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带阻氧层的管道为什么对地面辐射系统很重要?
【家装信息网】 时间:2021-11-23 来源:本站整理 【收藏本页

地面辐射系统为什么必须使用带阻氧层的塑料管材?

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这与生活水输配系统相反的是,PEX作为地面辐射系统的盘管末端,是一个密闭循环的系统。系统中的很多装置,尤其是热源到泵站等其他组建的连接,要么是铸铁,要么其成分是含铁材质,这些装置与氧气直接接触,必然会生锈。即使PEX管道作为地面辐射盘管被嵌入混凝土结构,但非阻氧的管材同样无法阻止管道的氧呼吸。循环管路中如果含有较多的氧,与分集水器等设备连接的金属连接件极易产生快速腐蚀,而氧气又有利于管道内部细菌和微生物的滋生,当这种情况不断日积月累会致使管道内径会不断缩径,导致管路循环流阻加大、流速锐减。对于主机设备而言,非但达不到节能的目的,反而直接影响辐射系统的使用效果,减少主机设备的使用寿命,进而导致主机设备的加速损坏。因此,作为隐蔽性工程而言,塑料管材阻氧性能好坏直接关系到管材的应用性能。地面辐射系统的末端配置应必须选择带阻氧层的地暖管材,以减少一旦安装后所带来的不必要的安全隐患。

为了降低高透氧率给整个辐射系统带来的不利影响,带阻氧层的地暖管材应运而生。阻氧层也称为 EVOH(乙烯-乙烯醇树脂),容易注塑和挤出成型,带阻氧管材的标准是 DIN4726,会直接喷码在管道上,以表示该管材适用于地面辐射系统。

带阻氧层(EVOH)的管材生产相对比较复杂,因为这里涉及到管材是3层结构还是5层结构。通常来说,3层结构的阻氧管,阻氧层会被涂覆在管材的最外层。一方面,这种树脂作为阻氧层的材料容易在受潮湿环境影响后阻氧能力会大大降低;另一方面,地暖施工现场的恶劣环境或拖拉等操作极易划伤管材表面,这样也就达不到阻氧的目的。而5层结构的阻氧管材,阻氧涂层位于管材的中间位置,并且采用一次共挤成型工艺,对挤出设备的生产要求比较高,整体成本高于3层结构的阻氧管材。

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那我们再来看看EVOH阻氧层是什么材料制成的

乙烯-乙烯醇 (EVOH) 共聚物是高阻隔性半结晶材料,具有非常好的耐化学药品性。因此,它们不仅被用于 PE-Xa 阻氧管道,而且也被更广泛地用于包装应用,但最主要用于食品包装材料。这由于氧化是导致食品变质的主要因素,而EVOH用于食品包装可以阻隔氧气进入,是保护食品质量和安全的关键。


此外,稳定剂和 EVOH 阻氧层对于地面辐射塑料管道的使用寿命至关重要 

我们必须要清楚地认识到所有聚合物在使用过程中都会经历一定程度的降解,这将导致管道性能逐步下降。抵抗降解的能力被称为塑料管道的“稳定性”。当塑料管道暴晒或与氧气接触时,其稳定性必然会受到很大影响。在热降解中的化学反应导致物理和光学特性相比塑料管道最初的状态会发生变化。例如,热降解通常涉及聚合物分子量的变化,典型的性能变化包括脆化、粉化、颜色变化和开裂等。

 

从德国经验中,我们学到了很多...

非阻氧管道用于地暖敷设所产生的不利影响

70 年代初,塑料管道首次在德国被用于地暖。那个时候,人们对地暖系统末端循环水使用塑料管道的经验少之又少。地暖塑料管道被敷设于地下,虽然我们肉眼看不到,但它也会随着时间的推移受到磨损。尤其是第一代地暖塑料管道受到的影响,没有阻氧层的阻隔作用并在热水持续循环的作用下,塑料管道随着长时间的使用而变的脆裂,逐渐地越来越多的氧气渗入管道水中。除此之外,主机等设备在使用过程中开始导致金属部件的不断腐蚀。

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地暖系统出现故障的最初表现-水流量开始变小,供暖成本逐步上升 

地暖系统的塑料管道老化是一个缓慢的过程,这在最初的时候很难被人们所理解。在 70 年代末,人们的第一个发现是氧气穿透了的塑料管道外壁导致氧气扩散。一方面,循环管路中如果含有较多的氧,与分集水器等设备连接的金属连接件极易产生快速腐蚀,而氧气又有利于管道内部细菌和微生物的滋生,当这种情况不断日积月累会致使管道内径会不断缩径,导致管路循环流阻加大、流速锐减。对于主机设备而言,非但达不到节能的目的,反而直接影响辐射系统的使用效果,减少主机设备的使用寿命,进而导致主机设备的加速损坏。另一方面,塑料管道中的稳定剂被蒸发得更快——同时加速管道脆化和开裂。

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脉冲冲洗“治标不治本”,为什么?

氧化铁等腐蚀成分主要沉积在地暖系统的循环回路中,管道中的内部细菌和微生物在管道内壁形成沉积层逐渐硬化,致使管道内径会不断缩径。这种情况会导致地暖系统的运行效果大打折扣。通常我们会用水通过一些冲洗设备来冲洗地暖辐射盘管,虽然能够冲洗掉大部分的软成分,即使管道在冲洗后循环水看上去是清澈的,但日积月累形成的顽固结垢仍附着在管道内壁上。


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这并不是夸大其词-您认为是危言耸听?

在1980 年代初期,德国化学家卡尔-路德维希·克鲁斯 (Carl-Ludwig Kruse) 进行了“氧气通过塑料管扩散导致热水供暖系统腐蚀”的实验,结论如下:

根据扩散速率、管径、壁厚、管材长度和时间,通过塑料管道扩散进入供暖系统的氧气量m(O2)按以下公式计算,单位为g:

m (O2) = vDiff • π • (0.5d-s)² •L• t •10-9

我们可以通过反应方程式2 Fe + H2O + 3/202 → 2FeOOH来计算供暖系统中可以形成的最大锈泥数量。1g氧气可产生3.7g铁锈,假设扩散率为 250 μg/l xh,管径为 20 mm,管壁厚为 2 mm,管长为1000 m。根据上述公式可以计算,一年约为 440 g(=24 x 365 h) 可通过塑料管道扩散进入循环热水中的氧气含量。因此,每年可产生约 1300 g锈。

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更好的解决方案:“标本兼治”,才是良方!

如何正确选择阻氧层的地暖管材?

地面辐射系统作为目前最舒适与环保的供暖方式,其不仅能够适应当下建筑物发展的需要,同时也提升了建筑物的品质和档次。不过,为了降低高透氧率给整个辐射系统所带来的不利影响,请从一开始就使用5层阻氧PEX。

作为欧洲领先水平的老牌企业之一,欧博诺公司早在1972年就采用Engel法生产出了第一米PE-Xa管材。欧博诺PEX在专业领域已经拥有近50年的成功经验,并且快速成长为居住及商业建筑PEX管道系统的首选,这得益于其强大的自身优势,通过不断发展和创新,始终独居行业领头羊地位。

欧博诺PE-Xa管道总产量突破40亿米长的记录,足以向世界展示其在专业领域内的雄厚实力。欧博诺公司在瑞典和美国设有PE-Xa 管道系列产品生产基地。PE-Xa管道系统包括欧博诺制造的PE-Xa管道以及与之完美匹配的系列管件。此外,系统还配套有必要的配件和专用工具,一切均出于欧博诺一家。

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建筑业的老人都还记得PE-Xa管当时是多么一种奇特的产品,尤其是在地暖系统中。这个变化发生在上个世纪70年代,它也见证了欧博诺PE-Xa管材的快速发展。

在1968年到1969年之间,瑞典的Wirsbo Bruks AB,也就是现在的Uponor AB( 欧博诺瑞典有限公司) 的前身,开始与过氧化物高压交联技术的发明者——托马斯·恩格尔(Thomas Engel)合作,并于1972年生产出了世界上第一根PE-Xa管材,成就了威宝在塑料管材领域全球的领导地位。在20世纪80年代末期,欧博诺并购了威宝,PE-Xa管材也成为了全公司主要的产品之一。

欧博诺比普通三层PE-Xa管材结构多了两层,共有5层结构:

1. 欧博诺遵循PE-Xa管材EN IOS15875标准制定要求生产,其具有耐久性、抗冲击性和耐应力开裂等材料特性。

2. 第二层结构起到了粘接PE-Xa基管和阻氧层的作用。

3. 第三层阻氧层防止氧气渗入辐射供暖供冷系统。EVOH阻氧层不渗氧,并已达到或超出DIN 4726标准要求。这将有效防止管材渗氧对金属部件的氧化。

4. 第四层结构起到了粘接PE外保护层和阻氧层的作用。

5. 第五层PE外保护层为了防止现场施工中较大的机械应力或管材外壁划伤等造成的阻氧层的损伤而导致的氧气渗漏,尤其是在混凝土楼板表面的铺设安装。

5层阻氧PE-Xa管道的优势:

耐高温,短时间内可承受高达110 ℃的温度

抗低温,可以承受极端的低于-100℃的温度

抗高压

已证明长期强度

低摩擦系数

纯净无毒,可用于医用

高耐化学性

良好的电气绝缘

高耐磨性

热记忆性

高弹性,高抗冲击强度

所有欧博诺PE-Xa管道系统的零部件都有德国DVGW及其它国际机构的认证,包括在中国的权威检测机构的认证,认证数量总计多达100多个。例如:ABS欧盟公司、CSTB、DIN CERTCO、DVGW、KIWA N.V.。

欧博诺目前在中国销售的所有产品均为百分百原装欧洲进口,并获得了全球将近80多个不同国家的权威认证和卫生许可,向全球的消费者充分展现了我们的技术优势和一流质量。

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