čelik se koristi u svim različitim vrstama bojlera. Najčešće se koristi u indirektnim bojlerima za toplu vodu i kondenzacijskim bojlerima bez spremnika. Indirektni bojleri sadrže unutrašnju zavojnicu za prijenos topline povezanu s bojlerom ili solarnim kolektorom. Češći su u Europi nego u Kanadi zbog dominacije europskih hidro i solarnih sistema za grijanje vode.
Konstrukcija od nehrđajućeg čelika čini veliki dio ovih evropskih indirektnih tržišta. U Kanadi su dostupni indirektni spremnici od nehrđajućeg čelika i čelika obloženog staklom, spremnici od nehrđajućeg čelika obično imaju višu cijenu. Kod nekondenzacijskih protočnih bojlera, izmjenjivač topline je obično napravljen od bakra. S obzirom na potrebu za kondenzacijskim jedinicama veće učinkovitosti, izmjenjivači topline su ili svi od nehrđajućeg čelika ili kombinacija primarnih bakrenih i sekundarnih izmjenjivača topline od nehrđajućeg čelika. Bojleri s direktnim loženjem ostaju kralj kanadskog tržišta bojlera. Ugljični čelik sa staklenom oblogom dominira ovim segmentom. Nehrđajući čelik se obično koristi u protočnim ili direktno loženim kondenzacijskim bojlerima.
Da bi se povećala efikasnost ovih uređaja, dimni gas se mora ohladiti ispod tačke rose kako bi se oslobodila latentna toplota goriva. Dobiveni kondenzat je u suštini destilovana vodena para iz gasovitih produkata sagorevanja, koja ima vrlo nizak pH i visoku kiselost. Ovaj kiseli kondenzat mora se odvoditi u odvod radi odlaganja, ali veći problem je njegov korozivni efekat na površine izmjenjivača toplote bojlera.
Izmjenjivači toplote napravljeni od običnog čelika ili bakra teško podnose ovaj kondenzat dimnih gasova duži vremenski period. Nehrđajući čelik je dobar izbor materijala zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i fleksibilnosti, što mu omogućava formiranje složenih oblika izmjenjivača toplote. Postoje mnogi brendovi kondenzacijskih bojlera bez rezervoara koji koriste izmjenjivače toplote od nehrđajućeg čelika. To im omogućava da podstaknu potpunu kondenzaciju dimnih gasova u izmjenjivaču toplote i rezultira visokim EF ocjenama do 0,97.
Bojleri sa kondenzacijskom tehnologijom sada se sve češće koriste, posebno s nekim promjenama građevinskih propisa koje zahtijevaju veću efikasnost bojlera. Na ovom tržištu postoje dva uobičajena tipa zgrada. Rezervoari obloženi staklom ugrađuju potpuno uronjene sekundarne kondenzacijske izmjenjivače topline. Vanjska (strana vode) i unutarnja (strana vatre) zavojnica izmjenjivača topline obložene su staklom, a unutrašnjost obložena staklom sprječava kondenzaciju dimnih plinova. Modeli rezervoara s konstrukcijom rezervoara i zavojnice od nehrđajućeg čelika nisu uobičajeni, ali postoji nekoliko takvih konstrukcija od nehrđajućeg čelika.
Početna cijena rezervoara obloženog staklom je zaista niža, i samo će vrijeme pokazati koliko će izmjenjivač topline biti otporan u teškim okruženjima kondenzacije. Ovi novi bojleri sa kondenzacijskim rezervoarom mogu postići veću efikasnost od tradicionalnih bojlera s direktnim zagrijavanjem, s termalnom efikasnošću u rasponu od 90% do 96%. Kako vlade podižu propise o efikasnosti bojlera sve više i više, sigurno ćemo vidjeti sve više inovativnih visokoefikasnih bojlera sa rezervoarom na tržištu.
Pogledajte detaljnije bojlere sa rezervoarom i vidjet ćete da većina tipova bojlera sa direktnim zagrijavanjem, indirektnih bojlera sa unutrašnjom zavojnicom i ravnih bojlera ima konstrukciju od stakla i nehrđajućeg čelika.
Dakle, koje su prednosti nehrđajućeg čelika u odnosu na rezervoare obložene staklom? Kako uvjeriti kupce da više investiraju u rezervoare od nehrđajućeg čelika? Najveća prednost nehrđajućeg čelika je njegova prirodna otpornost na koroziju u slatkoj vodi, što povećava vijek trajanja. Zbog svog sastava od metalnih legura otpornih na koroziju, rezervoari od nehrđajućeg čelika su jači i izdržljiviji od rezervoara obloženih staklom. Rezervoari od nehrđajućeg čelika imaju zaštitnu oksidnu barijeru na strani vode kako bi se prirodno spriječila korozija.
S druge strane, rezervoari obloženi staklom oslanjaju se na staklenu oblogu kako bi se obezbijedila barijera između ugljičnog čelika i vode. U slučaju prilike, kisik i hemikalije u vodi će napasti čelik i brzo ga korodirati. Budući da je gotovo nemoguće savršeno nanijeti bilo kakav zaštitni premaz (bez mikroskopskih pukotina ili rupica u zaštitnom sloju), rezervoari obloženi staklom uključuju žrtvene anodne šipke montirane unutar rezervoara.
Žrtvene anodne šipke će se s vremenom istrošiti, a kada se proces završi, elektroliza će početi erodirati izložene čelične dijelove unutar rezervoara. Brzina kojom se anoda troši zavisi od kvaliteta vode i količine korištene vode. Žrtvene anode obično traju tri do pet godina, a anode se mogu zamijeniti kako bi se spriječila daljnja oštećenja.
U stvari, redovna inspekcija i zamjena anoda se često zanemaruju, te rezervoar propušta, što uzrokuje zamjenu cijele jedinice. Za razliku od rezervoara obloženih staklom, rezervoari od nehrđajućeg čelika ne zahtijevaju "žrtvene anode" kako bi se spriječila korozija na njihovim površinama. To znači da nema potrebe za inspekcijom ili zamjenom anode, što štedi vrijeme i troškove održavanja tokom vijeka trajanja bojlera.
Zbog ove povećane izdržljivosti i otpornosti na koroziju, često ćete naći da rezervoari od nehrđajućeg čelika imaju duže garancije, a neki proizvođači nude doživotne garancije za rezervoare.
Rezervoari od nehrđajućeg čelika također imaju prednost što su lakši u usporedbi s rezervoarima obloženim staklom, što ih čini lakšim za transport, rukovanje i ugradnju. Debljina stijenke nehrđajućeg čelika koji se koristi u rezervoarima obično je mnogo tanja od sličnih čeličnih rezervoara sa staklenom oblogom. U kombinaciji s težinom same staklene obloge, staklene posude su obično mnogo teže.
Za razliku od tegli sa staklenom oblogom, tegle od nehrđajućeg čelika zahtijevaju manje pažnje prilikom transporta, a staklena obloga se može oštetiti tokom transporta. Ako je staklena obloga rezervoara oštećena ili napukla zbog grubog rukovanja tokom transporta ili instalacije, to se neće znati sve dok rezervoar prerano ne pokvari.
Rezervoari od nehrđajućeg čelika uglavnom mogu izdržati više temperature vode od rezervoara obloženih staklom, a temperature preko 83°C neće predstavljati nikakve probleme. Neki rezervoari obloženi staklom skloni su naprezanju na visokim temperaturama, što rezultira većim rizikom od oštećenja obloženih staklom. Temperature iznad 71°C mogu predstavljati problem za neke staklene obloge. Primjene poput solarnih bojlera i neke komercijalne industrijske primjene mogu imati zahtjeve za skladištenje vode na visokim temperaturama.
Preporučuje se konsultacija s proizvođačem rezervoara sa staklenim oblogama za preporučenu maksimalnu radnu temperaturu. Rezervoari od nehrđajućeg čelika su obično bolji izbor za primjene na visokim temperaturama.
Nema sumnje da je početna cijena rezervoara od nehrđajućeg čelika veća od cijene rezervoara obloženog staklom. Ali iz ovdje navedenih razloga, troškovi životnog ciklusa rezervoara obloženog staklom mogu postati veći. Kada se uporede ovi troškovi životnog ciklusa, rezervoari od nehrđajućeg čelika su generalno isplativiji na duge staze i trebalo bi ih pokazati kupcima.
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.
Studenti dobijaju HRAI stipendije. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada domaćin je prvog događaja za umrežavanje žena u industriji. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Potražnja za dozvolama za gradnju stambenih objekata nastavlja rasti. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace je proizvođač Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI dodjeljuje nagrade za dostignuća članovima za 2021. godinu. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/