Несмотря на более высокую цену, водонагревательные баки из нержавеющей стали, как правило, более экономичны при сравнении затрат на весь срок службы и должны представляться именно так.
Домашние водонагреватели — это настоящая пехота механического мира. Они часто подвергаются воздействию очень суровых условий, и их тяжелая работа по большей части игнорируется. Со стороны воды нагревателя воздействию подвергаются минералы, кислород, химикаты и отложения. Когда дело доходит до сгорания, высокие температуры, термическое напряжение и конденсат дымовых газов могут нанести ущерб материалам.
Когда дело доходит до обслуживания, водонагреватели для бытового горячего водоснабжения (ГВС) практически игнорируются. Большинство домовладельцев воспринимают свои водонагреватели как должное и замечают их только тогда, когда они не работают или протекают. Проверить анодный стержень? Промыть от осадка? Есть ли план обслуживания? Забудьте об этом, мы не против. Неудивительно, что у большинства оборудования для ГВС короткий срок службы.
Можно ли сократить этот короткий срок службы? Использование водонагревателей для ГВС из нержавеющей стали — один из способов увеличения срока службы. Нержавеющая сталь — прочный и долговечный материал, который обеспечивает лучшую устойчивость к воздействию воды и огня, что дает водонагревателю возможность прослужить долгий срок службы. Единственным реальным недостатком нержавеющей стали является высокая стоимость материалов и изготовления. На высококонкурентном рынке водонагревателей для ГВС такая высокая стоимость становится огромной проблемой.
Нержавеющая сталь — это общее название для сплавов железа с содержанием хрома не менее 10,5%. Также могут добавляться другие элементы, такие как никель, молибден, титан и углерод, для обеспечения коррозионной стойкости, прочности и формуемости. Существует множество различных комбинаций этих различных металлических сплавов, которые производят определенные «типы» и «марки» нержавеющей стали. Просто сказать, что что-то сделано из нержавеющей стали, — это не сказать всего.
Если бы кто-то сказал: «Дайте мне пластиковые трубы», какие бы вы принесли? PEX, CPVC, полиэтилен? Все это «пластиковые» трубы, но у всех них очень разные свойства, прочность и области применения. То же самое касается и нержавеющей стали. Существует более 150 марок нержавеющей стали, все с очень разными свойствами и областями применения. Нержавеющая сталь, используемая в бытовых водонагревателях, обычно изготавливается всего из нескольких сортов нержавеющей стали, как правило, типов 304, 316L, 316Ti и 444.
Разница между этими марками заключается в концентрации сплава в них. Все марки нержавеющей стали марки «300» содержат приблизительно 18% хрома и 10% никеля. Две марки 316 также содержат 2% молибдена, в то время как марка 316Ti имеет 1% титана, добавленного в смесь. По сравнению с 304, молибден придает маркам 316 лучшую общую коррозионную стойкость, особенно более высокую стойкость к точечной и щелевой коррозии в хлоридных средах. Титан марки 316Ti придает ей превосходную формуемость и прочность. Марка 444 содержит хром и молибден, но в ней нет никеля. Вообще говоря, чем больше никеля, молибдена и титана в смеси, тем лучше коррозионная стойкость и прочность, но также и выше стоимость. Когда кто-то говорит, что у него водонагреватель из «нержавеющей стали», внимательно смотрите на марки, так как они не одинакового качества
Нержавеющая сталь используется во всех типах водонагревателей. Чаще всего она используется в косвенных водонагревателях ГВС и конденсационных проточных водонагревателях. Косвенные водонагреватели содержат внутренний змеевик теплопередачи, подключенный к контуру бойлера или солнечного коллектора. Они более распространены в Европе, чем в Канаде, из-за преобладания европейских гидро- и солнечных водонагревательных систем.
Конструкция из нержавеющей стали составляет большую часть этих европейских рынков косвенного нагрева. В Канаде доступны баки косвенного нагрева из нержавеющей стали и эмалированной стали, баки из нержавеющей стали обычно имеют более высокую цену. В водонагревателях без конденсации теплообменник обычно изготавливается из меди. С ростом популярности конденсационных агрегатов с более высокой эффективностью теплообменники либо полностью изготавливаются из нержавеющей стали, либо из комбинации первичного медного и вторичного теплообменников из нержавеющей стали. Водонагреватели с прямым нагревом остаются королями на канадском рынке водонагревателей. В этом сегменте доминирует углеродистая сталь со стеклянным покрытием. Нержавеющая сталь обычно используется в водонагревателях без конденсации или конденсационных водонагревателях с прямым нагревом.
Для повышения эффективности этих устройств дымовой газ необходимо охладить ниже точки росы, чтобы высвободить скрытую теплоту топлива. Образующийся конденсат по сути представляет собой дистиллированный водяной пар из газообразных продуктов сгорания, имеющий очень низкий pH и высокую кислотность. Этот кислотный конденсат необходимо отводить в канализацию для утилизации, но более серьезной проблемой является его коррозионное воздействие на поверхности теплообменника водонагревателя.
Теплообменники, изготовленные из обычной стали или меди, с трудом выдерживают воздействие конденсата дымовых газов в течение длительного времени. Нержавеющая сталь является хорошим выбором материала из-за ее высокой коррозионной стойкости и гибкости, что позволяет формировать сложные формы теплообменников. Существует много марок конденсационных водонагревателей без бака, в которых используются теплообменники из нержавеющей стали. Это позволяет им способствовать полной конденсации дымовых газов в теплообменнике и обеспечивает высокие показатели эффективности до 0,97.
Накопительные водонагреватели с конденсационной технологией теперь также начинают использоваться чаще, особенно с учетом некоторых изменений в строительных нормах, требующих более высокой эффективности водонагревателей. На этом рынке есть два распространенных типа зданий. Стеклянные баки представляют собой полностью погруженные вторичные конденсационные теплообменники. Внешняя (водяная сторона) и внутренняя (огненная сторона) стороны змеевиков теплообменника покрыты стеклом, а внутренняя сторона, покрыта стеклом, предотвращает конденсацию дымовых газов. Модели баков с полностью нержавеющей сталью, состоящей из бака и змеевика, не распространены, но существует несколько таких конструкций, полностью выполненных из нержавеющей стали.
Первоначальная стоимость эмалированного бака действительно ниже, и только время покажет, насколько устойчивым окажется теплообменник в жестких условиях конденсации. Эти новые водонагреватели с конденсатным баком способны достигать более высокой эффективности, чем традиционные водонагреватели с прямым нагревом, с тепловым КПД от 90% до 96%. Поскольку правительства ужесточают требования к эффективности водонагревателей, мы наверняка увидим на рынке больше инновационных высокоэффективных водонагревателей с накопительным баком.
Присмотритесь к водонагревателям накопительного типа, и вы увидите, что большинство типов водонагревателей прямого нагрева, водонагревателей с непрямым внутренним змеевиком и водонагревателей прямого нагрева имеют конструкцию из эмалированной и нержавеющей стали.
Итак, каковы преимущества нержавеющей стали перед эмалированной? Как убедить клиентов вкладывать больше средств в резервуары из нержавеющей стали? Самым большим преимуществом нержавеющей стали является ее естественная устойчивость к коррозии в пресной воде, что увеличивает срок службы. Благодаря составу из коррозионно-стойких металлических сплавов резервуары из нержавеющей стали прочнее и долговечнее резервуаров со стеклянной эмалью. Резервуары из нержавеющей стали имеют защитный оксидный барьер со стороны воды, что естественным образом предотвращает коррозию.
С другой стороны, эмалированные резервуары используют эмалированное покрытие для создания барьера между углеродистой сталью и водой. При наличии такой возможности кислород и химические вещества в воде будут воздействовать на сталь и быстро вызывать ее коррозию. Поскольку практически невозможно идеально нанести какое-либо защитное покрытие (без микроскопических трещин или дефектов в виде точечных отверстий в защитном слое), эмалированные резервуары включают в себя жертвенные анодные стержни, установленные внутри резервуара.
Расходуемые анодные стержни со временем изнашиваются, и после завершения процесса электролиз начнет разрушать открытые стальные участки внутри резервуара. Скорость истощения анода зависит от качества воды и количества используемой воды. Расходуемые аноды обычно служат от трех до пяти лет, и аноды можно заменять, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение.
На самом деле, регулярный осмотр и замена анодов часто игнорируются, и бак протекает, что приводит к необходимости замены всего устройства. В отличие от эмалированных баков, баки из нержавеющей стали не требуют «жертвенных анодов» для предотвращения коррозии на их поверхностях. Это означает, что нет необходимости проверять или заменять анод, что экономит время и средства на техническое обслуживание в течение всего срока службы водонагревателя.
Благодаря повышенной прочности и коррозионной стойкости резервуары из нержавеющей стали часто имеют более длительные гарантии, а некоторые производители предлагают пожизненную гарантию на резервуары.
Преимуществом резервуаров из нержавеющей стали является также то, что они легче по сравнению со стеклянными резервуарами, что упрощает их транспортировку, обработку и установку. Толщина стенок нержавеющей стали, используемой в резервуарах, обычно намного тоньше, чем у аналогичных стальных резервуаров со стеклянным покрытием. В сочетании с весом самого стеклянного покрытия эмалированные банки обычно намного тяжелее.
В отличие от стеклянных банок, банки из нержавеющей стали требуют меньшего внимания при транспортировке, а стеклянная облицовка может быть повреждена во время транспортировки. Если стеклянная облицовка бака повреждена или треснула из-за грубого обращения во время транспортировки или установки, об этом не будет известно до тех пор, пока бак не выйдет из строя преждевременно.
Баки из нержавеющей стали, как правило, способны выдерживать более высокие температуры воды, чем эмалированные баки, а температура свыше 180F не вызовет никаких проблем. Некоторые эмалированные баки подвержены напряжению при высоких температурах, что приводит к более высокому риску повреждения эмалированного покрытия. Температура свыше 160F может стать проблемой для некоторых стеклянных покрытий. Такие области применения, как солнечные водонагреватели и некоторые коммерческие промышленные области, могут предъявлять требования к хранению воды при высоких температурах.
Рекомендуется проконсультироваться с производителем эмалированных резервуаров относительно рекомендуемой максимальной рабочей температуры. Резервуары из нержавеющей стали обычно являются лучшим выбором для высокотемпературных применений.
Несомненно, первоначальная стоимость резервуара из нержавеющей стали выше, чем у резервуара со стеклянным покрытием. Однако по указанным здесь причинам стоимость жизненного цикла резервуара со стеклянным покрытием может оказаться выше. При сравнении этих затрат на жизненный цикл резервуары из нержавеющей стали, как правило, более экономичны в долгосрочной перспективе и должны быть представлены клиентам.
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.
Студенты получают стипендии HRAI.https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada проводит первое мероприятие по налаживанию деловых связей между женщинами в отрасли.https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Спрос на разрешения на строительство жилых домов продолжает расти.https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace представляет Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI отмечает своих членов наградами за достижения 2021 года.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/