価格が高いにもかかわらず、ライフサイクルコストを比較すると、一般にステンレス製の給湯器タンクの方が費用対効果が高いため、そのように提示する必要があります。
家庭用給湯器は、機械の世界における真の歩兵です。非常に過酷な環境にさらされることが多く、その大変な作業はほとんど無視されます。給湯器の水側では、鉱物、酸素、化学物質、堆積物がすべて攻撃されます。燃焼に関しては、高温、熱応力、排ガス凝縮物がすべて材料に大損害を与える可能性があります。
メンテナンスに関して言えば、家庭用温水 (DHW) ヒーターはほとんど無視されています。ほとんどの住宅所有者は給湯器を当然のことだと考えており、作動していないときや漏れているときにのみ気づきます。陽極棒を確認しますか? 堆積物を洗い流しますか? メンテナンス計画はありますか? 忘れても構いません。ほとんどの DHW 機器の寿命が短いのも不思議ではありません。
この短い寿命は改善できますか?ステンレス鋼製の DHW ヒーターを使用することは、寿命を延ばす 1 つの方法です。ステンレス鋼は強くて耐久性のある素材で、水辺や炉辺の攻撃に対する耐性が高く、ヒーターの耐用年数を長くすることができます。ステンレス鋼の唯一の本当の欠点は、材料と製造のコストが高いことです。競争の激しい DHW ヒーター市場では、このような高コストは克服すべき大きな課題です。
ステンレス鋼は、クロム含有量が少なくとも 10.5% の鉄合金の総称です。耐食性、強度、成形性を提供するために、ニッケル、モリブデン、チタン、炭素などの他の元素を添加することもできます。特定のステンレス鋼の「種類」と「グレード」を生み出す、これらの異なる金属合金のさまざまな組み合わせが数多くあります。何かがステンレス鋼で作られているというだけでは、すべてがわかりません。
誰かが「プラスチック パイプをください」と言ったら、何を持ってきますか?PEX、CPVC、ポリエチレン?これらはすべて「プラスチック」パイプですが、特性、強度、用途が大きく異なります。ステンレス鋼にも同じことが当てはまります。ステンレス鋼には 150 以上のグレードがあり、すべて非常に異なる特性と用途があります。家庭用給湯器で使用されるステンレス鋼は通常、タイプ 304、316L、316Ti、および 444 の数種類のステンレス鋼だけで作られています。
これらのグレードの違いは合金の濃度です。すべての「300」グレードのステンレス鋼には、約 18% のクロムと 10% のニッケルが含まれています。2 つの 316 グレードには 2% のモリブデンも含まれていますが、316Ti グレードには 1% のチタンが添加されています。304 と比較して、モリブデンは 316 グレードに優れた全体的な耐食性を与え、特に塩化物中での孔食および隙間腐食に対するより高い耐性を与えます。環境。316Ti グレードのチタンは、優れた成形性と強度を与えます。グレード 444 にはクロムとモリブデンが含まれていますが、ニッケルは含まれていません。一般的に、混合物中のニッケル、モリブデン、チタンの含有量が多いほど、耐食性と強度は向上しますが、コストも高くなります。誰かが「ステンレス鋼」の給湯器を持っていると言ったら、同じ品質ではないため、グレードを注意深く見てください。
ステンレス鋼は、さまざまなタイプの給湯器に使用されています。ステンレス鋼は、間接 DHW ヒーターおよび凝縮タンクレス給湯器で最も一般的に使用されています。間接給湯器には、ボイラーまたは太陽熱集熱器ループに接続された内部熱伝達コイルが含まれています。ヨーロッパの水力および太陽熱温水器シス​​テムが優勢であるため、カナダよりもヨーロッパでより一般的です。
これらのヨーロッパの間接市場の大部分をステンレス鋼構造が占めています。カナダでは、ステンレス鋼およびグラスライニング鋼の間接タンクが入手可能ですが、通常、ステンレス鋼タンクの方が高価です。非凝縮タンクレス給湯器では、熱交換器は通常銅製です。より高効率の凝縮ユニットの推進により、熱交換器はすべてステンレス鋼か、一次銅熱交換器と二次ステンレス鋼熱交換器の組み合わせのいずれかになります。直火式タンク給湯器は依然としてカナダ給湯器市場の王様です。カーボンガラスライニングを施したスチールがこのセグメントの大半を占めています。ステンレススチールはタンクレスまたは直火式タンク凝縮水ヒーターに一般的に使用されています。
これらの装置の効率を高めるには、燃焼排ガスを露点以下に冷却して燃料の潜熱を放出する必要があります。結果として生じる凝縮水は基本的に、ガス状燃焼生成物からの蒸留水蒸気であり、非常に低い pH と高い酸性度を持っています。この酸性凝縮水は、廃棄するためにパイプで排水管に送られる必要がありますが、より大きな問題は、給湯器の熱交換器の表面に対する腐食作用です。
普通の鋼や銅で作られた熱交換器は、この排ガスの凝縮液に長期間耐えることが困難です。ステンレス鋼は耐食性と柔軟性が高く、複雑な熱交換器の形状を形成できるため、優れた材料の選択です。ステンレス鋼の熱交換器を使用する凝縮タンクレス給湯器のブランドが数多くあります。これにより、熱交換器内で排ガスの完全な凝縮が促進され、最大 0.97 という高い EF 評価が得られます。
凝縮技術を備えたタンク給湯器も、現在、特により高い給湯効率を必要とする建築基準変更により、より頻繁に使用され始めています。この市場では、2 つの一般的な建物タイプがあります。ガラス張りのタンクは、完全に浸漬された二次凝縮熱交換器を構築しています。熱交換器コイルの外側 (水側) と内側 (火災側) はガラス張りで、内側のガラス張りが排ガスの凝縮を防ぎます。オールステンレス鋼のタンクとコイル構造のタンクモデル一般的ではありませんが、このようなオールステンレス鋼構造のものがいくつかあります。
グラスライニングタンクの初期コストは確かに低く、過酷な凝縮環境で熱交換器がどれだけ耐性があるかは時間が経てばわかります。これらの新しい凝縮水タンク給湯器は、従来の直火式給湯器よりも高い効率を達成でき、熱効率の範囲は 90% ～ 96% です。政府が給湯器の効率規制をますます引き上げているため、より多くの革新的な高効率タンク給湯器が市場に投入されることは間違いありません。
タンク給湯器を詳しく見てみると、ほとんどのタイプの直火式、間接内部コイル式、およびストレート貯蔵タンクがガラス張りのステンレス鋼構造であることがわかります。
では、ガラスライニングに比べてステンレス鋼の利点は何ですか?顧客にステンレス鋼タンクへの投資を増やすよう説得するにはどうすればよいですか?ステンレス鋼の最大の利点は、淡水腐食に対する自然な耐性であり、耐用年数が延びることです。耐食性金属合金の組成により、ステンレス鋼タンクはガラスライニングタンクよりも強く、より耐久性があります。ステンレス鋼タンクは水側に酸化物保護バリアを備えており、自然に腐食を防ぎます。
一方、グラスライニングタンクは、炭素鋼と水の間の障壁をグラスライニングに依存しています。チャンスがあれば、水中の酸素と化学物質が鋼鉄を攻撃し、急速に腐食します。保護コーティングを完全に塗布することはほぼ不可能であるため（保護層に微細な亀裂やピンホール欠陥がないこと）、グラスライニングタンクには、タンク内部に取り付けられた犠牲陽極棒が含まれています。
犠牲陽極ロッドは時間の経過とともに摩耗し、プロセスが完了すると、電気分解によりタンク内の露出した鋼鉄部分が侵食され始めます。陽極が消耗する速度は、水質と使用水量によって異なります。犠牲陽極は通常 3 ～ 5 年持続し、さらなる損傷を防ぐために陽極を交換できます。
実際、陽極の定期的な検査と交換は見落とされがちで、タンクから漏れが発生し、ユニット全体を交換する必要があります。ガラス張りのタンクとは異なり、ステンレス鋼タンクは表面の腐食を防ぐための「犠牲陽極」を必要としません。これは、陽極を検査したり交換する必要がないことを意味し、給湯器の寿命にわたるメンテナンス時間とコストを節約します。
この耐久性と耐食性の向上により、ステンレス鋼タンクの保証期間が長くなることも多く、一部のメーカーではタンクの永久保証を提供しています。
ステンレス鋼タンクには、グラスライニングされたタンクに比べて軽量であるという利点もあり、輸送、取り扱い、設置が容易になります。タンクで使用されるステンレス鋼の壁の厚さは、通常、グラスライニングを施した同様のスチールタンクよりもはるかに薄いです。グラスライニング自体の重量と組み合わせると、通常、グラスライニングされた瓶ははるかに重くなります。
ガラス張りの瓶とは異なり、ステンレス鋼の瓶は輸送時の注意があまり必要なく、輸送中にガラス張りが損傷する可能性があります。輸送中や設置中の乱暴な取り扱いによりタンクのガラス張りが損傷したり亀裂が入ったりした場合、タンクが早期に故障するまでわかりません。
ステンレス鋼タンクは一般にグラスライニングタンクよりも高い水温に耐えることができ、180Fを超える温度でも問題はありません。一部のグラスライニングタンクは高温でストレスを受けやすく、その結果グラスライニング損傷のリスクが高くなります。一部のグラスライナーでは160Fを超える温度が問題となる可能性があります。太陽熱温水器や一部の商業産業用途などの用途では、高温水の貯蔵要件が見られる場合があります。
推奨最大動作温度については、ガラスライニングタンクのメーカーに問い合わせることをお勧めします。高温用途には、通常、ステンレス鋼タンクの方が適しています。
ステンレス鋼タンクのイニシャルコストがグラスライニングタンクよりも高いことは間違いありません。しかし、ここで説明した理由により、グラスライニングタンクのライフサイクルコストが高くなる可能性があります。これらのライフサイクルコストを比較すると、一般的にステンレス鋼タンクの方が長期的には費用対効果が高いため、顧客に提示する必要があります。
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.
学生は HRAI 奨学金を受け取ります。https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada が初の女性業界ネットワーキング イベントを主催。https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
住宅建築許可の需要は増え続けています。https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-Continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace の回収 Direct Energy Alberta。 https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI は、2021 年の功績賞でメンバーを表彰します。https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/