Jeśli chodzi o utrzymanie wydajności i długowieczności wodnych systemów grzewczych, obecność magnetytu jest często pomijanym, ale ważnym czynnikiem. Pozostawiony bez kontroli, ten naturalnie występujący tlenek żelaza może powodować różne problemy, w tym zmniejszoną wydajność, zwiększone koszty energii, a nawet awarie systemu. Choć magnetyt nie jest nowym zjawiskiem, nasi klienci wciąż często mają pytania na jego temat. Dlatego z przyjemnością zagłębiamy się w ten temat i odpowiadamy na 5 najczęściej zadawanych pytań dotyczących magnetytu w systemach ogrzewania wodnego.
Co to jest magnetyt?
Magnetyt to rodzaj minerału tlenku żelaza, który tworzy się, gdy żelazo reaguje z tlenem. W kontekście hydraulicznych systemów grzewczych magnetyt powstaje jako produkt uboczny korozji. Gdy woda (często natleniona) wchodzi w interakcję ze stalowymi lub żelaznymi elementami systemu, powoduje reakcję chemiczną, w wyniku której powstają tlenki żelaza. Jednym z tych tlenków jest magnetyt.
W przeciwieństwie do rdzy (Fe2O3), która jest czerwono-brązowa i łuszcząca się, magnetyt (Fe3O4) ma bardziej zwartą, gęstą strukturę, co utrudnia jego wykrycie i usunięcie. Z biegiem czasu cząsteczki magnetytu mogą gromadzić się w wodzie w systemie, powodując powstawanie substancji podobnej do szlamu, która krąży wraz z przepływem wody
Jaką rolę odgrywa wartość pH wody w tworzeniu się magnetytu?
Poziom pH wody w wodnym systemie grzewczym odgrywa znaczącą rolę w powstawaniu, stabilności i zachowaniu magnetytu. Współczynnik pH jest miarą tego, jak kwaśna lub zasadowa (zasadowa) jest substancja, w skali od 0 (silnie kwaśna) do 14 (silnie zasadowa). Neutralna woda ma pH 7. Wartość pH wody wpływa na korozję ze względu na przewodność elektryczną wody.
Zarówno niskie (< 7), jak i wysokie (> 10) wartości pH zwiększają przewodność elektryczną. Kwaśna woda (pH < 7) przyspiesza korozję elementów stalowych i żelaznych.
Zwiększona korozja oznacza, że więcej żelaza jest uwalniane do wody, co może sprzyjać powstawaniu zarówno czerwonej rdzy, jak i magnetytu. Z drugiej strony, silnie alkaliczna woda (pH > 9,5) może powodować rozpad ochronnej warstwy tlenku na powierzchniach metalowych. Potencjalnie powoduje to miejscową korozję, prowadząc do uwolnienia większej ilości żelaza inicjując wzrost magnetytu. Chociaż neutralna woda może wydawać się idealna, nadal może przyczyniać się do korozji, zwłaszcza jeśli zawiera rozpuszczony tlen. Tlen reaguje z żelazem, tworząc tlenki żelaza, w tym magnetyt.
W systemach ogrzewania wodnego preferowana jest zatem woda o odczynie lekko zasadowym (pH 8,0 do 9,0). Taki zakres pH sprzyja tworzeniu stabilnej, ochronnej warstwy tlenku na elementach systemu, zmniejszając ilość wolnego żelaza, które może przekształcić się w magnetyt. Nowoczesne systemy hydrauliczne często wykorzystują inhibitory korozji i bufory pH, aby utrzymać wodę w tym optymalnym zakresie. Jednak rutynowe kontrole poziomu pH są niezbędne dla optymalnego działania systemu. Zbyt wysoka kwasowość lub zasadowość może prowadzić do korozji, gromadzenia się magnetytu i ogólnej niewydolności systemu.
W jaki sposób magnetyt zazwyczaj dostaje się do wodnych systemów grzewczych?
Jeśli system grzewczy ma lub miał nieszczelności, a do sieci została dodana woda, która również wprowadza tlen, który z kolei wchodzi w reakcję się z powierzchniami stalowymi. Powstawanie magnetytu może być również spowodowane wykonaniem instalacji z niewłaściwych rur, które nie posiadają bariery dyfuzyjnej dla tlenu. Z czasem ta drobna rdza wytrąca się z wody grzewczej i zaczyna gromadzić się na dnie grzejników. Pod taką warstwą osadu mogą powstać warunki, w których aktywność bakterii beztlenowych może powodować korozję stali i wycieki.
Czy magnetyt może powodować problemy w wodnym systemie grzewczym?
Niewielka ilość magnetytu w sieci grzewczej nie powoduje praktycznych problemów. Działa on również jako warstwa izolacyjna chroniąca wewnętrzne stalowe powierzchnie grzejnika. Jeśli jednak magnetyt się nagromadzi, może pojawić się kilka problemów, w tym korozja, zatory i zwiększone zużycie energii.
Magnetyt powstaje, gdy żelazo reaguje z tlenem zawartym w wodzie, co może prowadzić do korozji rur i innych elementów. Może on również powodować erozję armatury i innych elementów instalacji, np. zaworów i pomp, prowadząc do zwiększonego zużycia i skrócenia żywotności tych elementów systemu. Co więcej, magnetyt jest cięższy od wody, więc ma tendencję do osadzania się w rurach i grzejnikach. Może to ograniczać lub blokować przepływ wody.
Czy magnetyt wpływa na moc grzejnika?
Tak, magnetyt może znacznie zmniejszyć wydajność cieplną grzejnika. Gdy magnetyt gromadzi się wewnątrz hydraulicznego systemu grzewczego, powoduje blokowanie kanałów grzejnika. Uniemożliwia to prawidłową cyrkulację gorącej wody, powodując powstawanie zimnych miejsc w dolnej części grzejnika, podczas gdy górna część może być nadal ciepła. To nierównomierne ogrzewanie zmniejsza ogólną efektywność grzejnika. Co więcej, cząsteczki magnetytu krążą również w innych elementach systemu, takich jak zawory, termostatyczne zawory grzejnikowe (TRV) przewody doprowadzające wodę do grzejników. Stopniowo ulegają one zatkaniu i dostarczają mniej ciepłej wody do grzejnika. To z kolei obniża zdolność grzejnika do skutecznego ogrzewania pomieszczenia i zwiększa obciążenie pompy, ogólną nieefektywność systemu i zużycie energii.
Dodatkowo, gdy magnetyt osadza się na wewnętrznych powierzchniach grzejników, tworzą warstwę osadu, ten działa jak izolator, zmniejszając wydajność wymiany ciepła z gorącej wody do zewnętrznej powierzchni grzejnika. W rezultacie powierzchnia grzejnika pozostaje chłodniejsza niż powinna, co oznacza, że do pomieszczenia emitowana jest mniejsza ilość ciepła. System grzewczy musi pracować bardziej intensywnie oraz zużywać więcej energii, aby utrzymać pożądaną temperaturę w pomieszczeniu.
Jak usunąć nadmiar magnetytu oraz jak zapobiegać gromadzeniu się tego związku w wodnym systemie ogrzewania?
Płukanie jest powszechnie stosowaną techniką usuwania magnetytu z hydraulicznego systemu grzewczego. Polega ona na użyciu pompy wysokociśnieniowej do przetłaczania wody wraz z chemikaliami czyszczącymi przez system z dużą prędkością. Przepływ z dużą prędkością usuwa szlam magnetytowy i inne zanieczyszczenia, wypłukując je z grzejników, rur i wymienników ciepła. Czasami do wody w systemie grzewczym dodawane są chemiczne środki czyszczące w celu rozbicia i rozpuszczenia magnetytu i innych zanieczyszczeń. Środki czyszczące rozluźniają osady magnetytu z powierzchni wewnętrznych, po czym system jest opróżniany w celu usunięcia zanieczyszczonej wody. Należy pamiętać, aby taką czynność wykonał doświadczony instalator zgodnie z instrukcją producenta środków chemicznych.
Aby zapobiec gromadzeniu się magnetytu, można zainstalować filtr magnetyczny na rurze powrotnej systemu grzewczego. Urządzenie to wychwytuje i zatrzymuje cząsteczki magnetytu, gdy woda przepływa przez filtr, zapobiegając ich recyrkulacji w systemie. Zastosowanie filtra magnetycznego zapobiega dalszemu gromadzeniu się zanieczyszczeń, chroni bojler, zmniejsza obciążenie pompy i wydłuża żywotność systemu. Filtr powinien być sprawdzany i czyszczony podczas corocznej konserwacji systemu
Jak wspomniano powyżej, utrzymanie odpowiedniego poziomu pH wody w systemie również zapobiega nadmiernej korozji i powstawaniu magnetytu. Zaleca się coroczne testowanie pH wody w systemie lub po wszelkich większych zmianach w systemie, takich jak spuszczanie i uzupełnianie wody.
Wreszcie, rutynowe kontrole systemu mogą wychwycić wczesne oznaki gromadzenia się magnetytu. Regularna konserwacja systemu pozwala na szybką interwencję i zapewnienie wydajnej pracy grzejników przez cały czas. Poszukaj zimnych miejsc na grzejnikach, głośnych rur i wolniejszej wydajności ogrzewania, z których wszystkie są oznakami problemów z magnetytem.
