Ce este bariera de oxigen în instalațiile de încălzire prin pardoseală? De ce să alegem țeava EVOH Kuzeyboru?

Ce este bariera de oxigen în instalațiile de încălzire prin pardoseală? De ce să alegem țeava EVOH Kuzeyboru?

În aplicațiile termodinamice moderne, eficiența sistemelor radiante (de încălzire prin pardoseală) care funcționează în circuit închis depinde nu doar de coeficientul de transfer termic, ci și de stabilitatea chimică a sistemului. Structurile macromoleculare ale polimerilor standard permit trecerea gazelor la nivel microscopic. Această situație face ca oxigenul din atmosferă să pătrundă în timp în apa din instalația de încălzire și să provoace coroziunea din interior a componentelor metalice care reprezintă elementele esențiale ale întregii instalații (centrala termică, pompele de circulație, distribuitoarele). Soluția inginerească pentru oprirea acestei reacții chimice distructive este tehnologia țevilor cu barieră de oxigen, al căror perete exterior este acoperit cu un polimer special.

1. Coroziunea cauzată de difuzia oxigenului în instalațiile de încălzire

În sistemele de încălzire cu circuit închis există în permanență o diferență de concentrație între presiunea parțială a oxigenului din aerul atmosferic aflat în exteriorul țevii și nivelul de oxigen dizolvat în apa din interiorul țevii. Conform primei legi a difuziei a lui Fick, moleculele de gaz tind să se deplaseze dintr-o zonă cu concentrație ridicată către una cu concentrație scăzută:

J = -D (dc/dx)

Aici, J reprezintă fluxul de difuzie (viteza de trecere a gazului), D reprezintă coeficientul de difuzie al polimerului, iar dc/dx reprezintă gradientul de concentrație format de-a lungul peretelui. Spațiile dintre lanțurile apolare ale matricelor standard de polietilenă (PE) sunt suficient de largi pentru trecerea moleculelor de oxigen (O₂).

Oxigenul liber care pătrunde în apă, atunci când intră în contact cu schimbătoarele de căldură, vanele și pompele care conțin fier, declanșează o reacție electrochimică de oxidare (coroziune) (4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃). În urma acestei reacții galvanice, suprafețele metalice se degradează, iar în interiorul sistemului se formează un nămol greu și negru de magnetită. Acest nămol reduce secțiunea conductelor, crește pierderile hidraulice de sarcină, afectează conductivitatea termică a apei și poate provoca blocarea și defectarea pompelor (cavitație și uzură mecanică).

2. Tehnologia stratului EVOH și mecanismul de protecție al barierei de oxigen

Cel mai performant material izolator dezvoltat de știința polimerilor împotriva permeabilității gazelor este copolimerul EVOH (etilen-vinil-alcool). Mecanismul fundamental care îi conferă EVOH-ului proprietatea de barieră împotriva oxigenului este reprezentat de proporția ridicată de grupări hidroxil polare (-OH) din lanțul său macromolecular.

Aceste grupări hidroxil formează legături de hidrogen intermoleculare extrem de puternice între lanțurile polimerice. Aceste legături transformă matricea polimerică într-o structură cristalină atât de compactă și densă, încât difuzia moleculelor de oxigen, un gaz apolar, prin această rețea strâns structurată devine dificilă din punct de vedere termodinamic.

În procesul de producție al țevii, printr-un procedeu avansat de fabricație numit coextrudare, peste țeava principală din PE-RT sau PE-XB se aplică un strat special de adeziv cu grosime micronizată, iar peste acesta se aplică stratul EVOH. Conform standardului DIN 4726, permeabilitatea la oxigen a țevilor din plastic utilizate în sistemele de încălzire nu trebuie să depășească valorile limită stabilite. Stratul barieră EVOH (etilen-vinil-alcool) reduce în mod semnificativ difuzia oxigenului prin peretele țevii și limitează pătrunderea oxigenului în sistem. Astfel, contribuie la reducerea riscului de coroziune cauzată de oxigen asupra componentelor metalice ale sistemului de încălzire.

3. Prelungirea duratei de viață a centralei și radiatoarelor cu țevile EVOH Kuzeyboru

În sistemele de încălzire prin pardoseală, țeava este proiectată să rămână sub șapa de beton timp de 50 de ani; însă centralele termice, pompele de căldură și distribuitoarele din alamă, care reprezintă sursele de căldură, se numără printre cele mai costisitoare și mai sensibile componente ale sistemului.

Țevile PE-RT și PE-XB cu barieră EVOH, optimizate în laboratoarele de cercetare-dezvoltare Kuzeyboru, nu numai că asigură un transfer termic excelent către masa pardoselii, ci garantează și menținerea apei din instalație în stare de „apă moartă” (fără oxigen și fără reacții) pe întreaga durată de viață. Odată cu eliminarea pătrunderii oxigenului, formarea ruginii, a depunerilor de calcar și a nămolului de magnetită se oprește sau se reduce. Acest lucru permite pompelor de circulație să funcționeze fără efort la debitul lor nominal, previne înfundarea schimbătoarelor de căldură și permite sistemului să funcționeze timp de o jumătate de secol cu eficiența termică din prima zi (cu un consum minim de energie).

ÎNTREBĂRI FRECVENTE (FAQ)

1. Ce se întâmplă dacă se utilizează o țeavă pentru încălzire prin pardoseală fără barieră de oxigen?

Oxigenul din aer pătrunde prin peretele țevii în apă și provoacă coroziune (ruginire) la nivelul centralei termice, vanelor și componentelor metalice, precum și formarea nămolului de magnetită care poate bloca sistemul.

2. În ce strat al țevii este poziționată bariera EVOH?

Poziția stratului barieră EVOH (etilen-vinil-alcool) depinde de structura stratificată a țevii și de tehnologia de coextrudare. În structurile de țevi multistrat, EVOH este poziționat în general între straturile de polietilenă (PE). În structurile cu cinci straturi, stratul EVOH este fixat de straturile de polietilenă prin intermediul unor straturi de legătură (adezive).

3. Care este gradul de flexibilitate al țevilor Kuzeyboru cu barieră de oxigen?

Deoarece straturile EVOH și adezive sunt aplicate cu o grosime micronizată, fără a afecta structura viscoelastică a țevii, aceasta își păstrează în proporție de 100% flexibilitatea maximă oferită de PE-RT sau PE-XB și proprietatea de a putea fi montată cu ușurință la raze mici de curbură.

4. Cum se previn depunerile și formarea nămolului în instalațiile de încălzire prin pardoseală?

Acestea sunt prevenite prin utilizarea țevilor EVOH (cu barieră de oxigen), conforme cu standardele DIN 4726, care blochează la nivel molecular trecerea în apă a oxigenului gazos ce declanșează reacția de coroziune.

5. În ce diametre sunt produse țevile EVOH Kuzeyboru?

Pentru sistemele radiante de încălzire sub șapă și instalațiile mobile de radiatoare, acestea sunt produse în mod standard cu diametre exterioare de 16 - 20 mm, considerate optime din punctul de vedere al frecării hidraulice și al transferului termic. Pentru dimensiuni speciale și solicitări de producție specifice proiectului, vă rugăm să contactați Kuzeyboru.