A pesar del precio más elevado, los tanques de calentadores de agua de acero inoxidable son generalmente más rentables cuando se comparan los costos del ciclo de vida y deben presentarse como tales.
Los calentadores de agua domésticos son la verdadera infantería del mundo mecánico. A menudo están expuestos a entornos muy hostiles y su arduo trabajo es en gran parte ignorado. En el lado del agua del calentador, los minerales, el oxígeno, los productos químicos y los sedimentos son atacados. Cuando se trata de combustión, las altas temperaturas, el estrés térmico y el condensado de los gases de combustión pueden causar estragos en los materiales.
Cuando se trata de mantenimiento, los calentadores de agua caliente sanitaria (ACS) son prácticamente descuidados. La mayoría de los propietarios dan por sentado sus calentadores de agua y solo los notan cuando no funcionan o tienen fugas. ¿Revisar la varilla del ánodo? ¿Enjuagar los sedimentos? ¿Hay un plan de mantenimiento? Olvídelo, no nos importa. No es de extrañar que la mayoría de los equipos de ACS tengan una vida útil corta.
¿Se puede mejorar esta corta vida útil? El uso de calentadores de ACS hechos de acero inoxidable es una forma de aumentar la esperanza de vida. El acero inoxidable es un material fuerte y duradero que proporciona una mejor resistencia a los ataques del agua y del fuego, lo que le da al calentador la oportunidad de proporcionar una larga vida útil. La única desventaja real del acero inoxidable es el alto costo de los materiales y la fabricación. En el mercado altamente competitivo de los calentadores de ACS, un costo tan alto es un gran desafío a superar.
El acero inoxidable es el nombre genérico de las aleaciones ferrosas con un contenido de cromo de al menos el 10,5 %. También se pueden añadir otros elementos como níquel, molibdeno, titanio y carbono para proporcionar resistencia a la corrosión, resistencia y formabilidad. Existen muchas combinaciones diferentes de estas diferentes aleaciones metálicas que producen "tipos" y "calidades" específicos de acero inoxidable. Decir simplemente que algo está hecho de acero inoxidable no lo cuenta todo.
Si alguien dijera "dame unas tuberías de plástico", ¿qué llevarías? ¿PEX, CPVC, polietileno? Todas son tuberías de "plástico", pero cada una tiene propiedades, resistencias y aplicaciones muy diferentes. Lo mismo ocurre con el acero inoxidable. Existen más de 150 grados de acero inoxidable, todos con propiedades y aplicaciones muy diferentes. Los aceros inoxidables que se utilizan en los calentadores de agua domésticos suelen estar hechos de unos pocos aceros inoxidables, generalmente los tipos 304, 316L, 316Ti y 444.
La diferencia entre estos grados radica en la concentración de aleación. Todos los aceros inoxidables de grado 300 contienen aproximadamente un 18 % de cromo y un 10 % de níquel. Los dos grados 316 también contienen un 2 % de molibdeno, mientras que el grado 316Ti tiene un 1 % de titanio añadido a la mezcla. En comparación con el 304, el molibdeno confiere a los grados 316 una mejor resistencia general a la corrosión, especialmente una mayor resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en entornos con cloruro. El titanio de grado 316Ti le otorga una excelente conformabilidad y resistencia. El grado 444 contiene cromo y molibdeno, pero no níquel. En general, cuanto más níquel, molibdeno y titanio haya en la mezcla, mejor será la resistencia a la corrosión y la resistencia, pero también mayor será el coste. Si alguien dice tener un calentador de agua de acero inoxidable, observe atentamente los grados, ya que no son de la misma calidad.
El acero inoxidable se utiliza en todos los diferentes tipos de calentadores de agua. Se utiliza más comúnmente en calentadores de agua caliente indirectos y calentadores de agua sin tanque de condensación. Los calentadores de agua indirectos contienen un serpentín de transferencia de calor interno conectado a la caldera o al circuito del colector solar. Son más comunes en Europa que en Canadá debido al predominio de los sistemas europeos de calentamiento de agua hidroeléctrico y solar.
La construcción en acero inoxidable constituye una gran parte de estos mercados indirectos europeos. En Canadá, se encuentran disponibles tanques indirectos de acero inoxidable y acero revestido de vidrio, los tanques de acero inoxidable generalmente tienen un precio más alto. En los calentadores de agua sin tanque sin condensación, el intercambiador de calor generalmente está hecho de cobre. Con el impulso hacia unidades condensadoras de mayor eficiencia, los intercambiadores de calor son todos de acero inoxidable o una combinación de intercambiadores de calor primarios de cobre y secundarios de acero inoxidable. Los calentadores de agua con tanque de encendido directo siguen siendo los reyes del mercado canadiense de calentadores de agua. El acero al carbono con revestimiento de vidrio domina este segmento. El acero inoxidable se usa comúnmente en calentadores de agua de condensación con tanque sin tanque o de encendido directo.
Para aumentar la eficiencia de estos dispositivos, los gases de combustión deben enfriarse por debajo del punto de rocío para liberar el calor latente del combustible. El condensado resultante es esencialmente vapor de agua destilado de los productos de combustión gaseosa, que tiene un pH muy bajo y una acidez alta. Este condensado ácido debe canalizarse hacia un desagüe para su eliminación, pero el problema mayor es su efecto corrosivo sobre las superficies del intercambiador de calor del calentador de agua.
Los intercambiadores de calor hechos de acero común o cobre son difíciles de soportar este condensado de gases de combustión durante largos períodos de tiempo. El acero inoxidable es una buena opción de material debido a su alta resistencia a la corrosión y flexibilidad, lo que le permite formar formas complejas de intercambiadores de calor. Hay muchas marcas de calentadores de agua sin tanque de condensación que utilizan intercambiadores de calor de acero inoxidable. Esto les permite fomentar la condensación completa de los gases de combustión en el intercambiador de calor y da como resultado altas clasificaciones EF de hasta 0,97.
Los calentadores de agua de tanque con tecnología de condensación también se están empezando a utilizar con más frecuencia, especialmente con algunos cambios en el código de construcción que requieren una mayor eficiencia del calentador de agua. Hay dos tipos de edificios comunes en este mercado. Los tanques revestidos de vidrio están construyendo intercambiadores de calor de condensación secundarios completamente sumergidos. El exterior (lado del agua) y el interior (lado del fuego) de las bobinas del intercambiador de calor están revestidos de vidrio, y el interior revestido de vidrio evita la condensación de los gases de combustión. Los modelos de tanque con construcción de tanque y bobina completamente de acero inoxidable no son comunes, pero hay varias construcciones de acero inoxidable disponibles.
El costo inicial de un tanque revestido de vidrio es, de hecho, menor, y solo el tiempo dirá cuán resistente será el intercambiador de calor en ambientes de condensación hostiles. Estos nuevos calentadores de agua con tanque de condensado pueden lograr mayores eficiencias que los calentadores de agua de combustión directa tradicionales, con eficiencias térmicas que oscilan entre el 90% y el 96%. A medida que los gobiernos impulsan cada vez más las regulaciones de eficiencia de los calentadores de agua, seguramente veremos ingresar al mercado más calentadores de agua con tanque de alta eficiencia innovadores.
Observe más de cerca los calentadores de agua con tanque y encontrará que la mayoría de los tipos de calentadores de agua con tanque de almacenamiento recto, de serpentín interno indirecto y de encendido directo tienen una construcción de acero inoxidable y revestida de vidrio.
Entonces, ¿cuáles son las ventajas del acero inoxidable sobre los tanques revestidos de vidrio? ¿Cómo convencer a los clientes de invertir más en tanques de acero inoxidable? La mayor ventaja del acero inoxidable es su resistencia natural a la corrosión del agua dulce, lo que aumenta su vida útil. Gracias a su composición de aleaciones metálicas resistentes a la corrosión, los tanques de acero inoxidable son más resistentes y duraderos que los tanques revestidos de vidrio. Los tanques de acero inoxidable cuentan con una barrera protectora de óxido en el lado del agua para prevenir la corrosión de forma natural.
Por otro lado, los tanques revestidos de vidrio dependen del revestimiento de vidrio para proporcionar una barrera entre el acero al carbono y el agua. Si se les da la oportunidad, el oxígeno y los químicos en el agua atacarán el acero y lo corroerán rápidamente. Dado que es casi imposible aplicar cualquier revestimiento protector a la perfección (sin grietas microscópicas o defectos de orificios en la capa protectora), los tanques revestidos de vidrio incluyen varillas de ánodo de sacrificio montadas dentro del tanque.
Las varillas del ánodo de sacrificio se desgastarán con el tiempo y, cuando se complete el proceso, la electrólisis comenzará a erosionar las áreas de acero expuestas dentro del tanque. La velocidad a la que se agota el ánodo depende de la calidad del agua y de la cantidad de agua utilizada. Los ánodos de sacrificio suelen durar de tres a cinco años, y se pueden reemplazar para evitar daños mayores.
De hecho, a menudo se pasa por alto la inspección y el reemplazo regulares de los ánodos y el tanque tiene fugas, lo que hace que se deba reemplazar toda la unidad. A diferencia de los tanques revestidos de vidrio, los tanques de acero inoxidable no requieren "ánodos de sacrificio" para evitar la corrosión en sus superficies. Esto significa que no es necesario inspeccionar ni reemplazar el ánodo, lo que ahorra tiempo y costos de mantenimiento durante la vida útil del calentador de agua.
Debido a esta mayor durabilidad y resistencia a la corrosión, a menudo encontrará tanques de acero inoxidable que tienen garantías más largas y algunos fabricantes ofrecen garantías de por vida para los tanques.
Los tanques de acero inoxidable también tienen la ventaja de ser más livianos en comparación con los tanques revestidos de vidrio, lo que los hace más fáciles de transportar, manipular e instalar. El espesor de la pared del acero inoxidable utilizado en los tanques suele ser mucho más delgado que el de los tanques de acero similares con revestimientos de vidrio. Combinado con el peso del propio revestimiento de vidrio, los frascos revestidos de vidrio suelen ser mucho más pesados.
A diferencia de los frascos revestidos de vidrio, los frascos de acero inoxidable requieren menos atención durante el envío y el revestimiento de vidrio puede dañarse durante el envío. Si el revestimiento de vidrio del tanque se daña o se agrieta debido a un manejo brusco durante el envío o la instalación, no se sabrá hasta que el tanque falle prematuramente.
Los tanques de acero inoxidable generalmente pueden soportar temperaturas de agua más altas que los tanques revestidos de vidrio, y las temperaturas superiores a 180 ° F no presentarán ningún problema. Algunos tanques revestidos de vidrio son propensos a sufrir tensiones a altas temperaturas, lo que genera un mayor riesgo de daños en el revestimiento de vidrio. Las temperaturas superiores a 160 ° F pueden ser un problema para algunos revestimientos de vidrio. Las aplicaciones como los calentadores de agua solares y algunas aplicaciones industriales comerciales pueden tener requisitos de almacenamiento de agua a alta temperatura.
Se recomienda consultar al fabricante del tanque revestido de vidrio para conocer la temperatura máxima de funcionamiento recomendada. Los tanques de acero inoxidable suelen ser una mejor opción para aplicaciones de alta temperatura.
No hay duda de que el costo inicial de un tanque de acero inoxidable es más alto que el de un tanque revestido de vidrio, pero por las razones mencionadas aquí, el costo del ciclo de vida de un tanque revestido de vidrio puede ser mayor. Al comparar estos costos del ciclo de vida, los tanques de acero inoxidable son generalmente más rentables a largo plazo y deben mostrarse a los 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.
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