Jak skutecznie chronić instalację przed powietrzem?
Kiedy stosować automatyczne odpowietrzniki, separatory powietrza, odgazowywacze próżniowe?
Na rynku jest dostępnych wiele urządzeń mających za zadanie usuwanie powietrza z instalacji. Niestety bardzo często nie zdajemy sobie sprawy z tego, że poziom zaawansowania technologicznego różnych urządzeń jest zupełnie inny, co wpływa na to, że pomimo instalacji wybranych urządzeń problem nie został rozwiązany.
Przyczyn takiego stanu jest bardzo wiele, począwszy od nieprawidłowego doboru urządzenia do systemu, aż po błędy montażowe na budowie. Zanim zostaną omówione metody skutecznego usuwania powietrza z instalacji, zwrócę uwagę na to, że najpierw powinniśmy pomyśleć nad tym, jak skutecznie chronić naszą instalację przed wnikaniem powietrza. Tak jak już wcześniej wspomniano odpowiednio dobrany i zamontowany system utrzymania ciśnienia w instalacji zapobiega powstawaniu podciśnienia, które powoduje zasysanie powietrza do instalacji w jej najwyższych punktach.
Separatory mikropęcherzyków powietrza – do odpowietrzania eksploatacyjnego
Powstające w wyniku zmiany temperatury i ciśnienia w instalacji mikropęcherzyki powietrza należy usuwać za pomocą specjalnej konstrukcji separatorów powietrza, które na zasadzie zwiększonej powierzchni kontaktu i zwolnionego przepływu są w stanie odseparować nawet najmniejsze pęcherzyki powietrza.
Separator Zeparo np. typu ZUV pracuje ciągle, usuwając mikropęcherzyki powietrza i jest w stanie w ciągu 24 h usunąć wszystkie mikropęcherze występujące w instalacji. Separatory nie usuwają natomiast powietrza w formie związanej (rozpuszczonej) oraz mają pewne ograniczenia w ich zastosowaniu. Mianowicie w związku z tym, że w przypadku instalacji grzewczej najczęściej kotłownie są zlokalizowane na najniższej kondygnacji, a separator zaleca się montować na zasilaniu tuż za kotłem, możemy przekroczyć wartość ciśnienia, przy którym powietrze występuje jeszcze w formie pęcherzyków. Przypomnijmy tylko, że wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się rozpuszczalność gazów. Dlatego zgodnie z rys. U separatory możemy stosować wówczas, gdy wysokość instalacji nad nimi nie przekracza 15 m dla' temperatury zasilania równej 90°C. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku instalacji chłodniczych, gdzie maksymalna wysokość instalacji nad zainstalowanym separatorem nie może przekraczać 2 m (dla 10°C), co w większości przypadków jest wartością o wiele za małą.
Do wstępnego odpowietrzania instalacji (usuwania wolnego powietrza) wykorzystujemy szybkie odpowietrzniki. Niestety na rynku jest wiele dostępnych produktów o diametralnie różnej skuteczności działania, o czym szerzej będzie wspomniane w kolejnej części artykułu. Niezależnie od wyboru produktu wszystkie szybkie odpowietrzniki montowane w najwyższych punktach instalacji nie nadają się do odpowietrzania eksploatacyjnego. Bardzo często urządzenia te mają niechlubną funkcję zalewania pomieszczeń, co wynika z ich nieprawidłowej konstrukcji. Odpowietrzniki automatyczne służą do wstępnego odpowietrzania instalacji oraz jej napowietrzania w przypadku spustu wody z instalacji. Po uruchomieniu pompy obiegowej ich skuteczność drastycznie spada i stają się prawie bezużyteczne.
Separatory mikropęcherzyków powietrza – do odpowietrzania eksploatacyjnego
Powstające w wyniku zmiany temperatury i ciśnienia w instalacji mikropęcherzyki powietrza należy usuwać za pomocą specjalnej konstrukcji separatorów powietrza, które na zasadzie zwiększonej powierzchni kontaktu i zwolnionego przepływu są w stanie odseparować nawet najmniejsze pęcherzyki powietrza.
Separator Zeparo np. typu ZUV pracuje ciągle, usuwając mikropęcherzyki powietrza i jest w stanie w ciągu 24 h usunąć wszystkie mikropęcherze występujące w instalacji. Separatory nie usuwają natomiast powietrza w formie związanej (rozpuszczonej) oraz mają pewne ograniczenia w ich zastosowaniu. Mianowicie w związku z tym, że w przypadku instalacji grzewczej najczęściej kotłownie są zlokalizowane na najniższej kondygnacji, a separator zaleca się montować na zasilaniu tuż za kotłem, możemy przekroczyć wartość ciśnienia, przy którym powietrze występuje jeszcze w formie pęcherzyków. Przypomnijmy tylko, że wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się rozpuszczalność gazów. Dlatego zgodnie z rys. U separatory możemy stosować wówczas, gdy wysokość instalacji nad nimi nie przekracza 15 m dla' temperatury zasilania równej 90°C. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku instalacji chłodniczych, gdzie maksymalna wysokość instalacji nad zainstalowanym separatorem nie może przekraczać 2 m (dla 10°C), co w większości przypadków jest wartością o wiele za małą.
Odgazowywacze próżniowe jako najskuteczniejsza metoda walki z powietrzem
W związku z ograniczonymi możliwościami zastosowania separatorów mikropęcherzyków powietrza wykorzystano drugą zależność prawa Henry'ego do konstrukcji urządzenia, które poprzez obniżenie ciśnienia i wytworzenie próżni usuwa całe powietrze znajdujące się w instalacji zarówno w formie pęcherzyków, jaki i rozpuszczonej. Odgazowywacz próżniowy Vento marki Pneumatex doskonale sprawdza się w systemach wody lodowej, gdzie inne metody walki z powietrzem są zawodne. Urządzenie wyposażono w specjalnie skonstruowany zbiornik, w którym wytwarzana jest próżnia, dzięki czemu powietrze usuwane jest w 100%. Warunki próżni są osiągnięte przy udziale pompy zamontowanej za zbiornikiem, współpracującej z elektrozaworem na wejściu do zbiornika. W momencie zamknięcia elektrozaworu pompa wytwarza próżnię - 0,8 bara, co skutkuje usunięciem gazów z wody. Dodatkowo dla zwiększenia efektywności systemu do zbiornika jest zawracana pewna ilość wody poprzez wtrysk tak, by zwiększyć turbulencję w zbiorniku. Urządzenie pracuje w cyklach po 40 s i w trakcie jednego cyklu jest w stanie całkowicie odgazować 8-10 I wody. Nienasycona woda trafia do układu i dzięki wysokim własnościom absorpcyjnym może wychwytywać obecne pęcherzyki powietrza. W przypadku rozległych instalacji urządzenie potrafi usunąć całe powietrze z instalacji w ciągu 3-4 dni. Cały proces odgazowania sterowany jest za pomocą sterownika BrainCube, który ma możliwość integracji systemu odgazowania z systemami utrzymania ciśnienia oraz automatycznego uzupełniania ubytków czynnika. Jest to o tyle ważne, że w wyniku usunięcia pewnej ilości gazów zmniejszamy pojemność instalacji, czyli obniżamy jej ciśnienie, co powinno być natychmiast skompensowane przez układ utrzymania ciśnienia. W przeciwnym wypadku może dość do takiej sytuacji, że odgazowując instalację, wytwarzamy warunki podciśnienia w najwyższych punktach instalacji i tym samym powodujemy zasysanie powietrza. W ten sposób zauważamy, że układ pracuje w błędnym kole, nie przynosząc spodziewanych korzyści. Również automatyczne uzupełnianie ubytków wody powinno być zintegrowane z układem odgazowania tak, aby woda trafiająca do instalacji nie zawierała powietrza.
Dobierz rozwiązanie do Twoich potrzeb
Podsumowanie - korzystniej zapobiegać problemom niż je „leczyć"
Podsumowując, przedstawiona analiza problemów eksploatacyjnych związanych z obecnością powietrza w instalacji grzewczej czy chłodniczej ma na celu zwiększenie świadomości czytelnika o istniejącym zagrożeniu oraz o ich poważnych konsekwencjach. Zjawiska korozji, hałasu oraz nieprawidłowej eksploatacji systemu przynoszą wymierne straty ekonomiczne. Dlatego treść artykułu powinna prowokować do podejmowania działań zmierzających ku temu, aby skutecznie zapobiegać takim problemom zamiast późniejszych prób walki z zaistniałą sytuacją, która i tak jest z góry przegrana. Należy pamiętać o tym, że systemy odgazowania, utrzymania ciśnienia oraz automatycznego uzupełniania ubytków eksploatacyjnych muszą być ze sobą kompatybilne, bo tylko takie rozwiązanie jest w pełni bezpieczne i skuteczne. Warto przyjrzeć się bliżej produktom oferowanym na rynku.
Autor: Sławomir Świątecki