Экспериментальное исследование газопроницаемости полимерных труб систем водяного отопления

Введение. В поквартирных горизонтальных коллекторных системах, получивших широкое распространение в многоэтажных многоквартирных зданиях, индивидуальном жилищном строительстве, а также в зданиях со сложной архитектурой, применяются трубы из различных материалов, в том числе полимерных. Одновременно с этим в системах отопления используются стальные, алюминиевые и биметаллические радиаторы отопления, которые подвержены коррозии. В случае высокого содержания кислорода в теплоносителе происходят достаточно интенсивно процессы коррозии, приводящие к снижению срока службы стальных элементов. Полимерные трубы обладают газопроницаемостью, что может быть следствием попадания кислорода в теплоноситель. Таким образом, актуальным представляется экспериментальное изучение проницаемости полимерных труб, применяющихся в современных системах отопления. Целью работы является экспериментальное исследование газопроницаемости полимерных труб в условиях эксплуатации в системах водяного отопления. Методы исследования. В работе представлена методика определения газопроницаемости полимерных труб при имитации разности парциального давления внутри и снаружи стенки трубы. Имитация разности парциального давления осуществляется за счет создания вакуума внутри замкнутого объема в трубе и атмосферного давления с внешней стороны стенки трубы. Результаты исследования. Выявлены недостатки существующих методик. Определена газопроницаемость образцов труб в условиях, имитирующих эксплуатационный режим систем водяного отопления. Выводы. Исследование показало, что в совокупности требований действующей нормативной документации наблюдаются коллизии, которые необходимо устранить. Существующие методы исследования кислородопроницаемости полимерных труб не несут статистический характер и во многих случаях являются сомнительными. У труб, имеющих кислородный барьер, наблюдается меньшее значение воздухопроницаемости. Тем не менее проницаемость газа может быть связана с геометрической деформацией трубы или проникновением воздуха через неплотность соединений, что требует дополнительных исследований.

Introduction. Pipes composed of a variety of materials, including polymers, are used in apartment horizontal collector systems, which are typically found in multi-story apartment buildings, single-family homes, and complicated architectural structures. At the same time, steel, aluminum and bimetallic heating radiators used in heating systems are subject to corrosion. Elevated oxygen levels in the coolant significantly accelerate corrosion processes, resulting in a reduced lifespan of steel components. Polymer pipes exhibit gas permeability, potentially resulting from oxygen into the coolant. Consequently, an experimental investigation of the permeability of polymer pipes used in contemporary heating systems is pertinent. The aim of research is to use an experiment to ascertain the gas permeability of polymer pipes under operational conditions in water heating systems. Materials and methods. The paper presents a method for assessing the gas permeability of polymer pipes by modelling the differential partial pressure across the pipe wall. The partial pressure difference is simulated by establishing a vacuum inside a closed volume in the pipe and atmospheric pressure on the outside of the pipe wall. Research outcomes. The shortcomings of existing methods are revealed. The gas permeability of pipe samples is assessed under settings that replicate the operational mode of water heating systems. Conclusions. As a result of the study, it was concluded that the set of requirements of the current regulatory documentation contains deficiencies that need resolution, and that existing methods for studying the oxygen permeability of polymer pipes lack statistical validity and are often questionable. Pipes including an oxygen barrier exhibit reduced air permeability values. Permeability is evident, either attributable to the geometric distortion of the pipe or air infiltration through loose connections, necessitating further investigation.