Ondanks de hogere prijs zijn roestvrijstalen boilers over het algemeen rendabeler als je de levenscycluskosten vergelijkt en moeten ze ook als zodanig worden gepresenteerd.
Thuisboilers zijn de echte infanterie van de mechanische wereld. Ze worden vaak blootgesteld aan de zwaarste omstandigheden en hun harde werk wordt meestal genegeerd. Aan de waterzijde van de boiler worden mineralen, zuurstof, chemicaliën en sediment allemaal aangevallen. Bij de verbranding kunnen hoge temperaturen, thermische spanning en rookgascondensaat schade aanrichten aan materialen.
Als het om onderhoud gaat, worden warmwaterboilers (DHW) vrijwel verwaarloosd. De meeste huiseigenaren beschouwen hun boilers als vanzelfsprekend en merken ze alleen op als ze niet werken of lekken. Controleer de anode-staaf? Spoel bezinksel af? Is er een onderhoudsplan? Vergeet het maar, wij vinden het niet erg. Geen wonder dat de meeste SWW-apparatuur een korte levensduur heeft.
Kan deze korte levensduur worden verbeterd? Het gebruik van warmwaterboilers van roestvrij staal is een manier om de levensduur te verlengen. Roestvrij staal is een sterk en duurzaam materiaal dat beter bestand is tegen aanvallen van buitenaf en vuur, waardoor de boiler een lange levensduur heeft. Het enige echte nadeel van roestvrij staal zijn de hoge materiaal- en productiekosten. In de zeer concurrerende markt voor warmwaterboilers vormen dergelijke hoge kosten een grote uitdaging.
Roestvast staal is de verzamelnaam voor ferro-legeringen met een chroomgehalte van minimaal 10,5%. Andere elementen zoals nikkel, molybdeen, titanium en koolstof kunnen ook worden toegevoegd om corrosiebestendigheid, sterkte en vervormbaarheid te bieden. Er zijn veel verschillende combinaties van deze verschillende metaallegeringen die specifieke "typen" en "klassen" roestvast staal opleveren. Alleen zeggen dat iets van roestvast staal is gemaakt, vertelt niet het hele verhaal.
Als iemand zou zeggen: "Geef me wat plastic buizen", wat zou je dan meenemen? PEX, CPVC, polyethyleen? Dit zijn allemaal "kunststof" buizen, maar ze hebben allemaal heel verschillende eigenschappen, sterktes en toepassingen. Hetzelfde geldt voor roestvrij staal. Er zijn meer dan 150 soorten roestvrij staal, allemaal met heel verschillende eigenschappen en toepassingen. Roestvrij staal dat in huishoudelijke boilers wordt gebruikt, bestaat meestal uit slechts een paar soorten roestvrij staal, meestal de typen 304, 316L, 316Ti en 444.
Het verschil tussen deze kwaliteiten is de concentratie van de legering. Alle roestvrij staalsoorten van klasse "300" bevatten ongeveer 18% chroom en 10% nikkel. De twee 316-kwaliteiten bevatten ook 2% molybdeen, terwijl aan de 316Ti-kwaliteit 1% titanium is toegevoegd. Vergeleken met 304 biedt molybdeen een betere algehele corrosiebestendigheid aan 316-kwaliteiten, met name een hogere weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie in chloride-omgevingen. Titanium van klasse 316Ti zorgt voor een uitstekende vervormbaarheid en sterkte. Kwaliteit 444 bevat wel chroom en molybdeen, maar geen nikkel. Over het algemeen geldt: hoe meer nikkel, molybdeen en titanium in het mengsel, hoe beter de corrosiebestendigheid en sterkte, maar ook hoe hoger de kosten. Wanneer iemand zegt dat hij een boiler van "roestvrij staal" heeft, kijk dan goed naar de kwaliteiten, want ze zijn niet van dezelfde kwaliteit.
Roestvrij staal wordt in alle soorten boilers gebruikt. Het wordt het meest gebruikt in indirecte warmwaterboilers en condenserende tankloze boilers. Indirecte boilers bevatten een interne warmteoverdrachtsspiraal die is aangesloten op de ketel of het zonnecollectorcircuit. Ze komen vaker voor in Europa dan in Canada, omdat Europese hydro- en zonneboilersystemen dominant zijn.
RVS-constructies vormen een groot deel van deze Europese indirecte markten. In Canada zijn RVS- en met glas beklede stalen indirecte tanks beschikbaar, RVS-tanks hebben doorgaans een hoger prijskaartje. Bij niet-condenserende tankloze boilers is de warmtewisselaar doorgaans van koper. Met de opkomst van condensatie-units met een hoger rendement zijn de warmtewisselaars óf volledig van RVS óf een combinatie van primaire koperen en secundaire RVS-warmtewisselaars. Direct gestookte tankboilers blijven de koning van de Canadese boilermarkt. Koolstofstaal met glasbekleding domineert dit segment. RVS wordt veelal gebruikt in tankloze of direct gestookte tankcondenserende boilers.
Om de efficiëntie van deze apparaten te verhogen, moet het rookgas worden afgekoeld tot onder het dauwpunt, zodat de latente warmte van de brandstof vrijkomt. Het condensaat dat hierbij ontstaat, is in feite gedestilleerde waterdamp uit de gasvormige verbrandingsproducten, met een zeer lage pH-waarde en een hoge zuurgraad. Dit zure condensaat moet via een afvoer worden afgevoerd, maar een groter probleem is het corrosieve effect op de oppervlakken van de warmtewisselaar van de boiler.
Warmtewisselaars van gewoon staal of koper zijn moeilijk bestand tegen dit rookgascondensaat gedurende langere tijd. Roestvrij staal is een goede materiaalkeuze vanwege de hoge corrosiebestendigheid en flexibiliteit, waardoor er complexe warmtewisselaarvormen mee kunnen worden gevormd. Er zijn veel merken condenserende doorstroomverwarmers die gebruikmaken van warmtewisselaars van roestvrij staal. Hierdoor wordt volledige condensatie van het rookgas in de warmtewisselaar bevorderd, wat resulteert in hoge EF-waarden tot wel 0,97.
Tankwaterverwarmers met condensatietechnologie worden nu ook steeds vaker gebruikt, vooral nu er enkele wijzigingen in de bouwvoorschriften zijn die een hogere efficiëntie van de boiler vereisen. Er zijn twee veelvoorkomende soorten gebouwen op deze markt. Met glas beklede tanks zijn volledig ondergedompelde secundaire condenserende warmtewisselaars. De buitenkant (waterzijde) en de binnenkant (vuurzijde) van de warmtewisselaarspiralen zijn met glas bekleed, en de met glas beklede binnenkant voorkomt condensatie van rookgassen. Tankmodellen met een volledig roestvrijstalen tank- en spiraalconstructie zijn niet gebruikelijk, maar er zijn verschillende van dergelijke volledig roestvrijstalen constructies beschikbaar.
De initiële kosten van een met glas beklede tank zijn inderdaad lager en alleen de tijd zal leren hoe goed de warmtewisselaar bestand is tegen zware condensatieomstandigheden. Deze nieuwe condensaattankwaterverwarmers kunnen een hoger rendement behalen dan traditionele direct gestookte waterverwarmers, met thermische rendementen variërend van 90% tot 96%. Naarmate overheden de regelgeving voor het rendement van waterverwarmers steeds strenger maken, zullen we ongetwijfeld meer innovatieve, zeer efficiënte tankwaterverwarmers op de markt zien verschijnen.
Kijk eens goed naar de tankwaterverwarmers. U zult zien dat de meeste typen direct gestookte tanks, indirect gestookte tanks met een interne spiraal en rechte opslagtanks een glazen bekleding en een constructie van roestvrij staal hebben.
Dus, wat zijn de voordelen van roestvrij staal ten opzichte van tanks met een glazen binnenbekleding? Hoe overtuigt u klanten om meer te investeren in roestvrijstalen tanks? Het grootste voordeel van roestvrij staal is de natuurlijke weerstand tegen corrosie in zoet water, waardoor de levensduur wordt verlengd. Door de samenstelling van corrosiebestendige metaallegeringen zijn roestvrijstalen tanks sterker en duurzamer dan tanks met een glazen binnenbekleding. Roestvrijstalen tanks hebben een beschermende oxidebarrière aan de waterzijde om corrosie op natuurlijke wijze te voorkomen.
Bij tanks met een glazen bekleding is de bekleding daarentegen afhankelijk van de barrière tussen koolstofstaal en water. Als dat gebeurt, tasten de zuurstof en de chemicaliën in het water het staal aan en corroderen het snel. Omdat het vrijwel onmogelijk is om een ​​beschermende coating perfect aan te brengen (geen microscopische scheurtjes of gaatjes in de beschermlaag), zijn bij tanks met een glazen bekleding opofferingsanode-staven in de tank gemonteerd.
De opofferingsanodestaven slijten na verloop van tijd en zodra het proces is voltooid, begint elektrolyse de blootgestelde stalen delen in de tank te eroderen. De snelheid waarmee de anode uitgeput raakt, hangt af van de waterkwaliteit en de hoeveelheid gebruikt water. Opofferingsanoden gaan doorgaans drie tot vijf jaar mee. Anodes kunnen worden vervangen om verdere schade te voorkomen.
Regelmatige inspectie en vervanging van anodes wordt vaak over het hoofd gezien, waardoor de tank gaat lekken en de hele unit vervangen moet worden. In tegenstelling tot tanks met een glazen binnenbekleding hebben roestvrijstalen tanks geen "opofferingsanodes" nodig om corrosie op hun oppervlakken te voorkomen. Dit betekent dat er geen inspectie of vervanging van de anode nodig is, waardoor er gedurende de levensduur van de boiler tijd en kosten voor onderhoud worden bespaard.
Door deze grotere duurzaamheid en corrosiebestendigheid hebben roestvrijstalen tanks vaak een langere garantie. Sommige fabrikanten bieden zelfs levenslange garantie op tanks.
RVS-tanks hebben ook het voordeel dat ze lichter zijn dan tanks met een glazen binnenbekleding. Hierdoor zijn ze makkelijker te vervoeren, te hanteren en te installeren. De wanddikte van het RVS dat in tanks wordt gebruikt, is doorgaans veel dunner dan vergelijkbare stalen tanks met een glazen binnenbekleding. In combinatie met het gewicht van de glasbekleding zelf, zijn glazen potten doorgaans veel zwaarder.
In tegenstelling tot potten met een glazen binnenwand, vereisen roestvrijstalen potten minder aandacht bij het transport en kan de glazen binnenwand tijdens het transport beschadigd raken. Als de glazen binnenwand van de tank beschadigd of gebarsten is door ruw gebruik tijdens het transport of de installatie, merkt u dat pas wanneer de tank voortijdig kapotgaat.
RVS-tanks kunnen doorgaans hogere watertemperaturen aan dan tanks met een glazen binnenbekleding. Temperaturen boven de 82°C vormen geen probleem. Sommige tanks met een glazen binnenbekleding zijn gevoelig voor spanning bij hoge temperaturen, waardoor er een groter risico is op schade aan de binnenbekleding. Temperaturen boven de 71°C kunnen een probleem vormen voor sommige glazen binnenbekledingen. Toepassingen zoals zonneboilers en sommige commerciële, industriële toepassingen kunnen eisen stellen aan de opslag van water met hoge temperaturen.
Het is raadzaam om de fabrikant van de met glas beklede tank te raadplegen voor de aanbevolen maximale bedrijfstemperatuur. Roestvrijstalen tanks zijn doorgaans een betere keuze voor toepassingen met hoge temperaturen.
Er bestaat geen twijfel over dat de initiële kosten van een roestvrijstalen tank hoger liggen dan die van een tank met glazen bekleding. Maar om de hierboven genoemde redenen kunnen de levenscycluskosten van een tank met glazen bekleding hoger uitvallen. Bij het vergelijken van deze levenscycluskosten zijn roestvrijstalen tanks op de lange termijn over het algemeen rendabeler en zouden ze aan klanten getoond moeten worden.
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.
Studenten ontvangen HRAI-beurzen. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada organiseert eerste netwerkevenement voor vrouwen in de industrie. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
De vraag naar vergunningen voor woningbouw blijft groeien. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace is een bedrijf van Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI erkent leden met de Achievement Awards van 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/