Ausgabe 3/2002, Seite 5


Nachgefragt


Was ist eigentlich...

die Sauerstoffdiffusion?

Diffusion ist der molekulare Transport eines Stoffes durch eine Struktur (das kann auch eine feste Wand sein) aufgrund von Konzentrationsunterschieden. Das ist dann möglich, wenn die Moleküle durch entsprechende Strukturlücken hindurchpassen.

Aus der Sicht der Heizungstechnik ist das Auftreten der Sauerstoffdiffusion aus der Umgebungsluft in das Heizungswasser von Warmwasserheizungen ein zu beachtender Vorgang. Dieser Transport von Sauerstoffmolekülen ist möglich bei allen Schraubverbindungen im Rohrsystem und auch direkt durch das Kunststoffrohr. Die vernetzten Großmoleküle, aus denen die unterschiedlichen Kunststoffe aufgebaut sind, lassen im Unterschied zu Metallen die Mikroöffnungen in der Struktur zu, durch die die Sauerstoffmoleküle wandern (diffundieren) können.

Da sich in jedem Warmwasserheizungssystem neben eventuell vorhandenen Kunststoffrohren auch immer noch metallische Komponenten befinden (z.B. Heizkörper, Wärmeerzeuger), ist dieser immer wieder eindringende Sauerstoff problematisch. Denn er beschleunigt die korrosive Zerstörung der metallischen (vor allem eisenhaltigen) Bestandteile. Da der eingetretene Sauerstoff durch diese Korrosionsvorgänge wieder aus dem Heizungswasser verschwindet, kommt es natürlich auch nicht zur Sättigung, und das Konzentrationsgefälle, das die Diffusion antreibt, bleibt erhalten. Im Durchschnitt können 5 mg Sauerstoff pro Liter Heizungswasser und Tag durch ein Kunststoffrohr diffundieren. Bei einem Rohr, das als diffusionsdicht bezeichnet werden kann, liegt dieser Wert unter 0,1 mg (bei 40C Wassertemperatur). Dies ist in DIN 4726 so definiert.

Bild 1: "Durch und durch" ein diffusionsdichtes Kunststoffrohr; die EVOH-Schicht bildet die Sauerstoffsperre.

Bisher konnte kein Kunststoff entwickelt werden, der diese Forderung erfüllt. Abhilfe schaffte nur der Aufbau so genannter Verbundrohre, wie sie inzwischen nahezu jeder Systemanbieter liefern kann. Das Kunststoffrohr wird mehrlagig aufgebaut (Bilder 1 und 2). Mindestens eine der Schichten besteht aus einer Metallfolie (üblicherweise Aluminium), oder aus einem Kunststoff.

Bild 2: Beim Aluminium verstärkten Kunststoffrohr stellt das Metall die Sauerstoffsperre dar.

Eine Alternative zu dichtem Rohr ist die Systemtrennung. Der "undichte" Abschnitt aus Kunststoffrohr wird vom Rest des Systems durch einen Wärmeübertrager getrennt (Bild 3). Im undichten Teil des Systems kann der eingetretene Sauerstoff keinen Schaden anrichten, da das Kunststoffrohr nicht korrodiert.

Bild 3: Eine hydraulische Systemtrennung verhindert den Sauerstoffeintrag in korrosionsgefährdete Netzabschnitte.

Die letzte und auch am seltensten genutzte Möglichkeit ist die Zugabe von korrosionsverhindernden Mitteln (Inhibitoren genannt) in das Heizungswasser. Diese verhindern selbst bei Anwesenheit von Sauerstoff die Korrosion.


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