ステンレス製の給湯器タンクは、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、一般的にコスト効率が高いため、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。非常に厳しい環境にさらされることが多く、その懸命な働きはほとんど無視されています。給湯器の水側では、ミネラル、酸素、化学物質、堆積物などがすべて攻撃を受けます。燃焼に関しては、高温、熱応力、排気ガス凝縮物などにより、材料に大きな損害が生じる可能性があります。
メンテナンスに関しては、家庭用給湯器（DHW）はほとんど無視されています。ほとんどの住宅所有者は、給湯器を当然のものとして扱い、動作していないか水漏れしている場合にのみそれに気づきます。陽極ロッドを確認しますか？沈殿物を洗い流しますか？メンテナンス プランはありますか？忘れてください、私たちは気にしません。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るでしょうか?ステンレス鋼製の給湯ヒーターを使用することは、平均寿命を延ばす方法の 1 つです。ステンレス鋼は、水辺や火のそばでの攻撃に対して優れた耐性を持つ、強くて耐久性のある素材であり、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欠点は、材料費と製造費が高いことです。競争の激しい給湯ヒーター市場では、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。耐腐食性、強度、成形性を高めるために、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。これらの異なる金属合金のさまざまな組み合わせにより、特定の「タイプ」および「グレード」のステンレス鋼が生成されます。単に「ステンレス鋼で作られている」と言うだけでは、すべてが伝わりません。
誰かが「プラスチック製のパイプをください」と言ったら、何を持っていきますか？PEX、CPVC、ポリエチレンでしょうか？これらはすべて「プラスチック」製のパイプですが、特性、強度、用途がそれぞれ大きく異なります。ステンレス鋼についても同様です。ステンレス鋼には150種類以上のグレードがあり、特性と用途はそれぞれ大きく異なります。家庭用給湯器に使用されるステンレス鋼は、通常、304、316L、316Ti、444などの数種類のステンレス鋼で作られています。
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おり、316Tiグレードには1%のチタンが混合物に加えられています。304と比較して、モリブデンは316グレードに優れた耐食性を与え、特に塩化物環境における孔食および隙間腐食に対する耐性を高めます。316Tiグレードのチタンは、優れた成形性と強度を備えています。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、混合物に含まれるニッケル、モリブデン、チタンが多いほど、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「ステンレス製」の給湯器を持っていると言う場合、グレードをよく確認してください。品質は同じではありません。
ステンレス鋼は、あらゆる種類の給湯器に使用されています。最も一般的に使用されているのは、間接式 DHW ヒーターと凝縮式タンクレス給湯器です。間接式給湯器には、ボイラーまたはソーラーコレクター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。ヨーロッパでは水力および太陽熱給湯システムが主流であるため、間接式給湯器はカナダよりもヨーロッパで一般的です。
ステンレス鋼構造は、これらの欧州間接市場の大部分を占めています。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利用可能で、ステンレス鋼タンクは通常、より高価です。非凝縮型タンクレス給湯器では、熱交換器は通常銅で作られています。より効率の高い凝縮ユニットを求める声により、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になっています。直火式タンク給湯器は、カナダの給湯器市場の王者であり続けています。このセグメントでは、グラスライニング炭素鋼が主流です。ステンレス鋼は、タンクレスまたは直火式タンク凝縮給湯器で一般的に使用されています。
これらの装置の効率を上げるには、燃料の潜熱を放出するために、排気ガスを露点以下に冷却する必要があります。結果として生じる凝縮液は、本質的には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 値と高い酸性度を持っています。この酸性の凝縮液は、廃棄するために排水管に流さなければなりませんが、より大きな問題は、それが給湯器の熱交換器の表面を腐食させるということです。
通常の鋼または銅で作られた熱交換器は、この排気ガス凝縮物に長期間耐えることが困難です。ステンレス鋼は、耐腐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、優れた材料選択です。凝縮式タンクレス給湯器のブランドは数多く、ステンレス鋼の熱交換器を使用しています。これにより、熱交換器内で排気ガスが完全に凝縮され、最大 0.97 の高い EF 評価が得られます。
また、凝縮技術を採用したタンク式給湯器も、特に建築基準法の変更により給湯器の効率性が向上したことにより、より頻繁に使用されるようになりました。この市場には、一般的な建物タイプが 2 つあります。グラスライニング タンクは、完全に水没した二次凝縮熱交換器を建造します。熱交換器コイルの外側 (水側) と内側 (火側) はグラスライニングされており、内側のグラスライニングによって排気ガスの凝縮が防止されます。オールステンレス製のタンクとコイル構造のタンク モデルは一般的ではありませんが、そのようなオールステンレス構造のモデルはいくつかあります。
グラスライニングタンクの初期コストは確かに低く、厳しい凝縮環境で熱交換器がどの程度耐久性があるかは、時が経てばわかるでしょう。これらの新しい凝縮タンク給湯器は、従来の直火式給湯器よりも高い効率を実現でき、熱効率は 90% ～ 96% です。政府が給湯器の効率規制をますます厳しくしていくにつれて、より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。
タンク式給湯器をよく見てみると、直火式、間接内部コイル式、ストレート貯蔵式タンクのほとんどがガラスライニングとステンレス鋼で構成されていることがわかります。
では、グラスライニングタンクに対してステンレス鋼にはどのような利点があるのでしょうか。ステンレス鋼タンクへの投資を顧客に促すにはどうすればよいでしょうか。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、これにより耐用年数が長くなります。耐腐食性金属合金で構成されているため、ステンレス鋼タンクはグラスライニングタンクよりも強度と耐久性に優れています。ステンレス鋼タンクは、水側に保護酸化物バリアがあり、自然に腐食を防止します。
一方、グラスライニングタンクは、グラスライニングを利用して炭素鋼と水の間のバリアを形成します。機会があれば、水中の酸素と化学物質が鋼を攻撃し、急速に腐食します。保護コーティングを完璧に施すことは（保護層に微細な亀裂やピンホールの欠陥がないように）ほぼ不可能であるため、グラスライニングタンクにはタンク内部に犠牲陽極ロッドが取り付けられています。
犠牲陽極棒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、水質と使用される水の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することができます。
実際、定期的な陽極の点検と交換は見落とされることが多く、タンクが漏れてユニット全体を交換する必要が生じます。グラスライニングタンクとは異なり、ステンレススチール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。つまり、陽極を点検または交換する必要がないため、給湯器の寿命全体にわたってメンテナンスの時間とコストを節約できます。
耐久性と耐腐食性が向上するため、ステンレス製のタンクは保証期間が長く、タンクに生涯保証を提供しているメーカーもあります。
ステンレススチール製タンクには、グラスライニング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、設置が簡単です。タンクに使用されるステンレススチールの壁の厚さは、通常、グラスライニングが施された同様のスチール製タンクよりもはるかに薄くなっています。グラスライニング自体の重量と合わせると、グラスライニングの容器は通常、はるかに重くなります。
ガラスライニングの瓶とは異なり、ステンレススチールの瓶は輸送時に注意を払う必要が少なく、輸送中にガラスライニングが損傷する可能性があります。輸送中または設置中の乱暴な取り扱いによりタンクのガラスライニングが損傷またはひび割れた場合、タンクが早期に故障するまでそのことに気付きません。
ステンレス鋼のタンクは、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、180 度を超える温度でも問題は発生しません。グラスライニング タンクの中には、高温でストレスを受けやすく、グラスライニングが損傷するリスクが高くなります。160 度を超える温度は、一部のグラスライニングにとって問題となる可能性があります。太陽熱温水器などの用途や一部の商業工業用途では、高温の水貯蔵が必要になる場合があります。
推奨される最高動作温度については、ガラスライニングタンクの製造元に問い合わせることをお勧めします。通常、高温用途にはステンレス鋼タンクの方が適しています。
ステンレスタンクの初期コストは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、ここで述べた理由により、グラスライニングタンクのライフサイクルコストは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タンクは長期的にはコスト効率が高く、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 イベントを主催しました。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加し続けています。https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace が Direct Energy Alberta を買収。https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI は 2021 年の功績賞で会員を表彰します。https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/