Нержавеющая сталь, используемая в системах отопления

Поскольку глобальная демография меняется и уровень жизни улучшается, в помещении  С 2010 года отопление выросло почти на 25%. Для достижения наших климатических целей крайне важно минимизировать потребление топлива и, таким образом, сократить выбросы парниковых газов. Поэтому системы отопления должны постоянно повышать свою эффективность.

© istockphoto.com/rglinsky

Традиционные системы отопления жилых домов сильно различаются в зависимости от климата, наличия топлива и преобладающих в то время технологий. Но большинство систем работают путем сжигания какого-либо топлива для нагрева воды в котле или воздуха в печи. Затем горячая вода циркулирует по зданию через систему труб, обогревая помещения через радиаторы или теплые полы, а горячий воздух циркулирует по воздуховодам в жилое помещение.

  Большинство видов топлива, будь то ископаемое топливо, такое как нефть, газ и уголь, или возобновляемые виды топлива, такие как древесина или биогаз, выбрасываются в атмосферу в виде дымовых газов. В зависимости от топлива выбросы состоят в основном из азота, диоксида углерода и водяного пара, а также небольшого количества оксидов азота (NOx), диоксида серы SO2 и твердых частиц. Эти потенциально вредные газы выбрасываются наружу через дымоход или дымоход. Когда дымовые газы охлаждаются ниже точки росы (приблизительно 56°В) водяной пар конденсируется в воду, которая в сочетании с другими соединениями образует едкие кислоты. Каждая система отопления имеет свои особенности и требования. Относительно прохладные температуры дымовых газов менее 60°C в конденсационном газовом котле сильно отличаются от температуры дымовых газов до 600°С в дровяной печи. Для первого требуется дымоход, устойчивый к кислотному конденсату, а для второго — дымоход, устойчивый к высоким температурам. Удивительно, но оба могут использовать одну и ту же молибденсодержащую нержавеющую сталь для гарантированного срока службы.

Помимо дымовых газов, циркулирующая и водопроводная вода также представляют собой серьезную опасность коррозии для систем отопления жилых домов и влияют на их эффективность. Коррозионные вещества, содержащиеся в очищенной воде, особенно хлориды и свободный хлор, вызывают коррозию поверхностей системы циркуляции котловой воды. Кальций и магний в жесткой воде образуют отложения накипи, которые снижают термический КПД и приводят к преждевременному выходу из строя.   компонент   Провал. Благодаря гладкой поверхности и высокой коррозионной стойкости молибденсодержащие нержавеющие стали предлагают комплексное решение для всего оборудования в системах бытового отопления и горячего водоснабжения, работающих на сжигании: котлов, печей, каминов, дымоходов и резервуаров для горячей воды.

Котлы: нержавеющая сталь помогает повысить эффективность

Котел – это основной  системы водяного отопления. Котел вырабатывает тепло путем сжигания газа, масла, древесины или даже угля, в зависимости от технологии. Большая часть тепла затем передается в систему циркуляции воды через теплообменник, а неиспользованное отходящее тепло с дымовыми газами выводится наружу. Чтобы повысить эффективность котла и снизить воздействие на окружающую среду, потери тепла наружу таким образом необходимо свести к минимуму и использовать для нагрева оборотной воды. Чем ниже температура дымовых газов, тем больше энергии расходуется на отопление дома и горячее водоснабжение ванной комнаты и кухни. Поэтому современный конденсационный котел, представленный на рисунке ниже, является одним из самых эффективных отопительных приборов, представленных сегодня на рынке. Долговечность и производительность котла также зависят от типа топлива, способа его эксплуатации и обслуживания, а также используемых материалов.

Функциональная схема обычного котла и конденсационного котла

  Традиционные котлы имеют горелку и теплообменник в камере сгорания. Горячие газы нагревают воду в циркуляционной системе, а затем еще горячими выводятся через дымоход, теряя много ценной тепловой энергии во внешний мир. Напротив, конденсационный котел гораздо более энергоэффективен, поскольку в нем используется конденсатор после камеры сгорания для извлечения большего количества тепла из дымовых газов за счет предварительного нагрева поступающей воды в контур отопления. Это снижает температуру дымовых газов ниже «точки росы» 60°C, а дымовые газы конденсируются и образуют кислоты. Камера сгорания и конденсатор спроектированы таким образом, чтобы противостоять коррозии от агрессивных дымовых газов и кислого конденсата соответственно. Конденсатор может собирать конденсат, а не выбрасывать его в атмосферу, тем самым снижая загрязнение воздуха.

  Материалы, из которых изготовлена ​​камера сгорания и теплообменник, во многом определяют срок службы и производительность котла. Эти компоненты, традиционно изготавливаемые из литого алюминия, керамики и стали, теперь все чаще изготавливаются из нержавеющей стали 316L. Сталь 316L с содержанием молибдена 2% обладает очень хорошей стойкостью к точечной коррозии и хорошей жаропрочностью. В новейших высокоэффективных конденсационных котлах используется нержавеющая сталь 316Ti, а в некоторых высокоэффективных моделях даже применяется нержавеющая сталь 904L. 904L содержит 4% молибдена, который обладает лучшей коррозионной стойкостью и обеспечивает длительный срок службы.

  Нержавеющая сталь для дымоходов

Горячие дымовые газы, образующиеся в котлах, печах и других системах отопления сжигания, должны отводиться через дымоходы. Дымоходы традиционных каменных дымоходов редко бывают герметичными, поэтому коррозионный конденсат и кислые дымовые газы разрушают и повреждают растворные швы, позволяя влаге, опасным газам и дыму проникать в помещение. Поэтому дымоход необходимо проложить. Однако многие старые системы отопления имеют сильно состаренную футеровку или вообще не имеют футеровки. Современные облицовки обычно двухслойные, обычно с изоляционным слоем между двумя облицовками. Нержавеющая сталь 316L теперь используется в качестве внутренней облицовки высокопроизводительных дымоходов. Эта марка нержавеющей стали устойчива к кислотному конденсату, кислым дымовым газам и высоким температурам. В мягких условиях внешняя облицовка может быть изготовлена ​​из того же материала или нержавеющей стали 304. Облицовка дымохода из нержавеющей стали имеет гладкую поверхность, что затрудняет прилипание дыма, обеспечивает более быстрый выхлоп, меньшее накопление дыма и снижает риск возгорания.

  Нержавеющая сталь относительно легка и проста в установке, что делает ее подходящей для облицовки существующих дымоходов, а также для вновь установленных дымоходов. Из нержавеющей стали 316L можно изготавливать патрубки и дымоходы различной формы и диаметра. Нержавеющая сталь выдерживает все виды топлива и идеально подходит для дровяных, масляных и газовых котлов, отводящих сухие или влажные дымовые газы при высоких и низких температурах. Двойная футеровка из нержавеющей стали традиционно используется для предотвращения опасно высоких температур труб в помещении, а также для поддержания температуры дымовых газов, обеспечения хорошей вентиляции и предотвращения образования конденсата. Для конденсационных котлов изоляция решает другую задачу. Температура дымовых газов очень низкая, а естественная вентиляция отсутствует, поэтому поддержание температуры дымовых газов чрезвычайно важно для удаления дымовых газов.

©Иоахим  Николаус

При замене старых систем отопления в существующих зданиях необходимо облицовывать дымоходы каменной кладкой из-за более низких температур дымовых газов. Облицовка из нержавеющей стали, установленная сверху, не только прочна и водонепроницаема, но и позволяет избежать масштабных строительных работ внутри здания.

Двойные трубы из нержавеющей стали также можно использовать отдельно, без необходимости использования традиционного каменного дымохода в качестве опоры. Это решение недорогое, легкое, простое в установке, экономит место и может добавить эстетичный и привлекательный элемент как внутри, так и снаружи помещения.

Резервуары для хранения горячей воды хранят горячую воду для использования в  дом ванные комнаты и кухни. Нержавеющая сталь 316L отвечает самым высоким требованиям с точки зрения гигиены и долговечности и выдерживает коррозию всех типов питьевой воды. В отличие от эмалированных стальных резервуаров, которые требуют регулярной замены магниевых анодов, нержавеющая сталь 316L требует минимального обслуживания. Как и футеровка дымоходов, футеровка резервуаров из нержавеющей стали также гладкая, что уменьшает накопление накипи и, следовательно, сокращает объем технического обслуживания и предотвращает преждевременное старение резервуара. Теплообменные змеевики, также изготовленные из нержавеющей стали 316L, помимо хорошей теплопроводности обладают теми же преимуществами. Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) всегда представляет собой риск при использовании горячей воды, содержащей хлориды. Для борьбы с коррозионным растрескиванием под напряжением для футеровки и нагревательных змеевиков резервуаров для горячей воды часто применяют феррит 444 с содержанием молибдена 2% и дуплекс 2205 с содержанием молибдена 3%. Дуплексные резервуары для горячей воды из нержавеющей стали намного легче обычных резервуаров из-за их высокой прочности.

 ©Виссманн 

Горячая вода из бойлера поступает в бак горячей воды через змеевик теплообменника, передавая свое тепло воде в накопительном баке из нержавеющей стали.

  В настоящее время наиболее эффективной системой отопления, ее конструкцией и направлением разработки материалов является использование молибденсодержащих материалов из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь 316L используется в различных системах отопления, повышая эффективность и долговечность котлов, дымоходной арматуры, кожухов и выпускных отверстий, дымоходных труб и облицовки, резервуаров для горячей воды и теплообменных змеевиков резервуаров для воды. Кроме того, в некоторых конкретных применениях также используются аустенитная нержавеющая сталь 904L, ферритная нержавеющая сталь 444 и дуплексная нержавеющая сталь 2205. Тем не менее, поскольку количество безэмиссионных электрических тепловых насосов растет двузначными темпами, отопление домов быстро отходит от сжигания ископаемого топлива, но не от использования молибденсодержащей нержавеющей стали. Превосходная коррозионная стойкость и гигиенические свойства молибденсодержащей нержавеющей стали имеют важное значение для тепловых насосов.