Trotz des höheren Preises sind Warmwasserspeicher aus Edelstahl im Allgemeinen kostengünstiger, wenn man die Lebenszykluskosten vergleicht, und sollten als solche dargestellt werden.
Warmwasserbereiter für den Hausgebrauch sind die wahre Infanterie der mechanischen Welt. Sie sind oft sehr rauen Umgebungen ausgesetzt und ihre harte Arbeit wird meist ignoriert. Auf der Wasserseite des Warmwasserbereiters werden Mineralien, Sauerstoff, Chemikalien und Sedimente angegriffen. Bei der Verbrennung können hohe Temperaturen, thermische Belastungen und Rauchgaskondensat verheerende Auswirkungen auf die Materialien haben.
Wenn es um die Wartung geht, werden Warmwasserbereiter (DHW) so gut wie vernachlässigt. Die meisten Hausbesitzer betrachten ihre Warmwasserbereiter als selbstverständlich und bemerken sie nur, wenn sie nicht funktionieren oder undicht sind. Überprüfen Sie die Anodenstange? Spülen Sie Ablagerungen ab? Gibt es einen Wartungsplan? Vergessen Sie es, das stört uns nicht. Kein Wunder, dass die meisten DHW-Geräte eine kurze Lebensdauer haben.
Kann diese kurze Lebensdauer verbessert werden? Die Verwendung von Warmwasserbereitern aus Edelstahl ist eine Möglichkeit, die Lebenserwartung zu erhöhen. Edelstahl ist ein starkes und langlebiges Material, das eine bessere Beständigkeit gegen Angriffe von Wasser und Feuer bietet und dem Warmwasserbereiter so eine lange Lebensdauer verleiht. Der einzige wirkliche Nachteil von Edelstahl sind die hohen Material- und Herstellungskosten. Auf dem hart umkämpften Markt für Warmwasserbereiter stellen derart hohe Kosten eine enorme Herausforderung dar.
Edelstahl ist der allgemeine Name für Eisenlegierungen mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5 %. Um Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Formbarkeit zu gewährleisten, können auch andere Elemente wie Nickel, Molybdän, Titan und Kohlenstoff hinzugefügt werden. Es gibt viele verschiedene Kombinationen dieser verschiedenen Metalllegierungen, aus denen bestimmte „Arten“ und „Qualitäten“ von Edelstahl entstehen. Die bloße Aussage, dass etwas aus Edelstahl besteht, erzählt nicht die ganze Geschichte.
Wenn jemand sagen würde: „Geben Sie mir ein paar Kunststoffrohre“, was würden Sie mitbringen? PEX, CPVC, Polyethylen? All dies sind „Kunststoff“-Rohre, aber alle haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, Festigkeiten und Anwendungen. Dasselbe gilt für Edelstahl. Es gibt über 150 Edelstahlsorten, alle mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Edelstahl, der in Warmwasserbereitern verwendet wird, wird normalerweise nur aus wenigen rostfreien Stahlsorten hergestellt, normalerweise den Typen 304, 316L, 316Ti und 444.
Der Unterschied zwischen diesen Güten liegt in der Legierungskonzentration. Alle Edelstähle der Güteklasse 300 enthalten etwa 18 % Chrom und 10 % Nickel. Die beiden Güten 316 enthalten zudem 2 % Molybdän, während der Güteklasse 316Ti 1 % Titan zugesetzt ist. Im Vergleich zu 304 verleiht Molybdän den Güten 316 eine insgesamt bessere Korrosionsbeständigkeit, insbesondere eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen. Titan der Güteklasse 316Ti verleiht ihnen hervorragende Formbarkeit und Festigkeit. Güteklasse 444 enthält zwar Chrom und Molybdän, jedoch kein Nickel. Generell gilt: Je mehr Nickel, Molybdän und Titan in der Mischung, desto besser die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, aber auch desto höher die Kosten. Wenn jemand behauptet, einen Warmwasserbereiter aus „Edelstahl“ zu besitzen, achten Sie genau auf die Güten, da diese nicht die gleiche Qualität aufweisen.
Edelstahl wird in allen Arten von Warmwasserbereitern verwendet. Am häufigsten wird er in indirekten Warmwasserbereitern und kondensierenden Durchlauferhitzern verwendet. Indirekte Warmwasserbereiter enthalten eine interne Wärmeübertragungsspule, die mit dem Kessel oder dem Solarkollektorkreislauf verbunden ist. Aufgrund der Dominanz europäischer Wasser- und Solarwarmwasserbereitungssysteme sind sie in Europa weiter verbreitet als in Kanada.
Edelstahlkonstruktionen machen einen großen Teil dieser europäischen indirekten Märkte aus. In Kanada sind indirekte Speicher aus Edelstahl und emailliertem Stahl erhältlich, Edelstahlspeicher sind normalerweise teurer. Bei nicht kondensierenden Durchlauferhitzern besteht der Wärmetauscher normalerweise aus Kupfer. Im Zuge des Strebens nach effizienteren Kondensationsgeräten bestehen die Wärmetauscher entweder vollständig aus Edelstahl oder aus einer Kombination aus primärem Kupfer- und sekundärem Edelstahl-Wärmetauscher. Direkt befeuerte Speicher-Warmwasserbereiter bleiben die Könige des kanadischen Warmwasserbereitermarktes. Emaillierter Kohlenstoffstahl dominiert dieses Segment. Edelstahl wird häufig in Durchlauferhitzern oder direkt befeuerten Speicher-Brennwert-Warmwasserbereitern verwendet.
Um die Effizienz dieser Geräte zu erhöhen, muss das Rauchgas unter den Taupunkt abgekühlt werden, um die latente Wärme des Brennstoffs freizusetzen. Das entstehende Kondensat ist im Wesentlichen destillierter Wasserdampf aus den gasförmigen Verbrennungsprodukten, der einen sehr niedrigen pH-Wert und einen hohen Säuregehalt aufweist. Dieses saure Kondensat muss zur Entsorgung in einen Abfluss geleitet werden, das größere Problem ist jedoch seine korrosive Wirkung auf die Wärmetauscheroberflächen des Warmwasserbereiters.
Wärmetauscher aus gewöhnlichem Stahl oder Kupfer können diesem Rauchgaskondensat nur schwer über längere Zeit standhalten. Edelstahl ist aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Flexibilität eine gute Materialwahl, da sich damit komplexe Wärmetauscherformen herstellen lassen. Viele Marken von Brennwert-Durchlauferhitzern verwenden Wärmetauscher aus Edelstahl. Dadurch wird eine vollständige Kondensation des Rauchgases im Wärmetauscher erreicht, was zu hohen EF-Werten von bis zu 0,97 führt.
Auch Warmwasserspeicher mit Brennwerttechnik kommen mittlerweile immer häufiger zum Einsatz, vor allem da einige Änderungen der Bauvorschriften eine höhere Effizienz der Warmwasserbereiter vorschreiben. Auf diesem Markt gibt es zwei gängige Bauarten. Emaillierte Speicher sind vollständig untergetauchte sekundäre Brennwertwärmetauscher. Die Außenseite (Wasserseite) und Innenseite (Feuerseite) der Wärmetauscherspiralen sind emailliert, und die emaillierte Innenseite verhindert die Kondensation von Rauchgasen. Speichermodelle mit Tank- und Spiralkonstruktion komplett aus Edelstahl sind nicht üblich, es sind jedoch mehrere solcher Komplettkonstruktionen aus Edelstahl erhältlich.
Die Anschaffungskosten eines glasbeschichteten Tanks sind tatsächlich niedriger und erst die Zeit wird zeigen, wie widerstandsfähig der Wärmetauscher in rauen Kondensationsumgebungen ist. Diese neuen Kondensattank-Warmwasserbereiter können mit thermischen Wirkungsgraden von 90 % bis 96 % höhere Wirkungsgrade erzielen als herkömmliche direkt befeuerte Warmwasserbereiter. Da die Regierungen die Effizienzvorschriften für Warmwasserbereiter immer weiter verschärfen, werden mit Sicherheit noch mehr innovative, hocheffiziente Tank-Warmwasserbereiter auf den Markt kommen.
Wenn Sie sich Warmwasserspeicher genauer ansehen, werden Sie feststellen, dass die meisten Arten von direkt befeuerten, indirekten internen Spulen- und geraden Speichertanks eine Konstruktion aus emailliertem Edelstahl haben.
Welche Vorteile bietet Edelstahl gegenüber emaillierten Tanks? Wie überzeugen Sie Kunden, mehr in Edelstahltanks zu investieren? Der größte Vorteil von Edelstahl ist seine natürliche Beständigkeit gegen Süßwasserkorrosion, die die Lebensdauer verlängert. Aufgrund ihrer Zusammensetzung aus korrosionsbeständigen Metalllegierungen sind Edelstahltanks stärker und langlebiger als emaillierte Tanks. Edelstahltanks verfügen auf der Wasserseite über eine schützende Oxidbarriere, die Korrosion auf natürliche Weise verhindert.
Emaillierte Tanks hingegen basieren auf der Emaillierung, um eine Barriere zwischen Kohlenstoffstahl und Wasser zu bilden. Wenn sie die Möglichkeit dazu haben, greifen der Sauerstoff und die Chemikalien im Wasser den Stahl an und führen zu schneller Korrosion. Da es nahezu unmöglich ist, eine Schutzbeschichtung perfekt aufzutragen (keine mikroskopischen Risse oder Nadellöcher in der Schutzschicht), sind bei emaillierten Tanks Opferanodenstäbe im Tank montiert.
Die Opferanodenstäbe verschleißen mit der Zeit und wenn der Prozess abgeschlossen ist, beginnt die Elektrolyse, die freiliegenden Stahlbereiche im Tank zu erodieren. Die Geschwindigkeit, mit der die Anode erschöpft wird, hängt von der Wasserqualität und der verwendeten Wassermenge ab. Opferanoden halten normalerweise drei bis fünf Jahre und können ausgetauscht werden, um weitere Schäden zu verhindern.
Tatsächlich wird die regelmäßige Überprüfung und der Austausch der Anoden häufig übersehen, und der Tank wird undicht, sodass die gesamte Einheit ausgetauscht werden muss. Anders als emaillierte Tanks benötigen Edelstahltanks keine „Opferanoden“, um Korrosion auf ihren Oberflächen zu verhindern. Das bedeutet, dass die Anode nicht überprüft oder ausgetauscht werden muss, wodurch über die gesamte Lebensdauer des Warmwasserbereiters Wartungszeit und -kosten gespart werden.
Aufgrund der erhöhten Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit haben Edelstahltanks häufig längere Garantien. Einige Hersteller bieten sogar eine lebenslange Garantie auf ihre Tanks.
Edelstahltanks haben außerdem den Vorteil, dass sie im Vergleich zu Tanks mit Emailauskleidung leichter sind, was den Transport, die Handhabung und die Installation erleichtert. Die Wandstärke des in Tanks verwendeten Edelstahls ist normalerweise viel dünner als bei ähnlichen Stahltanks mit Emailauskleidung. Zusammen mit dem Gewicht der Emailauskleidung selbst sind mit Email ausgekleidete Gefäße normalerweise viel schwerer.
Anders als mit Glas ausgekleidete Behälter erfordern Behälter aus Edelstahl beim Versand weniger Aufmerksamkeit und die Glasauskleidung kann während des Transports beschädigt werden. Wenn die Glasauskleidung des Tanks durch grobe Handhabung während des Transports oder der Installation beschädigt wird oder Risse bekommt, wird dies erst bemerkt, wenn der Tank vorzeitig versagt.
Edelstahltanks halten im Allgemeinen höheren Wassertemperaturen stand als Tanks mit Emailbeschichtung, und Temperaturen über 82 °C stellen kein Problem dar. Einige Tanks mit Emailbeschichtung sind bei hohen Temperaturen spannungsanfällig, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Emailbeschichtung steigt. Temperaturen über 71 °C können für einige Glasbeschichtungen ein Problem darstellen. Bei Anwendungen wie Solarwarmwasserbereitern und einigen gewerblichen Industrieanwendungen können hohe Wassertemperaturen erforderlich sein.
Es wird empfohlen, sich bezüglich der empfohlenen maximalen Betriebstemperatur an den Hersteller des emaillierten Tanks zu wenden. Für Hochtemperaturanwendungen sind Edelstahltanks normalerweise die bessere Wahl.
Es besteht kein Zweifel, dass die Anschaffungskosten eines Edelstahltanks höher sind als die eines emaillierten Tanks. Aus den hier genannten Gründen können die Lebenszykluskosten eines emaillierten Tanks jedoch höher ausfallen. Bei einem Vergleich dieser Lebenszykluskosten sind Edelstahltanks auf lange Sicht im Allgemeinen kostengünstiger und sollten den Kunden gezeigt werden.
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.
Studierende erhalten HRAI-Stipendien.https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada veranstaltet die erste Branchen-Networking-Veranstaltung für Frauen. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Die Nachfrage nach Baugenehmigungen für Wohngebäude steigt weiter.https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace ist eine Tochtergesellschaft von Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI zeichnet Mitglieder mit Achievement Awards 2021 aus.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/