În ciuda prețului mai mare, rezervoarele de apă din oțel inoxidabil sunt în general mai rentabile atunci când se compară costurile ciclului de viață și ar trebui prezentate ca atare.
Încălzitoarele de apă de uz casnic sunt adevărata infanterie a lumii mecanice. Sunt adesea expuse unor medii foarte dure, iar munca lor grea este în mare parte ignorată. Pe partea de apă a încălzitorului, mineralele, oxigenul, substanțele chimice și sedimentele sunt atacate. Când vine vorba de ardere, temperaturile ridicate, stresul termic și condensul gazelor de ardere pot provoca ravagii asupra materialelor.
Când vine vorba de întreținere, încălzitoarele de apă caldă menajeră (ACM) sunt aproape neglijate. Majoritatea proprietarilor de case consideră încălzitoarele de apă de la sine înțelese și le observă doar atunci când nu funcționează sau au scurgeri. Se verifică anod? Se clătește sedimentul? Există un plan de întreținere? Uitați, nu ne deranjează. Nu e de mirare că majoritatea echipamentelor ACM au o durată de viață scurtă.
Poate fi îmbunătățită această durată de viață scurtă? Utilizarea încălzitoarelor de apă caldă menajeră fabricate din oțel inoxidabil este o modalitate de a crește durata de viață. Oțelul inoxidabil este un material puternic și durabil, care oferă o rezistență mai bună la atacurile apei și ale focului, oferind încălzitorului posibilitatea de a oferi o durată lungă de viață. Singurul dezavantaj real al oțelului inoxidabil este costul ridicat al materialelor și al fabricației. Pe piața extrem de competitivă a încălzitoarelor de apă caldă menajeră, un cost atât de ridicat reprezintă o provocare uriașă de depășit.
Oțelul inoxidabil este denumirea generică pentru aliajele feroase cu un conținut de crom de cel puțin 10,5%. Alte elemente precum nichelul, molibdenul, titanul și carbonul pot fi, de asemenea, adăugate pentru a oferi rezistență la coroziune, rezistență și formabilitate. Există multe combinații diferite ale acestor aliaje metalice diferite care produc „tipuri” și „grade” specifice de oțel inoxidabil. Simplul fapt de a spune că ceva este fabricat din oțel inoxidabil nu spune toată povestea.
Dacă cineva ți-ar spune „dă-mi niște țevi de plastic”, ce ai aduce? PEX, CPVC, polietilenă? Toate acestea sunt țevi „de plastic”, dar toate au proprietăți, rezistențe și aplicații foarte diferite. Același lucru este valabil și pentru oțelul inoxidabil. Există peste 150 de grade de oțel inoxidabil, toate cu proprietăți și aplicații foarte diferite. Oțelurile inoxidabile utilizate în încălzitoarele de apă de uz casnic sunt de obicei fabricate din doar câteva oțeluri inoxidabile, de obicei tipurile 304, 316L, 316Ti și 444.
Diferența dintre aceste clase constă în concentrația aliajului din ele. Toate oțelurile inoxidabile de gradul „300” conțin aproximativ 18% crom și 10% nichel. Cele două clase 316 conțin, de asemenea, 2% molibden, în timp ce clasa 316Ti are 1% titan adăugat în amestec. Comparativ cu 304, molibdenul conferă o rezistență generală mai bună la coroziune față de clasele 316, în special o rezistență mai mare la coroziunea prin pitting și fisuri în medii cu clorură. Titanul de gradul 316Ti îi conferă o formabilitate și o rezistență excelente. Clasa 444 conține crom și molibden, dar nu conține nichel. În general, cu cât mai mult nichel, molibden și titan în amestec, cu atât rezistența și rezistența la coroziune sunt mai bune, dar și cu atât costul este mai mare. Când cineva spune că are un încălzitor de apă din „oțel inoxidabil”, uitați-vă cu atenție la clase, deoarece nu au aceeași calitate.
Oțelul inoxidabil este utilizat în toate tipurile diferite de încălzitoare de apă. Este cel mai frecvent utilizat în încălzitoarele indirecte de apă caldă menajeră și în încălzitoarele de apă cu condensare. Încălzitoarele indirecte de apă conțin o serpentina internă de transfer de căldură conectată la cazan sau la bucla colectorului solar. Sunt mai frecvente în Europa decât în ​​Canada datorită dominanței sistemelor europene de încălzire a apei hidroelectrice și solare.
Construcțiile din oțel inoxidabil constituie o mare parte a acestor piețe indirecte europene. În Canada, sunt disponibile rezervoare indirecte din oțel inoxidabil și oțel căptușit cu sticlă, rezervoarele din oțel inoxidabil având de obicei un preț mai mare. În cazul încălzitoarelor de apă fără rezervor, fără condensare, schimbătorul de căldură este de obicei fabricat din cupru. Odată cu creșterea popularității unităților de condensare cu eficiență mai mare, schimbătoarele de căldură sunt fie complet din oțel inoxidabil, fie o combinație de schimbătoare de căldură primare din cupru și oțel inoxidabil secundar. Încălzitoarele de apă cu rezervor cu ardere directă rămân regele pieței canadiene a încălzitoarelor de apă. Oțelul carbon cu căptușeală de sticlă domină acest segment. Oțelul inoxidabil este utilizat în mod obișnuit în încălzitoarele de apă cu condensare fără rezervor sau cu rezervor cu ardere directă.
Pentru a crește eficiența acestor dispozitive, gazele de ardere trebuie răcite sub punctul de rouă pentru a elibera căldura latentă a combustibilului. Condensatul rezultat este în esență vapori de apă distilați din produsele gazoase de ardere, care au un pH foarte scăzut și o aciditate ridicată. Acest condensat acid trebuie canalizat într-o canalizare pentru eliminare, dar problema mai mare este efectul său coroziv asupra suprafețelor schimbătorului de căldură al încălzitorului de apă.
Schimbătoarele de căldură fabricate din oțel obișnuit sau cupru sunt dificil de suportat la acest condens de gaze arse pentru perioade lungi de timp. Oțelul inoxidabil este o alegere bună datorită rezistenței sale ridicate la coroziune și flexibilității, permițându-i să formeze forme complexe de schimbătoare de căldură. Există multe mărci de încălzitoare de apă fără rezervor cu condensare care utilizează schimbătoare de căldură din oțel inoxidabil. Acest lucru le permite să încurajeze condensarea completă a gazelor arse în schimbătorul de căldură și are ca rezultat un coeficient energetic (EF) ridicat de până la 0,97.
Încălzitoarele de apă cu rezervor și tehnologie de condensare încep acum să fie utilizate mai frecvent, în special odată cu unele modificări ale codurilor de construcție care necesită o eficiență mai mare a încălzitorului de apă. Există două tipuri comune de clădiri pe această piață. Rezervoarele cu căptușeală de sticlă sunt construcții cu schimbătoare de căldură secundare de condensare complet imersate. Exteriorul (partea cu apă) și interiorul (partea cu foc) ale serpentinelor schimbătorului de căldură sunt căptușite cu sticlă, iar interiorul căptușit cu sticlă previne condensarea gazelor de ardere. Modelele de rezervor cu construcție complet din oțel inoxidabil și serpentina nu sunt comune, dar există mai multe astfel de construcții complet din oțel inoxidabil disponibile.
Costul inițial al unui rezervor cu căptușeală de sticlă este într-adevăr mai mic, și numai timpul va spune cât de rezistent va fi schimbătorul de căldură în medii dure de condensare. Aceste noi încălzitoare de apă cu rezervor de condens sunt capabile să atingă eficiențe mai mari decât încălzitoarele de apă tradiționale cu ardere directă, cu eficiențe termice cuprinse între 90% și 96%. Pe măsură ce guvernele impun reglementările privind eficiența încălzitoarelor de apă din ce în ce mai sus, suntem siguri că vom vedea pe piață tot mai multe încălzitoare de apă cu rezervor de înaltă eficiență.
Aruncați o privire mai atentă la încălzitoarele de apă cu rezervor și veți descoperi că majoritatea tipurilor de rezervoare cu aprindere directă, serpentine interne indirecte și rezervoare de stocare drepte au o construcție din oțel inoxidabil și căptușită cu sticlă.
Deci, care sunt avantajele oțelului inoxidabil față de cele cu căptușeală de sticlă? Cum îi convingeți pe clienți să investească mai mult în rezervoare din oțel inoxidabil? Cel mai mare avantaj al oțelului inoxidabil este rezistența sa naturală la coroziunea apei dulci, ceea ce crește durata de viață. Datorită compoziției sale din aliaje metalice rezistente la coroziune, rezervoarele din oțel inoxidabil sunt mai puternice și mai durabile decât rezervoarele cu căptușeală de sticlă. Rezervoarele din oțel inoxidabil au o barieră protectoare de oxid pe partea cu apă pentru a preveni în mod natural coroziunea.
Rezervoarele căptușite cu sticlă, pe de altă parte, se bazează pe căptușeală de sticlă pentru a oferi o barieră între oțelul carbon și apă. Dacă se întâmplă acest lucru, oxigenul și substanțele chimice din apă vor ataca oțelul și îl vor coroda rapid. Deoarece este aproape imposibil să se aplice perfect orice strat protector (fără fisuri microscopice sau defecte de tip găuri de ac în stratul protector), rezervoarele căptușite cu sticlă includ tije anodice sacrificiale montate în interiorul rezervorului.
Tijele anozilor sacrificiali se vor uza în timp, iar când procesul este complet, electroliza va începe să erodeze zonele de oțel expuse din interiorul rezervorului. Rata cu care se epuizează anodul depinde de calitatea apei și de cantitatea de apă utilizată. Anozii sacrificiali durează de obicei între trei și cinci ani, iar anozii pot fi înlocuiți pentru a preveni deteriorarea ulterioară.
De fapt, inspecția și înlocuirea regulată a anozilor sunt adesea trecute cu vederea, iar rezervorul prezintă scurgeri, ceea ce duce la înlocuirea întregii unități. Spre deosebire de rezervoarele cu căptușeală de sticlă, rezervoarele din oțel inoxidabil nu necesită „anozi sacrificiali” pentru a preveni coroziunea suprafețelor lor. Aceasta înseamnă că nu este nevoie să inspectați sau să înlocuiți anodul, economisind timp și costuri de întreținere pe durata de viață a încălzitorului de apă.
Datorită acestei durabilități sporite și rezistenței la coroziune, veți găsi adesea rezervoarele din oțel inoxidabil cu garanții mai lungi, unii producători oferind garanții pe viață pentru rezervoare.
Rezervoarele din oțel inoxidabil au, de asemenea, avantajul de a fi mai ușoare în comparație cu rezervoarele căptușite cu sticlă, ceea ce le face mai ușor de transportat, manipulat și instalat. Grosimea peretelui oțelului inoxidabil utilizat în rezervoare este de obicei mult mai subțire decât cea a rezervoarelor similare din oțel cu căptușeală de sticlă. Combinată cu greutatea sticlei în sine, borcanele căptușite cu sticlă sunt de obicei mult mai grele.
Spre deosebire de borcanele căptușite cu sticlă, borcanele din oțel inoxidabil necesită mai puțină atenție la transport, iar căptușeala de sticlă se poate deteriora în timpul transportului. Dacă căptușeala de sticlă a rezervorului este deteriorată sau crăpată din cauza manipulării bruște în timpul transportului sau instalării, acest lucru nu se va ști decât după ce rezervorul se defectează prematur.
Rezervoarele din oțel inoxidabil sunt, în general, capabile să reziste la temperaturi mai ridicate ale apei decât rezervoarele cu căptușeală de sticlă, iar temperaturile de peste 180°F nu vor prezenta probleme. Unele rezervoare cu căptușeală de sticlă sunt predispuse la solicitări la temperaturi ridicate, rezultând un risc mai mare de deteriorare a căptușelii de sticlă. Temperaturile de peste 160°F pot fi o problemă pentru unele căptușeli de sticlă. Aplicații precum încălzitoarele solare de apă și unele aplicații industriale comerciale pot necesita stocarea apei la temperaturi ridicate.
Se recomandă consultarea producătorului rezervorului cu căptușeală de sticlă pentru temperatura maximă de funcționare recomandată. Rezervoarele din oțel inoxidabil sunt de obicei o alegere mai bună pentru aplicațiile la temperaturi ridicate.
Nu există nicio îndoială că prețul inițial al unui rezervor din oțel inoxidabil este mai mare decât cel al unui rezervor cu căptușeală din sticlă. Însă, din motivele menționate aici, costul pe durata de viață a unui rezervor cu căptușeală din sticlă poate deveni mai mare. Atunci când se compară aceste costuri pe durata de viață, rezervoarele din oțel inoxidabil sunt în general mai rentabile pe termen lung și ar trebui prezentate clienților.
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.
Studenții primesc burse HRAI. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada găzduiește evenimentul inaugural de networking pentru femei din industrie. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Cererea de autorizații de construire rezidențială continuă să crească. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace este o companie Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI își recunoaște membrii cu Premiile pentru Realizări 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/