Mặc dù giá cao hơn, nhưng bình nước nóng bằng thép không gỉ nhìn chung tiết kiệm chi phí hơn khi so sánh chi phí vòng đời và nên được trình bày như vậy.
Máy nước nóng gia đình là lực lượng bộ binh thực sự của thế giới cơ khí. Chúng thường xuyên phải tiếp xúc với môi trường rất khắc nghiệt và công sức của chúng thường bị bỏ qua. Về phía nước của máy nước nóng, khoáng chất, oxy, hóa chất và cặn đều bị tấn công. Khi nói đến quá trình đốt cháy, nhiệt độ cao, ứng suất nhiệt và khí thải ngưng tụ đều có thể gây hại cho vật liệu.
Khi nói đến bảo trì, bình nước nóng sinh hoạt (DHW) hầu như bị bỏ quên. Hầu hết chủ nhà đều coi thường bình nước nóng và chỉ để ý đến chúng khi chúng không hoạt động hoặc bị rò rỉ. Kiểm tra thanh anot? Rửa sạch cặn bẩn? Có kế hoạch bảo trì không? Quên đi, chúng tôi không bận tâm. Chẳng trách hầu hết các thiết bị DHW đều có tuổi thọ ngắn.
Tuổi thọ ngắn này có thể được cải thiện không? Sử dụng máy nước nóng sinh hoạt làm bằng thép không gỉ là một cách để tăng tuổi thọ. Thép không gỉ là vật liệu bền và chắc, có khả năng chống chịu tốt hơn với các cuộc tấn công từ bên nước và bên lò sưởi, giúp máy nước nóng có thể sử dụng lâu dài. Nhược điểm thực sự duy nhất của thép không gỉ là chi phí vật liệu và chế tạo cao. Trong thị trường máy nước nóng sinh hoạt có tính cạnh tranh cao, chi phí cao như vậy là một thách thức rất lớn cần vượt qua.
Thép không gỉ là tên gọi chung cho hợp kim sắt có hàm lượng crom ít nhất là 10,5%. Các nguyên tố khác như niken, molypden, titan và cacbon cũng có thể được thêm vào để tăng khả năng chống ăn mòn, độ bền và khả năng tạo hình. Có nhiều sự kết hợp khác nhau của các hợp kim kim loại khác nhau này tạo ra "loại" và "cấp" thép không gỉ cụ thể. Chỉ nói rằng thứ gì đó được làm bằng thép không gỉ thì không nói lên toàn bộ câu chuyện.
Nếu ai đó nói "cho tôi một số ống nhựa" thì bạn sẽ mang theo những gì? PEX, CPVC, polyethylene? Tất cả những thứ này đều là ống "nhựa", nhưng tất cả đều có các tính chất, độ bền và ứng dụng rất khác nhau. Tương tự như vậy đối với thép không gỉ. Có hơn 150 loại thép không gỉ, tất cả đều có các tính chất và ứng dụng rất khác nhau. Thép không gỉ được sử dụng trong bình nước nóng gia dụng thường chỉ được làm từ một số ít thép không gỉ, thường là loại 304, 316L, 316Ti và 444.
Sự khác biệt giữa các loại này là nồng độ hợp kim trong chúng. Tất cả các loại thép không gỉ loại "300" đều chứa khoảng 18% crom và 10% niken. Hai loại 316 cũng chứa 2% molypden, trong khi loại 316Ti có thêm 1% titan vào hỗn hợp. So với 304, molypden mang lại khả năng chống ăn mòn tổng thể tốt hơn cho các loại 316, đặc biệt là khả năng chống rỗ và ăn mòn khe hở cao hơn trong môi trường clorua. Titan loại 316Ti mang lại khả năng định hình và độ bền tuyệt vời. Loại 444 có crom và molypden, nhưng không có niken. Nói chung, càng có nhiều niken, molypden và titan trong hỗn hợp thì khả năng chống ăn mòn và độ bền càng tốt, nhưng chi phí cũng cao hơn. Khi ai đó nói rằng họ có một máy nước nóng "thép không gỉ", hãy xem xét kỹ các loại vì chúng không có cùng chất lượng
Thép không gỉ được sử dụng trong tất cả các loại bình nước nóng khác nhau. Nó thường được sử dụng trong các bình nước nóng gián tiếp và bình nước nóng ngưng tụ không có bình chứa. Bình nước nóng gián tiếp có cuộn dây truyền nhiệt bên trong được kết nối với lò hơi hoặc vòng thu nhiệt mặt trời. Chúng phổ biến hơn ở Châu Âu so với Canada do sự thống trị của các hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời và thủy điện ở Châu Âu.
Kết cấu thép không gỉ chiếm phần lớn trong các thị trường gián tiếp của Châu Âu này. Tại Canada, có các bình chứa gián tiếp bằng thép không gỉ và thép lót kính, bình chứa bằng thép không gỉ thường có giá cao hơn. Trong các máy nước nóng không có bình chứa không ngưng tụ, bộ trao đổi nhiệt thường được làm bằng đồng. Với nhu cầu về các đơn vị ngưng tụ hiệu suất cao hơn, các bộ trao đổi nhiệt hoặc là toàn bộ bằng thép không gỉ hoặc là sự kết hợp của bộ trao đổi nhiệt bằng đồng chính và thép không gỉ thứ cấp. Máy nước nóng bình chứa đốt trực tiếp vẫn là vua của thị trường máy nước nóng Canada. Thép carbon lót kính thống trị phân khúc này. Thép không gỉ thường được sử dụng trong máy nước nóng ngưng tụ không có bình chứa hoặc đốt trực tiếp.
Để tăng hiệu quả của các thiết bị này, khí thải phải được làm mát dưới điểm sương để giải phóng nhiệt ẩn của nhiên liệu. Nước ngưng tụ thu được về cơ bản là hơi nước chưng cất từ ​​các sản phẩm đốt cháy dạng khí, có độ pH rất thấp và tính axit cao. Nước ngưng tụ có tính axit này phải được dẫn vào cống để xử lý, nhưng vấn đề lớn hơn là tác động ăn mòn của nó lên bề mặt bộ trao đổi nhiệt của máy nước nóng.
Bộ trao đổi nhiệt làm bằng thép thông thường hoặc đồng khó có thể chịu được khí thải ngưng tụ này trong thời gian dài. Thép không gỉ là một lựa chọn vật liệu tốt vì khả năng chống ăn mòn cao và tính linh hoạt, cho phép tạo thành các hình dạng trao đổi nhiệt phức tạp. Có nhiều thương hiệu máy nước nóng không bình ngưng tụ sử dụng bộ trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ. Điều này cho phép chúng thúc đẩy quá trình ngưng tụ hoàn toàn khí thải trong bộ trao đổi nhiệt và mang lại xếp hạng EF cao lên tới 0,97.
Máy nước nóng dạng bình chứa với công nghệ ngưng tụ hiện cũng bắt đầu được sử dụng thường xuyên hơn, đặc biệt là với một số thay đổi về quy định xây dựng yêu cầu hiệu suất máy nước nóng cao hơn. Có hai loại công trình phổ biến trên thị trường này. Các bình chứa lót kính là công trình xây dựng bộ trao đổi nhiệt ngưng tụ thứ cấp ngập hoàn toàn. Bên ngoài (phía nước) và bên trong (phía lửa) của các cuộn dây trao đổi nhiệt được lót kính, và lớp lót kính bên trong ngăn ngừa sự ngưng tụ của khí thải. Các mẫu bình chứa có kết cấu bình chứa và cuộn dây hoàn toàn bằng thép không gỉ không phổ biến, nhưng có một số kết cấu hoàn toàn bằng thép không gỉ như vậy.
Chi phí ban đầu của một bình chứa lót kính thực sự thấp hơn và chỉ có thời gian mới cho biết bộ trao đổi nhiệt sẽ chống chịu được như thế nào trong môi trường ngưng tụ khắc nghiệt. Những bình nước nóng ngưng tụ mới này có thể đạt hiệu suất cao hơn so với bình nước nóng đốt trực tiếp truyền thống, với hiệu suất nhiệt dao động từ 90% đến 96%. Khi các chính phủ thúc đẩy các quy định về hiệu suất của bình nước nóng ngày càng cao hơn, chúng ta chắc chắn sẽ thấy nhiều bình nước nóng hiệu suất cao cải tiến hơn nữa xuất hiện trên thị trường.
Hãy quan sát kỹ hơn các bình nước nóng và bạn sẽ thấy rằng hầu hết các loại bình đun trực tiếp, bình đun gián tiếp và bình chứa thẳng đều có lớp lót kính và kết cấu bằng thép không gỉ.
Vậy, ưu điểm của thép không gỉ so với thép lót kính là gì? Làm thế nào để thuyết phục khách hàng đầu tư nhiều hơn vào bồn thép không gỉ? Ưu điểm lớn nhất của thép không gỉ là khả năng chống ăn mòn tự nhiên trong nước ngọt, giúp tăng tuổi thọ sử dụng. Do được cấu thành từ hợp kim kim loại chống ăn mòn, bồn thép không gỉ chắc chắn và bền hơn so với bồn lót kính. Bồn thép không gỉ có lớp màng oxit bảo vệ ở phía nước để ngăn ngừa ăn mòn tự nhiên.
Ngược lại, bể lót kính dựa vào lớp lót kính để tạo ra một rào cản giữa thép cacbon và nước. Nếu có cơ hội, oxy và hóa chất trong nước sẽ tấn công thép và nhanh chóng ăn mòn thép. Vì gần như không thể áp dụng bất kỳ lớp phủ bảo vệ nào một cách hoàn hảo (không có vết nứt nhỏ hoặc lỗ kim trên lớp bảo vệ) nên bể lót kính bao gồm các thanh anot hy sinh được lắp bên trong bể.
Các thanh anot hy sinh sẽ bị mòn theo thời gian và khi quá trình hoàn tất, quá trình điện phân sẽ bắt đầu làm mòn các khu vực thép lộ ra bên trong bể. Tốc độ anot bị cạn kiệt phụ thuộc vào chất lượng nước và lượng nước sử dụng. Anot hy sinh thường có tuổi thọ từ ba đến năm năm và có thể thay thế anot để ngăn ngừa hư hỏng thêm.
Trên thực tế, việc kiểm tra và thay thế anot thường xuyên thường bị bỏ qua, khiến bình bị rò rỉ, khiến toàn bộ thiết bị phải được thay thế. Không giống như bình có lớp lót kính, bình thép không gỉ không yêu cầu "anot hy sinh" để ngăn ngừa sự ăn mòn trên bề mặt của bình. Điều này có nghĩa là không cần phải kiểm tra hoặc thay thế anot, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí bảo trì trong suốt vòng đời của máy nước nóng.
Do độ bền và khả năng chống ăn mòn cao hơn nên bạn thường thấy bồn chứa bằng thép không gỉ có thời gian bảo hành dài hơn, một số nhà sản xuất còn cung cấp chế độ bảo hành trọn đời cho bồn chứa.
Bồn thép không gỉ cũng có ưu điểm là nhẹ hơn so với bồn lót kính, giúp vận chuyển, xử lý và lắp đặt dễ dàng hơn. Độ dày thành bồn thép không gỉ thường mỏng hơn nhiều so với các bồn thép tương tự có lớp lót kính. Kết hợp với trọng lượng của lớp lót kính, lọ lót kính thường nặng hơn nhiều.
Không giống như lọ lót thủy tinh, lọ thép không gỉ ít cần được chú ý hơn khi vận chuyển và lớp lót thủy tinh có thể bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển. Nếu lớp lót thủy tinh của bể bị hư hỏng hoặc nứt do xử lý thô bạo trong quá trình vận chuyển hoặc lắp đặt, người ta sẽ không biết cho đến khi bể hỏng sớm.
Bồn thép không gỉ thường có thể chịu được nhiệt độ nước cao hơn bồn lót kính và nhiệt độ trên 180F sẽ không gây ra vấn đề gì. Một số bồn lót kính dễ bị ứng suất ở nhiệt độ cao, dẫn đến nguy cơ hư hỏng lớp lót kính cao hơn. Nhiệt độ trên 160F có thể là vấn đề đối với một số lớp lót kính. Các ứng dụng như máy nước nóng năng lượng mặt trời và một số ứng dụng công nghiệp thương mại có thể có yêu cầu lưu trữ nước ở nhiệt độ cao.
Nên tham khảo nhà sản xuất bồn chứa lót kính để biết nhiệt độ vận hành tối đa được khuyến nghị. Bồn chứa bằng thép không gỉ thường là lựa chọn tốt hơn cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
Không còn nghi ngờ gì nữa, chi phí ban đầu của một bồn thép không gỉ cao hơn so với bồn lót kính. Nhưng vì những lý do được nêu ở đây, chi phí vòng đời của bồn lót kính có thể cao hơn. Khi so sánh các chi phí vòng đời này, bồn thép không gỉ nhìn chung tiết kiệm chi phí hơn về lâu dài và nên được giới thiệu với khách hàng.
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.
Sinh viên nhận được học bổng HRAI.https://www.hpacmag.com/human-resources/students-awarded-with-hrai-bursary/1004133729/
AD Canada tổ chức sự kiện kết nối ngành công nghiệp dành cho phụ nữ đầu tiên. https://www.hpacmag.com/human-resources/ad-canada-holds-first-women-in-industry-network-event/1004133708/
Nhu cầu cấp phép xây dựng nhà ở tiếp tục tăng. https://www.hpacmag.com/construction/demand-for-residential-building-permits-continues-to-grow/1004133714/
Action Furnace được cung cấp bởi Direct Energy Alberta.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/action-furnace-acquires-direct-energy-alberta/1004133702/
HRAI vinh danh các thành viên bằng Giải thưởng Thành tựu năm 2021.https://www.hpacmag.com/heat-plumbing-air-conditioning-general/hrai-recognizes-members-with-2021-achievement-awards/1004133651/