Jakość odpowietrzników i separatorów a ich skuteczność

Dlatego przy doborze urządzeń, należy zwrócić szczególną uwagę na parametry techniczne gwarantujące długotrwałą i niezawodną pracę. W niniejszym artykule zaprezentujemy najważniejsze cechy odpowietrzników i separatorów z rodziny ZEPARO marki Pneumatex, które dzięki opatentowanym rozwiązaniom są alternatywą dla standardowych, często zawodnych technologii.

Często spotykamy się z małymi i średnimi instalacjami grzewczymi, dla których jedynym sposobem usuwania gazów są zamontowane w najwyższych punktach instalacji tzw. „automatyczne odpowietrzniki”. Z takimi rozwiązaniami mamy do czynienia nierzadko nawet w przypadku systemów ogrzewania niskotemperaturowego – np. ogrzewania podłogowego lub ściennego, dla których problem obecności powietrza w instalacji jest szczególnie ważny. O skuteczności działania odpowietrzników pisaliśmy już w poprzedniej części artykułu (Kiedy stosować odpowietrzniki, separatory, odgazowywacze próżniowe), ale warto jeszcze raz podkreślić, iż nie nadają się do odpowietrzania eksploatacyjnego z uwagi na zbyt dużą prędkość przepływu czynnika w instalacji.

Aby przepływające pęcherzyki powietrza mogły być skutecznie odseparowane i usunięte za pomocą odpowietrzników, prędkość przepływu nie może by większa niż 0,3 m/s, co w praktyce jest nieosiągalne. Odpowietrzniki więc wykorzystywane są tylko w momencie napełniania instalacji w celu wstępnego odpowietrzenia instalacji oraz przy jej opróżnianiu. W innym przypadku, jeśli ich jakość budzi wątpliwości – najlepszym sposobem uniknięcia kłopotów jest ich odcięcie za pomocą zaworów odcinających. Niestety bardzo często „automatyczne” odpowietrzniki są miejscem zasysania powietrza w momencie opadania pływaka wskutek spadku ciśnienia w instalacji spowodowanego kiepską jakością naczynia wzbiorczego i utratą w nim ciśnienia wstępnego. Znane są również z niechlubnej roli zalewania pomieszczeń. W takim razie przyjrzyjmy się im bliżej i spróbujmy określić najważniejsze aspekty techniczne, gwarantujące prawidłową pracę tego elementu.

Okazuje się, że bardzo ważną cechą jest średnica przyłącza odpowietrznika. Powszechnie stosowane zaworki stopowe ze średnicą przyłącza 3/8” skutecznie uniemożliwiają odpowietrzanie instalacji. Wystarczy, że jakikolwiek pęcherzyk powietrza o znacznych rozmiarach dostanie marki Zeparo mają minimalną średnicę przyłącza równą 1/2”, co umożliwia przedostawanie się do komory pływaka pęcherzy powietrza się w okolice przyłącza, co spowoduje jego zablokowanie (rysunek).

Dlatego szybkie odpowietrzniki marki Zeparo mają minimalną średnicę przyłącza równą 1/2”, co umożliwia przedostawanie się do komory pływaka pęcherzy powietrza o znacznych wymiarach. Niemniej istotna jest wielkość samej komory pływaka, która powinna gwarantować uspokojony przepływ powietrza. Klasyczne, tanie odpowietrzniki prawie w ogóle nie mają przestrzeni nad pływakiem, co powoduje stopniowe zabrudzenie mechanizmu iglicowego, a w efekcie jego nieszczelność i konieczność wymiany na nowy. Odpowietrznik Zeparo ZUT ma aż 4 cm wolnej przestrzeni nad pływakiem. Na szczególną uwagę zasługuje zaoblony kształt samego pływaka, dzięki czemu przedostawanie się powietrza w przestrzeń nad pływakiem jest zdecydowanie ułatwione. W ten bardzo prosty sposób mechanizm iglicowy może być swobodnie naciągnięty, a powietrze usunięte. Sam pływak w wersji TOP ZUTS wykonano ze stali szlachetnej i dzięki temu dedykowany jest do instalacji o podwyższonej temperaturze eksploatacyjnej np. instalacji solarnych.

W standardowych odpowietrznikach brakuje również płyty odbojowej, chroniącej pływak przed turbulencjami. Takie rozwiązanie zwiększa efektywność odpowietrzania wstępnego. Okazuje się, że najbardziej problematycznym elementem tradycyjnych odpowietrzników jest wątpliwej jakości mechanizm iglicowy, powodujący bardzo często awarie i zalewanie pomieszczeń. Cechą charakterystyczną oferowanych przez IMI Pneumatex szybkich odpowietrzników jest wyposażenie ich w tzw. „fluorescencyjną śrubę zamknięcia awaryjnego”, dzięki czemu w przypadku nawet najmniejszych przecieków instalator jest w stanie zamknąć uszkodzony odpowietrznik, a firma serwisowa w łatwy sposób może zidentyfikować i wymienić wadliwy odpowietrznik. Te i inne funkcje sprawiają, że nawet tak proste urządzenie wyróżnia się rozwiązaniami, gwarantującymi ich bezpieczną eksploatację.

Szybkie odpowietrzniki marki ZEPARO powinny być zamontowane w najwyższych punktach instalacji. W instalacjach wymagających wstępnego płukania istnieje zagrożenie uszkodzenia mechanizmu iglicowego odpowiadającego za prawidłowe funkcjonowanie odpowietrznika. W trakcie pierwszego płukania zgromadzone wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia stałe mogą dostawać się w strefę odpowietrznika nad pływakiem i w ten sposób go zablokować. Dlatego zaleca się stosować odpowietrzniki ze specjalnym spustem usytuowanym poniżej pływaka jako zabezpieczenie przed awarią odpowietrznika (szczególnie zalecany w instalacjach chłodniczych).

• duża szybkość odpowietrzania,
• precyzyjny i trwały mechanizm odpowietrzający,
• duża komora pływaka, gwarantująca bezpieczeństwo mechanizmu odpowietrzającego,
• płyta odbojowa chroniąca pływak przed uderzeniami hydraulicznymi,
• pływak w Zeparo TOP ZUTS wykonany z mosiądzu => tmax=160˚C,
• specjalna wersja odpowietrznika do grzejników w kolorze białym – ZUPW

Najczęściej spotykanym problemem dotyczącym tradycyjnych filtroodmulników lub separatorów jest spadek ich wydajności w momencie nagromadzenia się znacznej ilości zanieczyszczeń. Przyczyną takiego zjawiska jest przyjęte w filtroodmulnikach proste rozwiązanie konstrukcyjne bazujące na budowie filtra wyposażonego w siatkę o niewielkim prześwicie oczek, która po pewnym czasie niemalże całkowicie jest zapychana, a sam element powoduje bardzo duże spadki ciśnienia i jest tzw. „blokerem” instalacji. Na zdjęciu widać zmierzony w istniejącej instalacji wzrost oporu nawet do 120 kPa = 12 mH2O na siatce w klasycznym rozwiązaniu. Nawet po wyczyszczeniu siatki zaledwie po 4 min. obserwujemy ponowne jej zapchanie i wzrost oporów do 40 kPa. Wskutek powyższego zjawiska przepływy projektowe nie są osiągane i o zapewnieniu warunków komfortu w pomieszczeniach można zapomnieć. Takie rozwiązania wymagają ciągłej kontroli i serwisowania instalacji, a przy wzrastających kosztach obsługi budynków warto zastanowić się nad urządzeniami niewymagającymi takiej opieki. Dlatego IMI Hydronic Engineering oferuje separatory powietrza i zanieczyszczeń marki Pnaumatex o unikalnej budowie i zasadzie działania „helistill”. Separatory tego typu wyposażone są w specjalnie skonstruowany wkład zbudowany z wielu łopatek, dzięki czemu możliwa jest separacja pęcherzyków powietrza i zanieczyszczeń w optymalnej kombinacji wszystkich znanych zasad separacji:

• zwolnienie przepływu,
• sedymentacja cząstek stałych,
• wytrącanie pęcherzyków na ciele stałym,
• duża powierzchnia kontaktu.

Istotnym z punktu widzenia hydrauliki instalacji jest brak jakiejkolwiek siatki, która powodowałaby wzrost oporów miejscowych lub zablokowanie przepływu. Taka konstrukcja separatora umożliwia ciągłą separację. Nawet jeśli w przypadku separatora zanieczyszczeń, urządzenie zgromadzi dużą ilość np. szlamu, to dalsze odkładanie nie będzie możliwe i dzięki temu nie ma najmniejszego ryzyka zablokowania instalacji. Sama budowa separatora nie jest skomplikowana, lecz dzięki optymalnej konstrukcji wkładu wytrącenie pęcherzyków powietrza z wody jest możliwe, a samo ich odprowadzenie odbywa się dzięki zastosowanemu odpowietrznikowi „leakfree”, którym jest zakończony każdy separator ZEPARO.

Separatory zanieczyszczeń mają ten sam wkład i wykorzystują zasadę sedymentacji podczas osadzania się zanieczyszczeń, a odśrodkowo usytuowany spust umożliwia bezproblemowe usuwanie szlamu. Możliwa jest dodatkowa separacja zanieczyszczeń magnetycznych przy zastosowaniu specjalnego wkładu magnetycznego ZIMA. Wkład magnetyczny będzie wyłapywał dodatkowo cząstki magnetyczne tj. magnetyt. Jeśli zastosujemy dobry system utrzymania ciśnienia np. w oparciu szczelne naczynia workowe Statico, które rocznie tracą od 5 do 10 razy mniej ciśnienia wstępnego niż zwykłe naczynia, a przez to gwarantują niewystępowanie zjawiska zapowietrzania (natleniania) oraz zastosujemy separator mikropęcherzyków powietrza, wtedy wkład magnetyczny nie będzie potrzebny. Nie dopuszczamy wtedy do tworzenia się magnetytu (czarnej korozji) i wkład nie miałby nic do roboty. Inaczej wygląda sprawa w instalacjach modernizowanych wtedy wkład magnetyczny jest wskazany.

Należy pamiętać, że separatory powietrza powinny być zamontowane w najcieplejszym miejscu tzn. w instalacjach grzewczych na zasilaniu zaraz na wyjściu z kotła (diagram. 8).

Również należy mieć na uwadze ograniczenia stosowania separatorów powietrza wynikające z praw fizyki, a konkretnie z prawa Henry’ego, gdzie wysokość statyczna nad urządzeniem i temperatura klasyfikuje zastosowanie produktu: w instalacjach grzewczych można stosować separatory powietrza do 15 m wysokości słupa wody nad separatorem przy 90°C. w instalacjach chłodniczych tylko w przypadku płaskich instalacji do wysokości statycznej nad separatorem 2 m (patrz tabela na końcu artykułu). W przypadku przekroczenia wartości podanej w tabeli należy zastosować odgazowanie próżniowe w oparciu o urządzenie o nazwie Vento. Natomiast w przypadku separatorów zanieczyszczeń zalecany montaż jest przed źródłem ciepła czy chłodu na przewodzie powrotnym.

• innowacyjna konstrukcja wkładu „helistill”, zapewniająca mikropęcherzykom powietrza i zanieczyszczeniom dużą powierzchnię przywierania, co ułatwia oddzielenie ich od wody,

• brak możliwości zablokowania separatora,

• zastosowanie odpowietrznika „leakfree”, gwarantującego skuteczne odgazowanie,

• niewielkie spadki ciśnienia dzięki specjalnej konstrukcji,

• dodatkowa separacja drobnych zanieczyszczeń  magnetycznych,

• pionowa i pozioma pozycja montażowa,

Ciekawym rozwiązaniem dla instalacji, dla których źródłem ciepła są np. kompaktowe kotły kondensacyjne, jest zastosowanie sprzęgła hydraulicznego ZEPARO ZUC lub ZUCM, które oprócz rozdzielenia hydraulicznego obiegów, umożliwia ciągłą separację pęcherzyków powietrza i zanieczyszczeń. Powszechnym problemem dotykającym sprzęgła hydrauliczne jest ich zamulanie wskutek odkładania zanieczyszczeń w dolnej części sprzęgła. Urządzenia, których koszt w całości instalacji jest niewielki, mogą zagwarantować skuteczne jej funkcjonowanie przez długie lata.

Umiejętność prawidłowego zastosowania produktów wspomnianych w tym artykule oraz ich jakość prowadzi do osiągnięcia zarówno przez użytkownika, jak również przez instalatora czy projektanta wymiernych korzyści związanych z prawidłową oraz energooszczędną eksploatacją.

Podsumowanie: szybkie odpowietrzniki należy stosować tylko do wstępnego odpowietrzania instalacji, woda musi być w stanie uspokojonym, aby skuteczność działania odpowietrznika była odpowiednia, należy stosować zawory kulowe, odcinające przed szybkimi odpowietrznikami, a nie zawory stopowe, separatory mikropęcherzyków powietrza zalecane są do odgazowania eksploatacyjnego, separatory usuwają 100% mikropęcherzyków powietrza krążących w instalacji, a nie powietrze rozpuszczone, przy znacznej wysokości instalacji zastosowanie separatorów nie znajduje uzasadnienia, w instalacji wody lodowej max wysokość instalacji dla zastosowania separatora jest dużo niższa.

Autor: Sławomir Świątecki