Zapowietrzona instalacja grzewcza - jak poradzić sobie z tym problemem?

Skąd bierze się powietrze w instalacji grzewczej? Powietrze w instalacji grzewczej jest obecne już od początku jej pracy. Gromadzi się m.in. w rurach, grzejnikach, oraz innych częściach instalacji.

Mówiąc o powietrzu w instalacji grzewczej możemy wymienić dwa jego rodzaje. Pierwsze z nich zostaje usunięte podczas napełniania instalacji za pomocą urządzeń do tego przeznaczonych: odpowietrzniki automatyczne, ręczne. Drugim rodzajem jest powietrze rozpuszczone w wodzie, które wytrąca się w postaci mikropęcherzyków. Aby pozbyć się tego rodzaju powietrza z instalacji klasyczny odpowietrznik jest niewystarczający, konieczne jest zastosowanie separatora powietrza. Jeżeli jednak któreś z tych urządzeń zostanie źle zaprojektowane lub źle zamontowane to część powietrza może pozostać wewnątrz instalacji. Odpowietrzniki należy umieścić wszędzie tam gdzie może zgromadzić się powietrze, a więc:

• w górnej części pionów
• w górnych częściach elementów grzejnych
• w każdym miejscu na rurze gdzie może zatrzymać się powietrze

Separator powietrza należy zamontować na rurze zasilającej zaraz za źródłem ciepła, ponieważ tam mamy do czynienia z największą ilością mikropęcherzyków i tam separator będzie najbardziej wydajny.

Czy w przypadku jeśli prawidłowo zlokalizujemy i zamontujemy elementy odpowietrzające oraz napełnimy instalację czynnikiem grzewczym w odpowiedni sposób, problem występowania powietrza w systemie zostanie ostatecznie rozwiązany? Niestety nie. Powietrze może również przedostawać się do instalacji na późniejszym etapie użytkowania podczas jej normalnej pracy.

Przyczyny zapowietrzenia instalacji co

Otwarte układy centralnego ogrzewania zapowietrzają się przez otwarte naczynie wzbiorcze. Zamknięte układy mimo, że teoretycznie nie mają kontaktu z powietrzem atmosferycznym również zapowietrzają się podczas normalnej pracy. Oto najczęstsze sytuacje, w których powietrze dostaje się do układu zamkniętego co:

Praca w warunkach podciśnienia

Powietrze może dostać się do instalacji przez elementy odpowietrzające, uszczelki oraz złączki które pracują w warunkach podciśnienia. Sytuacja ta może wystąpić na przykład kiedy odpowietrznik jest zamontowany, po stronie ssącej pompy obiegowej, zbyt blisko.

Dyfuzja poprzez materiał rur

W instalacjach z rur polietylenowych powietrze może przenikać przez ścianki rur. Choć materiał ten dobrze zatrzymuje wodę, jego struktura nie jest na tyle gęsta, by całkowicie blokować powietrze. Dlatego przy montażu instalacji z polietylenu warto używać rur ze specjalną barierą antydyfuzyjną lub wielowarstwowych z wkładką aluminiową, które skutecznie zapobiegają przenikaniu powietrza.

Uwalnianie rozpuszczonego powietrza podczas podgrzewania wody

Powietrze rozpuszczone w wodzie, podczas jej podgrzewania, wytrąca się w postaci mikropęcherzyków, które następnie wędrują po instalacji. W instalacjach grzewczych i chłodniczych takie pęcherzyki powietrza powstają na przykład w kotłach i urządzeniach, gdzie występuje zjawisko kawitacji. Pęcherzyki gromadzą się w miejscach krytycznych instalacji i muszą zostać usunięte, ponieważ mogą zakłócać jej działanie. Część powietrza może jednak ponownie rozpuścić się w wodzie powracającej z instalacji.

Czym skutkuje zapowietrzona instalacja grzewcza?

Niedostateczna wymiana ciepła i ograniczony przepływ

Przewodność cieplna powietrza jest niższa niż wody. Gromadzenie się powietrza w grzejnikach oraz wymiennikach prowadzi do obniżenia ich sprawności w wymianie ciepła. Obniżona efektywność tych elementów może skutkować wysokimi kosztami eksploatacji oraz odczuwalnie niższym poziomem komfortu. Gromadzące się w pewnych punktach instalacji pęcherzyki powietrza mogą skutkować również ograniczeniem przepływu czynnika grzewczego lub nawet prowadzić do całkowitego braku przepływu. Takie zjawisko jest szczególnie niebezpieczne w przypadku instalacji płaszczyznowych.

Hałas w rurach

Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja centralnego ogrzewania działa w sposób bezgłośny. Użytkownik nie powinien w zasadzie słyszeć przepływu czynnika przez przewody oraz elementy grzewcze. Jednak sytuacja może się zmienić w przypadku nieprawidłowo odpowietrzonego układu, lub gdy woda niesie ze sobą mikropęcherzyki powietrza. Grzejniki, które są częściowo wypełnione powietrzem, mogą działać jak akustyczne komory wzmacniające dźwięk. Hałas mogą także generować elementy takie jak zawory termostatyczne, w których może występować zjawisko kawitacji.

Korozja

Powietrze, które dostaje się do instalacji grzewczej, zawiera około 23% tlenu. Tlen wchodzi w reakcję z metalami, takimi jak stal i żeliwo, prowadząc do korozji. Jeśli instalacja nie jest dobrze odpowietrzona lub powietrze nadal dostaje się do wody grzewczej, korozja może postępować coraz bardziej agresywnie. W skrajnych przypadkach może doprowadzić to do wycieków. Korozja może także powodować powstawanie tlenku żelaza, który trafia do wody i gromadzi się w elementach instalacji, takich jak pompy czy wymienniki ciepła. Tlenek żelaza, zwany magnetytem, tworzy ciemnoszary osad, który pogarsza działanie systemu. Jeśli powietrze w instalacji utrzymuje się przez dłuższy czas, może przekształcić się w hematyt, który powoduje korozję wżerową. W ten sposób powietrze w systemie staje się poważnym problemem, prowadząc do zanieczyszczeń w instalacji.

Zapobieganie zapowietrzaniu instalacji co

Jakie elementy należy zastosować w instalacji grzewczej, aby zapewnić ciągłe usuwanie powietrza?

• Podstawowym wyposażeniem instalacji centralnego ogrzewania są pływakowe odpowietrzniki automatyczne. Powinny być one montowane na pionach oraz w miejscach, gdzie istnieje ryzyko gromadzenia się powietrza.
• Odpowietrzniki grzejnikowe występują w wersji ręcznej lub automatycznej. Wersja automatyczna może być wyposażona w pływak lub dyski higroskopijne. W przypadku wersji ręcznej, aby usunąć powietrze, należy odkręcić pokrętło odpowietrznika i pozostawić je w pozycji otwartej do momentu pojawienia się wody. Zasadę działania automatycznych odpowietrzników opisywaliśmy w naszym ostatnim artykule: Zawory odpowietrzające do grzejników.
• Separatory powietrza. Separatory powietrza montowane są na przewodzie zasilającym instalację, a ich działanie opiera się na wykorzystaniu kilku zjawisk fizycznych. Woda trafia do komory separatora gdzie następuje spowolnienie prędkości przepływu. W tym momencie mikropęcherzyki zawarte w wodzie trafiają na element separatora, który wywołuje ruch wirowy wody w instalacji, co ułatwia ich uwalnianie. Pęcherzyki powietrza łączą się ze sobą, zwiększając swoją objętość do momentu, gdy siła wyporu hydrostatycznego przewyższa siłę adhezji. Wówczas pęcherzyki unoszą się ku górze urządzenia, gdzie są gromadzone, a następnie uwalniane przez automatyczny zawór odpowietrzający.

Na co zwrócić uwagę podczas wyboru separatora powietrza?

Podczas wyboru separatora powietrza warto kierować się kilkoma istotnymi kryteriami:

• Efektywność usuwania powietrza - urządzenia wysokiej jakości charakteryzują się określoną efektywnością. Separator powietrza jest w stanie usunąć prawie całe powietrze z instalacji po około 25 cyklach pracy.
• Maksymalny zalecany przepływ - wysokiej jakości urządzenia posiadają szczegółowe informacje o zalecanym przepływie dla każdej średnicy separatora, przy określonej maksymalnej prędkości przepływu wody. Informacje są dostępne w dokumentacji technicznej.
• Sposób montażu – Przed zakupem należy sprawdzić, czy separator jest przeznaczony do montażu na odcinku poziomym, pionowym czy obu typach instalacji.
• Konstrukcja wewnętrzna zaworu – Odpowiednio zaprojektowana konstrukcja wpływa na skuteczność działania urządzenia.
• Łatwość konserwacji – budowa separatora powietrza powinna umożliwić dostęp do wewnętrznych elementów bez konieczności demontażu go z instalacji.

Powietrze w instalacjach centralnego ogrzewania może stanowić poważny problem, wpływając zarówno na żywotność zastosowanych komponentów, jak i na sprawność całego układu. Dzięki zastosowaniu automatycznych zaworów odpowietrzających, odpowietrzników grzejnikowych oraz separatorów powietrza możemy skutecznie zabezpieczyć instalacje przed zagrożeniami wymienionymi w tym artykule.