Napriek vyššej cene sú zásobníky ohrievačov vody z nehrdzavejúcej ocele vo všeobecnosti nákladovo efektívnejšie pri porovnaní nákladov na životný cyklus a mali by byť ako také prezentované.
Domáce ohrievače vody sú skutočnou pechotou mechanického sveta. Často sú vystavené veľmi drsnému prostrediu a ich tvrdá práca sa väčšinou ignoruje. Na strane vody v ohrievači sú napádané minerály, kyslík, chemikálie a sedimenty. Pri spaľovaní môžu vysoké teploty, tepelné namáhanie a kondenzát spalín spôsobiť poškodenie materiálov.
Pokiaľ ide o údržbu, ohrievače teplej úžitkovej vody (TÚV) sú takmer zanedbávané. Väčšina majiteľov domov berie svoje ohrievače vody ako samozrejmosť a všimne si ich iba vtedy, keď nefungujú alebo z nich unikajú tekutiny. Skontrolujte anódovú tyč? Opláchnite usadeniny? Existuje plán údržby? Zabudnite na to, nám to nevadí. Niet divu, že väčšina zariadení na ohrev TÚV má krátku životnosť.
Dá sa táto krátka životnosť zlepšiť? Použitie ohrievačov vody z nehrdzavejúcej ocele je jedným zo spôsobov, ako predĺžiť životnosť. Nehrdzavejúca oceľ je pevný a odolný materiál, ktorý poskytuje lepšiu odolnosť voči vplyvom vody a ohňa, čo dáva ohrievaču možnosť zabezpečiť dlhú životnosť. Jedinou skutočnou nevýhodou nehrdzavejúcej ocele sú vysoké náklady na materiál a výrobu. Na vysoko konkurenčnom trhu s ohrievačmi vody sú takéto vysoké náklady obrovskou výzvou, ktorú treba prekonať.
Nerezová oceľ je všeobecný názov pre železné zliatiny s obsahom chrómu najmenej 10,5 %. Na zabezpečenie odolnosti proti korózii, pevnosti a tvárnosti je možné pridať aj ďalšie prvky, ako je nikel, molybdén, titán a uhlík. Existuje mnoho rôznych kombinácií týchto rôznych kovových zliatin, ktoré vytvárajú špecifické „typy“ a „triedy“ nehrdzavejúcej ocele. Len povedať, že niečo je vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, nehovorí celý príbeh.
Ak by vám niekto povedal „dajte mi nejaké plastové rúry“, čo by ste priniesli? PEX, CPVC, polyetylén? Všetky tieto rúry sú „plastové“, ale všetky majú veľmi odlišné vlastnosti, pevnosti a použitie. To isté platí pre nehrdzavejúcu oceľ. Existuje viac ako 150 druhov nehrdzavejúcej ocele, všetky s veľmi odlišnými vlastnosťami a použitím. Nehrdzavejúce ocele používané v domácich ohrievačoch vody sa zvyčajne vyrábajú len z niekoľkých druhov nehrdzavejúcej ocele, zvyčajne typov 304, 316L, 316Ti a 444.
Rozdiel medzi týmito triedami spočíva v koncentrácii zliatiny v nich. Všetky nehrdzavejúce ocele triedy „300“ obsahujú približne 18 % chrómu a 10 % niklu. Dve triedy 316 tiež obsahujú 2 % molybdénu, zatiaľ čo trieda 316Ti obsahuje v zmesi 1 % titánu. V porovnaní s 304 poskytuje molybdén triedam 316 lepšiu celkovú odolnosť proti korózii, najmä vyššiu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii v chloridovom prostredí. Titán triedy 316Ti jej dodáva vynikajúcu tvárnosť a pevnosť. Trieda 444 obsahuje chróm a molybdén, ale neobsahuje žiadny nikel. Vo všeobecnosti platí, že čím viac niklu, molybdénu a titánu v zmesi, tým lepšia je odolnosť proti korózii a pevnosť, ale aj vyššia cena. Keď niekto povie, že má ohrievač vody z „nehrdzavejúcej ocele“, pozorne si pozrite triedy, pretože nemajú rovnakú kvalitu.
Nerezová oceľ sa používa vo všetkých typoch ohrievačov vody. Najčastejšie sa používa v nepriamych ohrievačoch TÚV a kondenzačných prietokových ohrievačoch vody. Nepriame ohrievače vody obsahujú vnútornú cievku na prenos tepla pripojenú k kotlu alebo solárnemu kolektoru. Sú bežnejšie v Európe ako v Kanade kvôli dominancii európskych vodných a solárnych systémov ohrevu vody.
Konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele tvorí veľkú časť týchto európskych nepriamych trhov. V Kanade sú k dispozícii nepriame zásobníky z nehrdzavejúcej ocele a ocele s výstelkou zo skla, pričom zásobníky z nehrdzavejúcej ocele majú zvyčajne vyššiu cenu. V nekondenzačných beztlakových ohrievačoch vody je výmenník tepla zvyčajne vyrobený z medi. S tlakom na kondenzačné jednotky s vyššou účinnosťou sú výmenníky tepla buď celé z nehrdzavejúcej ocele, alebo kombináciou primárnych medených a sekundárnych výmenníkov tepla z nehrdzavejúcej ocele. Priamo ohrevné zásobníkové ohrievače vody zostávajú kráľom kanadského trhu s ohrievačmi vody. V tomto segmente dominuje uhlíková oceľ so sklenenou výstelkou. Nehrdzavejúca oceľ sa bežne používa v beztlakových alebo priamo ohrevných zásobníkových kondenzačných ohrievačoch vody.
Na zvýšenie účinnosti týchto zariadení sa musia spaliny ochladiť pod rosný bod, aby sa uvoľnilo latentné teplo paliva. Výsledný kondenzát je v podstate destilovaná vodná para z plynných produktov spaľovania, ktorá má veľmi nízke pH a vysokú kyslosť. Tento kyslý kondenzát sa musí odviesť do odtoku na likvidáciu, ale väčším problémom je jeho korozívny účinok na povrchy výmenníka tepla ohrievača vody.
Výmenníky tepla vyrobené z bežnej ocele alebo medi len ťažko odolávajú kondenzátu spalín po dlhú dobu. Nerezová oceľ je dobrou voľbou materiálu kvôli svojej vysokej odolnosti voči korózii a flexibilite, čo jej umožňuje vytvárať zložité tvary výmenníkov tepla. Existuje mnoho značiek kondenzačných prietokových ohrievačov vody, ktoré používajú výmenníky tepla z nehrdzavejúcej ocele. To im umožňuje podporiť úplnú kondenzáciu spalín vo výmenníku tepla a výsledkom sú vysoké hodnoty EF až 0,97.
Zásobníkové ohrievače vody s kondenzačnou technológiou sa v súčasnosti začínajú používať čoraz častejšie, najmä s niektorými zmenami v stavebných predpisoch, ktoré vyžadujú vyššiu účinnosť ohrievačov vody. Na tomto trhu existujú dva bežné typy budov. Zásobníky s výstelkou zo skla predstavujú úplne ponorené sekundárne kondenzačné výmenníky tepla. Vonkajšia (strana vody) a vnútorná (strana ohňa) časť cievok výmenníka tepla je obložená zo skla a vnútorná časť so výstelkou zo skla zabraňuje kondenzácii spalín. Modely nádrží s celonerezovou konštrukciou nádrže a cievky nie sú bežné, ale existuje niekoľko takýchto celonerezových konštrukcií.
Počiatočné náklady na zásobník so sklenenou výstelkou sú skutočne nižšie a len čas ukáže, aký odolný bude výmenník tepla v náročných kondenzačných prostrediach. Tieto nové kondenzačné zásobníkové ohrievače vody dokážu dosiahnuť vyššiu účinnosť ako tradičné priame ohrievače vody s tepelnou účinnosťou od 90 % do 96 %. Keďže vlády presadzujú čoraz vyššie predpisy o účinnosti ohrievačov vody, určite uvidíme na trhu ďalšie inovatívne vysokoúčinné zásobníkové ohrievače vody.
Pozrite sa bližšie na zásobníkové ohrievače vody a zistíte, že väčšina typov priamych, nepriamych vnútorných a priamych zásobníkov má konštrukciu s výstelkou zo skla a z nehrdzavejúcej ocele.
Aké sú teda výhody nehrdzavejúcej ocele oproti nádržiam s výstelkou zo skla? Ako presvedčíte zákazníkov, aby investovali viac do nádrží z nehrdzavejúcej ocele? Najväčšou výhodou nehrdzavejúcej ocele je jej prirodzená odolnosť voči korózii v sladkej vode, čo zvyšuje životnosť. Vďaka zloženiu kovových zliatin odolných voči korózii sú nádrže z nehrdzavejúcej ocele pevnejšie a odolnejšie ako nádrže s výstelkou zo skla. Nádrže z nehrdzavejúcej ocele majú na strane vody ochrannú oxidovú bariéru, ktorá prirodzene zabraňuje korózii.
Nádrže so sklenenou výstelkou sa na druhej strane spoliehajú na sklenenú výstelku, ktorá vytvára bariéru medzi uhlíkovou oceľou a vodou. Ak sa tak stane, kyslík a chemikálie vo vode napádajú oceľ a rýchlo ju korodujú. Keďže je takmer nemožné naniesť akýkoľvek ochranný náter dokonale (žiadne mikroskopické trhliny alebo dierky v ochrannej vrstve), nádrže so sklenenou výstelkou obsahujú obetné anódové tyče namontované vo vnútri nádrže.
Anódové tyče sa časom opotrebujú a po dokončení procesu začne elektrolýza erodovať odkryté oceľové oblasti vo vnútri nádrže. Rýchlosť, akou sa anóda vyčerpáva, závisí od kvality vody a množstva použitej vody. Anódové tyče zvyčajne vydržia tri až päť rokov a anódy je možné vymeniť, aby sa predišlo ďalšiemu poškodeniu.
V skutočnosti sa pravidelná kontrola a výmena anód často prehliada a nádrž presakuje, čo vedie k výmene celej jednotky. Na rozdiel od nádrží so sklenenou výstelkou, nádrže z nehrdzavejúcej ocele nevyžadujú „obetné anódy“, aby sa zabránilo korózii na ich povrchu. To znamená, že nie je potrebné kontrolovať ani vymieňať anódu, čo šetrí čas a náklady na údržbu počas celej životnosti ohrievača vody.
Vďaka tejto zvýšenej odolnosti a odolnosti proti korózii majú nádrže z nehrdzavejúcej ocele často dlhšie záruky, pričom niektorí výrobcovia ponúkajú na nádrže doživotnú záruku.
Nerezové nádrže majú tiež výhodu v tom, že sú ľahšie v porovnaní s nádržami so sklenenou výstelkou, čo uľahčuje ich prepravu, manipuláciu a inštaláciu. Hrúbka steny nehrdzavejúcej ocele používanej v nádržiach je zvyčajne oveľa tenšia ako u podobných oceľových nádrží so sklenenou výstelkou. V kombinácii s hmotnosťou samotnej sklenenej výstelky sú sklenené nádoby zvyčajne oveľa ťažšie.
Na rozdiel od sklenených nádob si nádoby z nehrdzavejúcej ocele vyžadujú pri preprave menej pozornosti a sklenená výstelka sa môže počas prepravy poškodiť. Ak je sklenená výstelka nádrže poškodená alebo prasknutá v dôsledku hrubého zaobchádzania počas prepravy alebo inštalácie, nebude to známe, kým nádrž predčasne nezlyhá.
Nádrže z nehrdzavejúcej ocele sú vo všeobecnosti schopné odolávať vyšším teplotám vody ako nádrže so sklenenou výstelkou a teploty nad 81 °C nepredstavujú žiadne problémy. Niektoré nádrže so sklenenou výstelkou sú náchylné na namáhanie pri vysokých teplotách, čo vedie k vyššiemu riziku poškodenia sklenenej výstelky. Teploty nad 71 °C môžu byť pre niektoré sklenené výstelky problémom. Aplikácie, ako sú solárne ohrievače vody a niektoré komerčné priemyselné aplikácie, môžu mať požiadavky na skladovanie vody pri vysokých teplotách.
Odporúča sa konzultovať s výrobcom nádrže s výstelkou zo skla ohľadom odporúčanej maximálnej prevádzkovej teploty. Nádrže z nehrdzavejúcej ocele sú zvyčajne lepšou voľbou pre aplikácie s vysokými teplotami.
Niet pochýb o tom, že počiatočné náklady na nádrž z nehrdzavejúcej ocele sú vyššie ako náklady na nádrž s výstelkou zo skla. Z dôvodov uvedených v tomto dokumente sa však náklady na životný cyklus nádrže s výstelkou zo skla môžu zvýšiť. Pri porovnaní týchto nákladov na životný cyklus sú nádrže z nehrdzavejúcej ocele vo všeobecnosti z dlhodobého hľadiska nákladovo efektívnejšie a mali by sa zákazníkom ukázať.
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.
Študenti dostávajú štipendiá HRAI. https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada organizuje prvé podujatie zamerané na vytváranie sietí žien v priemysle. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Dopyt po stavebných povoleniach na rezidenčné budovy naďalej rastie. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace je dodávateľom Direct Energy Alberta. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI oceňuje členov cenami za úspechy za rok 2021. https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/