Введение
Известно, что при запуске систем отопления большие проблемы вызывают остающиеся внутри воздушные полости и циркулирующие в потоке твердые частицы или шлам. Наличие воздушных полостей и пробок автоматически означает высокую концентрацию растворенных газов в воде, что может вызвать усиление процессов коррозии и эрозии, проблемы с кавитацией, снижение эффективности работы насосов, арматуры и теплообменников. Наличие газов в свою очередь стимулирует появление твердых частиц в теплоносителе. Оседая в местах с наименьшей скоростью, слои частиц резко снижают эффективность теплопередачи. Попадая в насосы и регулирующую арматуру, они быстро выводят оборудование из строя. Процессы коррозии под слоем отложившегося шлама трудно затормозить. Если учесть, что при периодической остановке систем на профилактику на дне трубопроводов оседают тонны частиц, этот процесс каждый раз создает новые источники язвенной коррозии.
Существующие в настоящее время методы и оборудование направлены в большей степени на обработку воды, поступающей в систему /1/
При этом иногда не принимается во внимание, что системы не могут быть идеально герметичными, газовые потоки внутрь систем могут быть достаточно большими даже в закрытых системах, а дегазация крупных и сложных систем может занимать продолжительное время. В этом случае, как и в случае запуска, проблемы могут возникать и при нормальном качестве воды подпитки. Можно отметить также, что в случае ошибок при проектировании или настройке, в некоторых областях систем могут появляться участки отрицательных давлений
В этом случае создаются условия для возникновения устойчивых потоков газа в систему
Можно отметить также, что в случае ошибок при проектировании или настройке, в некоторых областях систем могут появляться участки отрицательных давлений. В этом случае создаются условия для возникновения устойчивых потоков газа в систему.
Принято считать, что в большинстве случаев установка достаточного количества воздухоотводчиков обеспечит дегазацию систем в процессе работы. Чтобы оценить эффективность их применения напомним, что газы в системе находятся в трех состояниях: в виде полостей, пузырьков и микропузырьков и в растворенном состоянии /2/. Работа воздухоотводчиков связана в основном с первой формой, т.к. только появление в верхней части воздухоотводчика значительного объема газа приводит в действие механизм его удаления. Основная масса пузырьков и микропузырьков идущая в потоке просто не успевает подниматься в камеру воздухоотводчика. Поэтому воздухоотводчики должны размещаться в верхних точках системы, в местах локальных возвышений и на радиаторах. В сложных системах необходимо устанавливать большое количество этих приборов. При этом воздухоотводчик наряду с расширительным баком является одним из самых уязвимых элементов. Практически все различия в конструкциях и ценах связаны с разной степенью надежности и защищенности воздухоотводчиков от блокирования их пузырьками или разгерметизации при попадании внутрь спускового механизма частиц грязи.
В сложных системах с большим количеством воздухоотводчиков, установленных в труднодоступных местах трудно проверить качество их работы. Низкая цена (и иногда качество) воздухоотводчиков зачастую не компенсирует трудоемкость обслуживания и потери от возникающих проблем. Не удаленные вовремя воздушные полости могут снова поглотиться водой при изменении режима работы системы, дополнительно стимулируя коррозию. Вытекание воды или попадание воздуха внутрь при разгерметизации воздухоотводчика может быстро вывести из строя любую систему. Автоматические поплавковые воздухоотводчики удаляют воздушные пробки и пузыри по мере их появления в автоматическом режиме /3/. Воздухоотводчики этого типа обеспечивают лучшую герметичность и лучше защищены от блокировки и разгерметизации при попадании в них грязи.
Устанавливаемые внутри контура системы грязевики, как правило, оснащены сетками с крупными ячейками. В противном случае они быстро забиваются, и циркуляционный поток может быть полностью блокирован. Таким образом, можно считать, что внутри системы, как правило, отсутствуют устройства, которые выполняют процессы тонкой очистки теплоносителя от шлама и его количество может расти в результате химических реакций или отслоения отложений.
Причины появления излишнего воздуха
Причин появления воздуха множество, полностью избежать этого явления довольно сложно. И все же следует изучить факторы, под воздействием которых в отопительной системе образуются воздушные пробки, чтобы минимизировать их воздействие на систему.
Чаще всего воздух проникает в систему:
- если отопление изначально было смонтировано неправильно;
- при несоблюдении правил заполнения отопительного контура водой;
- если нарушена герметичность соединения отдельных элементов системы;
- когда в системе отсутствуют или неправильно используются устройства для отвода воздуха;
- после проведения ремонтных работ;
- при возмещении потерянного объема теплоносителя с помощью холодной воды.
Неправильный монтаж отопительной системы приводит к ее завоздушиванию в тех случаях, когда трубы проложены с неправильным уклоном, образуют петли и т.п. Лучше всего отследить такие участки еще на этапе проектирования автономного отопления.
Заполнение контура водой следует выполнять по принципу: чем больше объем теплоносителя, тем меньше скорость его поступления в систему. Если вода поступает слишком быстро, на определенных участках она может стать спонтанным вариантом гидрозатвора, препятствуя естественному процессу вытеснения воздуха из контура.
Многоступенчатая система
Система с приборами воздухоудаления Чтобы избежать проблем образования воздушных пробок, еще на этапе проектирования автономной системы отопления, нужно предусмотреть один очень важный момент. Он основывается на многоступенчатой системе отвода воздуха из каждой группы приборов отопления отдельно. При этом для них необходимо использовать конкретные виды воздухоотводчиков в нескольких установочных местах. Например:
- Для стравливания воздуха из теплообменника котла устанавливают автоматический воздухоотводчик непосредственно на котле.
- Для каждого коллектора устанавливают свой местный воздухоотвод.
- Каждый радиатор обустраивают своим ручным краном Маевского.
- Для стояков нужно применять специальные воздухоотводы, которые необходимо планировать для установки в самых высоких точках.
Техническая характеристика сепаратора РЗ-БСД
Производительность, т/ч………7
Эффективность, %………50…60
Расход воздуха, м3/ч……… 3250
Диаметр наружного цилиндра, мм……1174
Размеры пневмосепарирующего канала, мм. . . 2800x60x400
Габаритные размеры, мм……. 1174x1174x2182
Масса, кг…………335
Расход воздуха регулируют дроссельным клапаном, установленным в нижней части отсасывающего воздуховода. Если в нем обнаруживают целые зерна, скорость воздуха уменьшают дроссельным клапаном. Наблюдая в цилиндрическое прозрачное окно, можно заметить неравномерность поступления зерна. В этом случае открывают продольные отверстия для забора воздуха. Дополнительный приток воздуха в верхней части способствует более равномерному распределению зерна.
Аспирационную колонку А1-БКА (рис.) относят к устройствам с каскадным принципом пневмосепарирования, она предназначена для выделения примесей из зерна злаковых культур, разделения продуктов шелушения крупяных культур, отличающихся аэродинамическими свойствами, а также для контроля крупы и лузги.
Рис. Аспирационная колонка А1-БКА
Над питающим валиком 12 размещен грузовой клапан 14, регулирующий толщину слоя продукта. Под валиком 12 расположены наклонные скаты 15 и четыре поворотных клапана, образующих каскады сепарирования. Клапаны 16 позволяют регулировать направление воздушного потока и прохождение продукта в зоне сепарирования. В нижней части корпуса на выходе из машины установлено магнитное устройство 17, представляющее собой набор малогабаритных магнитных дуг, соединенных полюсными накладками.
Осадочная камера 10 имеет вверху клапан 13 для регулирования расхода воздуха и соответственно скорости воздуха в зоне сепарирования. В нижней части камеры расположены два ряда разрезных клапанов 8, которые в процессе работы в результате образующегося вакуума прижимаются к наклонному скату и по мере накопления продукта силой его тяжести открываются, выпуская продукт (легкие примеси), не нарушая герметичности. Для регулирования положения клапанов 16 служат рукоятки 1, установленные на наружной боковой поверхности колонки. Здесь же находятся смотровые окна 6, 7 и 9.
Колонка имеет два прямоугольных отверстия, предназначенных для присоединения самотечной трубы и патрубка для аспирации, к которому подсоединяют воздуховод аспирационной сети. На передней стенке колонки сделаны два люка со съемными фортками 2, которые обеспечивают доступ к питающему валику и магнитному устройству. Электродвигатель 4 и редуктор 3 устанавливают на кронштейне 5, прикрепленном к корпусу 11 колонки.
Продукт через приемное отверстие попадает на питающий валик диаметром 70 мм и равномерной лентой через грузовой клапан поступает на первый неподвижный наклонный скат. Далее, перемещаясь с одного ската на другой, продукт каждый раз изменяет направление движения, образуя четыре каскада. На всем пути перемещения продукт продувается воздушным потоком, который увлекает и уносит в осадочную камеру легкие примеси (лузгу, пыль, мелкий сор и т.д.).
Зерно (или ядро), пройдя все каскады пневмосепарирования, поступает в нижнюю часть корпуса на наклонную плоскость магнитного устройства и, пройдя по ней, выводится из машины, а металломагнитные примеси удерживаются на полюсных накладках. Эти примеси периодически удаляют, очищая рабочую поверхность магнитного устройства. Легкие примеси осаждаются в камере 10 и по мере накопления выводятся из машины.
В период пуска колонки необходимо отрегулировать подачу продукта с помощью грузового клапана 14, общий расход воздуха на колонку (клапан 13) и по каскадам (клапаны 16), ориентируясь на максимально достигнутую технологическую эффективность. Воздушный режим в процессе эксплуатации необходимо периодически регулировать.
Как устанавливается сепаратор в систему отопления
Предпочтительнее устанавливать сепаратор в месте наиболее эффективного ламинарного потока. Постоянная скорость потока воды обеспечивается насосом нагнетающим теплоноситель в теплообменник котла. На выходе из котла перед гидрострелкой установка прибора будет малоэффективной. Он, конечно, будет работать, но учитывая то что гидрострелка, стоящая дальше будет регулировать скорость потока в сепараторе будет ощущаться изменение потока. Этот фактор и будет негативно влиять на работу прибора.
Если прибор будет установлен после гидрострелки, когда скорость потока будет постоянной, а колебания будут минимальными, в корпус сепаратора будет поступать именно тот поток, который необходим для его работы. Корпус прибора устанавливается строго вертикально, это необходимо для сбора газов во внутренней камере перед газовым клапаном. Неправильная ориентация прибора чаще всего приводит к обратному эффекту – система завоздушивается еще больше.
Кроме того нужно сказать о том, что сепаратор деаэратор с функцией очистки от шлама по своей конструкции отличается от фильтра для очистки от шлама. Фильтр, очищающий жидкость от мелких частиц шлама, устанавливают в другом месте – на трубопроводе подачи охлажденного теплоносителя. Конструкция этого фильтра работает на других принципах, поэтому и устанавливается не после, а перед отопительным котлом.
Проблемы с механикой клапанов огнезащиты и противодымной вентиляции.
Для правильной работы системы автоматизации привод клапана должен корректно выдавать своими концевыми переключателями хода сигналы «Закрыт» или «Открыт».
Но не тут то было. Часто одно из положений клапан не выдает. То уплотнитель не дает приводу дойти до крайнего положения, то привод был надет не в момент крайнего положения заслонки — и концевики выдают что попало.
А бывают случаи, когда конструкция клапана вообще не дает приводу совершать полный ход от и до перещелкивания концевиков. Приводу нужно 90 градусов, а заслонка клапана имеет ход 70 градусов.
Все эти проблемы, конечно, решаются — либо настройкой механической части клапана, либо вынужденным отслеживанием состояния по одному, работающему концевику. Второе состояние клапана вычисляется, как инверсия, отслеживаемого корректно состояния.
Устройство сепаратора: почему в систему попадает воздух
Наличие воздуха в теплоносителе, что открытой, что закрытой системы отопления несет в себе большие проблемы для всего оборудования. От этого страдают и отопительный котел, и трубопроводы и радиаторы отопления. Мелкие пузыри наносят большой вред и крыльчатке насоса и запорной арматуре, независимо из какого материала они были сделаны.
И если воздух, попавший внутрь контура, не будет своевременно выведен наружу, он в итоге приводит к снижению эффективности работы оборудования, повышению расхода энергоресурсов, преждевременному износу и поломке оборудования.
Основных путей проникновения воздуха в контур системы отопления несколько:
- Он проникает вместе с водой, которую доливают в системы перед началом отопительного сезона;
- После слива теплоносителя, когда в системе проводится техническое обслуживание или ремонт оборудования;
- В результате химической реакции, когда вода проходит постоянные циклы нагрева-охлаждения;
- Когда некоторые элементы системы теряю герметичность и через микротрещины, порывы или неплотности воздух просто «засасывается» внутрь при выравнивании давления внутри и снаружи контура;
- Когда неправильно отрегулированы клапаны воздухоотводчиков;
Как видно существует масса вариантов и способов попадания воздуха внутрь системы. Именно поэтому, чтобы минимизировать возможный ущерб от скопления газов в батареях, трубах и теплообменнике необходима установка в систему такого устройства, как сепаратор.
Сепаратор воздуха и шлама: очистка и защита системы отопления
Чтобы отопительная система функционировала без удручающих сбоев, воздуха в ней быть не должно. Внушительное количество кислорода в теплоносителе может «породить» такие явления, как шумные насосы, батареи, которые не нагреваются. Не меньшим бедствием является и коррозия – процесс разрушения металлов, из которых созданы трубы, клапаны. Для защиты системы от разрушительных процессов применяется специальное устройство – сепаратор. Его задача – собрать кислород, «гуляющий» в воде, затем убрать его из теплоносителя.
Отрицательное влияние воздуха на работу системы отопления
Неискушённому человеку трудно поверить, что обычный воздух может становиться колоссальной проблемой. Но приходится признать: на состояние отопительной системы кислород действует, как медленный яд на живое существо.Приведём лишь некоторые примеры ухудшения работы системы по вине воздуха:
- Мелкие пузырьки воздуха, прилипающие к стенкам радиатора, не позволяют ему отдавать тепло. Эффективность отопительного «организма» резко снижается.
- Насос, подающий воду, быстрее изнашивается.
- Кислород, попадающий в трубы, фильтры, клапаны и потребители, разрушает металл.
- Ржавчина, которая появилась в результате коррозии, «блуждает» вместе с массами воды. Скапливаясь, она становится шламом (грязью) и может привести к неисправности системы.
Методы борьбы с воздухом в трубах
До недавнего времени с присутствием газа в трубах специалисты боролись такими способами:
- следили, чтобы система постоянно находилась под небольшим давлением (эта хитрость защищает от подсасывания кислорода);
- использовали специальные трубы, через стенки которых воздух проникнуть не может;
- в тех участках, где кислороду легче всего скапливаться, устанавливали отводчики воздуха.
Опыт показал, что воздухоотводчик наиболее эффективно справляется с задачей ликвидации кислорода лишь тогда, когда он работает в паре с сепаратором.
Способы проникновения кислорода в систему
Многие люди, расстроенные слабым отоплением в жилище и частым скоплением кислорода в радиаторе, спешат обвинить в этих неприятностях специалистов, которые проектируют и устанавливают отопительное оборудование. Неопытному человеку проще сделать вывод, что элементы системы отопления не слишком качественны, негерметичны, чем разобраться в истинных причинах появления газа в трубах.
Назовём основные способы попадания воздуха в систему:
- Кислород оказывается в трубах в виде микроскопических пузырьков, находящихся в толще воды. Когда вода становится горячей, воздух «убегает» из неё, превратившись в свободный газ. И чем больше нагревается жидкость, тем большее количество газа из неё выйдет.
- Воздух проникает через соединительные элементы (прокладки, воздухоотводчики).
- После ремонтных работ кислород может буквально «ворваться» в систему отопления.
Если говорить откровенно, полностью защитить отопительное оборудование от попадания кислорода нереально. Даже длительный простой системы приводит к тому, что воздуха в ней оказывается слишком много, и его приходится спускать.
Чтобы надёжно защитить трубы, фильтры и другие составляющие отопительной системы, необходим воздушный разделитель (сепаратор). Использование этого компактного приспособления помогает решить проблему «воздушного нашествия». А значит, вы избавитесь от шлама, который появляется из-за активности кислорода.
Отводчик воздуха и сепаратор – не одно и то же
Часто приходится слышать вопросы, чем отличается воздушный разделитель от воздухоотводчика. На первый взгляд, эти два приспособления выполняют одну задачу – удаляют из отопительных систем кислород. Но отводчик воздуха убирает газы из системы постепенно, по мере их скопления.
Сепаратор действует более решительно. Он быстро разделяет газы, растворённые в воде, и выводит их из системы отопления.
Если вы желаете, чтобы все элементы отопительной системы работали бесперебойно, стоит установить разделитель воздуха
Важно подобрать компактное приспособление, которое бы справлялось с обязанностями выведения кислорода из теплоносителя. В последние несколько лет огромной популярностью пользуются сепараторы flamcovent
Эффективность этих приспособлений огромна, ведь в основе их работы лежит принцип слияния. Суть метода: крошечные пузырьки воздуха, соприкасаясь с поверхностью устройства, прилипают к ней. За короткий промежуток времени пузырьки объединяются в большие «облака». Потом они отрываются от сепаратора и всплывают.
Сепараторы для дегазации и удаления шлама
Рис.1 Сепаратор
Появившиеся в последние годы в РФ сепараторы начали производиться в Европе более 30 лет назад и стали стандартным элементом для дегазации и удаления шлама из систем отопления и водоснабжения. Кроме удаления пробок, сепараторы извлекают микропузырьки и частицы шлама из потока воды и объединяют в себе функции воздухоотводчиков, фильтров и деаэраторов. Сепараторы не требуют расходных материалов, энергии и сервисного обслуживания, работают несколько десятков лет, имеют простую и надежную конструкцию без движущихся частей.
Универсальный сепаратор представляет собой металлический цилиндр с воздухоотводчиком наверху, вентилем для сброса шлама внизу и неподвижным механическим сепарирующим элементом внутри (Рис.1). Элемент внутри сепаратора обеспечивает быструю транспортировку микропузырьков наверх и осаждение нерастворимых частиц внизу при прохождении потока воды через сепаратор. Автоматический поплавковый воздухоотводчик сепаратора выводит накапливающийся наверху воздух, а периодическое удаление шлама осуществляется вручную с помощью шарового вентиля внизу сепаратора. В обоих случаях система не разгерметизируется. При начальном заполнении системы водой большие воздушные пузыри быстро удаляются с помощью специального вентиля в корпусе воздухоотводчика. Сепараторы устанавливаются вертикально.
Сепараторы разных фирм, как правило, отличаются разным типом сепарирующих элементов. В сепараторах Пневматекс (Швейцария) в качестве такого элемента используются лепестковая спираль (спирали) с профилированной поверхностью из нержавеющей стали, установленная вертикально вдоль оси сепаратора ( Рис.1). Разными могут быть и механизмы извлечения газов и твердых частиц. Как правило, при этом используется гравитационный механизм осаждения частиц и возгонки пузырьков. Для усиления эффекта снижается скорость потока внутри сепаратора (увеличение поперечного сечения), производится ламинаризация потока. В некоторых моделях используется центробежный эффект при раскручивании потока внутри сепаратора. При использовании рабочих элементов с большой площадью включается механизм сорбции микропузырьков на поверхности с дальнейшим их слиянием в более крупные пузырьки и всплытием.
Диапазон применения сепараторов достаточно широк.
Например, промышленные сепараторы Пневматекс (типоразмеры DN 50 – 600 mm) способны обрабатывать потоки в диапазоне 5 – 2000 м 3 /ч. Корпуса промышленных сепараторов изготовляются из стали.
Латунные сепараторы для небольших объектов (типоразмеры DU 20 – 40 mm) обрабатывают потоки до 5 м 3 /ч. Все сепараторы из латуни собираются из базовых элементов и легко трансформируются.
Зачем нужен сепаратор воздуха
Прибор, который может справиться с проблемой воздушных пробок и других загрязнений. Называется сепаратором воздуха. Если не пользоваться этим устройством, воздух и воздушные пробки, находящиеся в системе отопления, могут спровоцировать множество проблем в слаженной работе всех элементов системы. В первую очередь начинается снижение теплоотдачи приборов.
Если сепаратор не работает или работает неправильно, внутренняя поверхность радиаторов, котлов и труб становится уязвимой от воздействия коррозии. Сепаратор способен полностью удалить кислород из системы, тем самым развоздушив ее. Одним из недостатков сепаратора можно назвать создание сопротивления потоку теплоносителя, что непосредственно оказывает негативное влияние на гидравлику системы отопления.
Как ухудшается работа отопительной системы без сепаратора:
- Мелкие пузырьки прилипают к стенкам радиатор, которые перестает отдавать тепло. Эффективность обогрева сводится к минимуму.
- Насос, который подает воду, изнашивается, работает неэффективно или вовсе прекращает свою работу.
- Попадание кислорода в клапаны, трубы и фильтры приводит к разрушению металла.
- Последствие коррозии – появление ржавчины, которая перемещается вместе с водными массами. Скопления ржавчины образуют шлам, который делает систему отопления неисправной.
Совсем недавно борьба с присутствием газа в системе происходила так: систему всегда держали под некоторым давлением, что позволяло защитить от подсасывания кислорода. Чтобы предотвратить проникновение воздуха, использовали специальные трубы. В местах, где происходило наибольшее скопление кислорода, производили установку воздушных отводчиков.
Сепараторы для дегазации и удаления шлама
Рис.1 Сепаратор
Появившиеся в последние годы в РФ сепараторы начали производиться в Европе более 30 лет назад и стали стандартным элементом для дегазации и удаления шлама из систем отопления и водоснабжения. Кроме удаления пробок, сепараторы извлекают микропузырьки и частицы шлама из потока воды и объединяют в себе функции воздухоотводчиков, фильтров и деаэраторов. Сепараторы не требуют расходных материалов, энергии и сервисного обслуживания, работают несколько десятков лет, имеют простую и надежную конструкцию без движущихся частей.
Универсальный сепаратор представляет собой металлический цилиндр с воздухоотводчиком наверху, вентилем для сброса шлама внизу и неподвижным механическим сепарирующим элементом внутри (Рис.1). Элемент внутри сепаратора обеспечивает быструю транспортировку микропузырьков наверх и осаждение нерастворимых частиц внизу при прохождении потока воды через сепаратор. Автоматический поплавковый воздухоотводчик сепаратора выводит накапливающийся наверху воздух, а периодическое удаление шлама осуществляется вручную с помощью шарового вентиля внизу сепаратора. В обоих случаях система не разгерметизируется. При начальном заполнении системы водой большие воздушные пузыри быстро удаляются с помощью специального вентиля в корпусе воздухоотводчика. Сепараторы устанавливаются вертикально.
Сепараторы разных фирм, как правило, отличаются разным типом сепарирующих элементов. В сепараторах Пневматекс (Швейцария) в качестве такого элемента используются лепестковая спираль (спирали) с профилированной поверхностью из нержавеющей стали, установленная вертикально вдоль оси сепаратора ( Рис.1). Разными могут быть и механизмы извлечения газов и твердых частиц. Как правило, при этом используется гравитационный механизм осаждения частиц и возгонки пузырьков. Для усиления эффекта снижается скорость потока внутри сепаратора (увеличение поперечного сечения), производится ламинаризация потока. В некоторых моделях используется центробежный эффект при раскручивании потока внутри сепаратора. При использовании рабочих элементов с большой площадью включается механизм сорбции микропузырьков на поверхности с дальнейшим их слиянием в более крупные пузырьки и всплытием.
Диапазон применения сепараторов достаточно широк.
Например, промышленные сепараторы Пневматекс (типоразмеры DN 50 – 600 mm) способны обрабатывать потоки в диапазоне 5 – 2000 м3/ч. Корпуса промышленных сепараторов изготовляются из стали.
Латунные сепараторы для небольших объектов (типоразмеры DU 20 – 40 mm) обрабатывают потоки до 5 м3/ч. Все сепараторы из латуни собираются из базовых элементов и легко трансформируются.
