Menu

Odpowietrzniki

Powietrze w instalacji c.o.

 
Zgodnie z normą PN-91/B-02420 instalacje centralnego ogrzewania, jak również instalacje chłodzące pracujące w systemie zamkniętym, powinny być wyposażone w urządzenia umożliwiające usunięcie  powietrza ze zładu, tak w czasie ich napełniania, jak i normalnej pracy.
Powietrze w instalacjach c.o.
 
Przenikanie powietrza do zładu centralnego ogrzewania zachodzi wieloma drogami spośród których wymienić należy:
-          przedostawanie się powietrza do instalacji w czasie jej napełniania 
-          wnikanie powietrza do instalacji w postaci zawartych w wodzie pęcherzy i mikropęcherzy
-          wnikanie do instalacji powietrza rozpuszczonego w wodzie
-          przedostawanie się powietrza przez ścianki rur tworzywowych, nieszczelne dławice pomp i zaworów.
 
Napełnianie instalacji
 
             Pozostawanie części powietrza w instalacji w czasie jej napełniania wodą związane jest głównie z nieprawidłowo prowadzonym odpowietrzaniem. Napełnianie wodą zładu c.o. powinno się wykonywać przewodami:
-          powrotnymi przy rozdziale górnym,
-          powrotnymi i częściowo zasilającymi przy rozdziale dolnym,
przy jednoczesnym odpowietrzaniu zładu w punktach najwyższych i w miejscach niekorzystnie położonych, jak: grzejniki, rozdzielacze, naczynia wzbiorcze, itp. Proces napełniania należy prowadzić z odpowiednią prędkością. Zbyt szybkie wypełnianie zładu prowadzi do powstania pęcherzy powietrznych. 
 
Powietrze zawarte w wodzie
 
            Układy c.o. podłączone do sieci cieplnej miejskiej napełniane są zwykle wodą odpowiednio spreparowaną. Woda taka oprócz procesów demineralizacji na kolumnach jonitowych poddawana jest korekcie pH, jak też pozbawiana gazów w odgazowywaczach termicznych. Nie należy się więc obawiać w niej powietrza w żadnej postaci.
             Inaczej przedstawia się sytuacja układów napełnianych wodą wodociągową.  Niezależnie od typu ujęcia (powierzchniowe, głębinowe) woda będzie w tym wypadku zawierać mniejsze lub większe ilości rozpuszczonych gazów, jak: dwutlenek węgla, azot, tlen a nawet wodór czy metan. Rozpuszczalność gazów w wodzie zgodnie z prawem Henry’ego zależy od ciśnienia i temperatury (wykres 1). Im wyższe ciśnienie tym rozpuszczalność gazów rośnie i odwrotnie, im większa temperatura tym ich rozpuszczalność w wodzie spada. 
            Temperatura ma przy tym znacznie większy wpływ na rozpuszczalność gazów w wodzie niż ciśnienie. Wzrost temp. powoduje np. zmniejszanie się rozpuszczalności dwutlenku węgla w wodzie, tym samym zachwianie równowagi węglanowo-wapniowej i rozpadu kwaśnych węglanów wapnia i magnezu w myśl reakcji:
 
Ca(HCO3)2 ® CaCO3 + CO2­ + H2O
Mg(HCO3)2 ® MgCO3 + CO2­ + H2O
 
            Produktem rozpadu są nierozpuszczalne w wodzie węglany wapnia i magnezu i wolny dwutlenek węgla. Gaz ten gromadzi się zwykle w postaci mikropęcherzy na powierzchniach wymiany ciepła, jak: ścianki kotła, ścianki wymienników ciepła. Porywany przez przepływającą wodę przenoszony jest następnie do dalszych części instalacji, gdzie w sprzyjających warunkach (spadek temperatury wody) może ponownie ulec rozpuszczeniu. Jednak w najwyższych punktach instalacji, z uwagi na spadek ciśnienia prawie zawsze przechodzi w fazę gazową.
 Wydzielanie się dwutlenku węgla z wody wodociągowej w instalacji c.o. jest procesem jednorazowym i zanika po całkowitym rozpadzie  kwaśnych węglanów wapnia i magnezu. Usunięcie w porę fazy gazowej zabezpiecza w tym wypadku instalację c.o. przed  korozją.
 
Dyfuzja
 
            Przenikanie powietrza do instalacji zachodzi najintensywniej w rurach polietylenowych.   Sieć wiązań występująca w tym materiale jest na tyle gęsta, że nie dopuszcza do przenikania cząsteczek wody, jednak jest zbyt słabą barierą dla znacznie mniejszych cząsteczek powietrza. Z tego powodu w instalacjach c.o. należy stosować rury PE z osłoną antydyfuzyjną lub rury PE wielowarstwowe. Rury z osłoną antydyfuzyjną mają charakterystyczny połysk i nieco większą średnicę (osłona antydyfuzyjna zwiększa średnicę rury średnio o 0,2 mm), pomimo to, wielu monterów nie potrafi ich odróżnić z polietylenem zwykłej jakości.  Producenci próbują sobie radzić z tym problemem oferując rury PE w różnych kolorach.
            Szybkość dyfuzji powietrza w rurach PE zależy od temperatury i stopnia nasycenia wody tlenem. W praktyce dyfuzji należy najbardziej obawiać się w układach ogrzewania podłogowego, tak ze względu na niskie parametry wody instalacyjnej jak i dużą ilość przewodów.
 
Nieszczelności pomp
 
            Zasysanie powietrza przez pompę obiegową może pojawić się na pompie dławnicowej, po stronie ssawnej pompy. Występujący w tym miejscu spadek ciśnienia przy nieszczelnej dławnicy  działa jak eżektor zasysając powietrze z pomieszczenia.  Rozwiązaniem tego problemu będzie zastosowanie pompy bezdławnicowej. 
    
Skutki zapowietrzenia instalacji
 
Faza gazowa w układach centralnego ogrzewania i instalacjach chłodniczych jest bardzo niepożądana i prowadzi do szeregu zakłóceń w pracy zładu, a w skrajnych przypadkach nawet do jego awarii. Obecność powietrza w zładzie c.o. to przede wszystkim:
-          zmniejszenie wymiany ciepła w grzejnikach,
-          spadek efektywności wymiany ciepła w wymiennikach ciepła i kotłach,
-          powstawanie szumów w instalacji
-          zwiększone zagrożenie korozją w grzejnikach i przewodach,
-          możliwość szybkiego uszkodzenia pompy obiegowej 
 
Szumy w instalacji
 
            Hałas w pracy instalacji grzewczej wywołany jest głównie przez przemieszczanie się w przewodach fazy gazowej w postaci pęcherzy powietrznych.  Pęcherzyki gazów potrafią przemieszczać się z dużą prędkością, prowadząc do uderzeń hydraulicznych odczuwalnych przez użytkownika jako charakterystyczny stukot.
            W najwyższych punktach instalacji przy dużej ilości powietrza rozpuszczonego w wodzie, może też nastąpić zjawisko kawitacji na zaworach grzejnikowych. W czasie przymykania zaworu, opór przepływu stawiany przez zawór jest na tyle duży, że może spowodować wydzielenie się fazy gazowej. Gaz w postaci drobnych pęcherzyków przesuwa się wtedy z dużą prędkością uderzając o ścianki zaworu i grzejnika.
 
Kawitacyjne działanie pomp
 
              Przy wodzie nasyconej powietrzem spadek ciśnienia na  ssaniu pompy obiegowej może krótkotrwale wywołać powstanie fazy gazowej. Pęcherzyki gazu stanowią wtedy poważne zagrożenie dla wirnika pompy, mogą też przyspieszać zużycie łożysk.
 
Korozyjne zagrożenie grzejników
 
            Nie usunięcie w porę fazy gazowej z grzejników  powoduje utworzenie się dwóch stref w grzejniku; górnej omywanej powietrzem i dolnej omywanej wodą instalacyjną. Na połączeniu tych stref, na tzw. „linii wodnej” powstaje strefa nierównomiernego natlenienia w której bardzo szybko potrafi dojść do procesów korozyjnych. Reakcja żelaza z tlenem i wodą jest następująca:
 
Fe + 2H2O ® Fe(OH)2 + H2
 
            Powstający wodorotlenek żelazawy jest związkiem nietrwałym, dlatego rozpada się dalej tworząc magnetyt:
3Fe(OH)2 ® Fe3O4 + H2 + 2H2O
           
który pod wpływem tlenu przekształca się w bardziej objętościowy hematyt:
 
4 Fe3O4 + O2    ® 6Fe2O3
 
Intensyfikacja powyższych procesów będzie dodatkowo powodowana przez znaczną różnicą temperatur pomiędzy dwoma strefami grzejnika (naprężenia termiczne).
 
 
 

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});