Сепаратор для отвода воздуха из системы отопления
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Сепаратор для отвода воздуха из системы отопления

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:

  1. Мелкие пузырьки воздуха, прилипающие к стенкам радиатора, не позволяют ему отдавать тепло. Эффективность отопительного «организма» резко снижается.
  2. Насос, подающий воду, быстрее изнашивается.
  3. Кислород, попадающий в трубы, фильтры, клапаны и потребители, разрушает металл.
  4. Ржавчина, которая появилась в результате коррозии, «блуждает» вместе с массами воды. Скапливаясь, она становится шламом (грязью) и может привести к неисправности системы.

[advice]Стоит отметить: антикоррозионной защиты у насосов, баков и других элементов системы нет. Всё-таки, на присутствие газов в отопительной системе создатели этих конструкций не рассчитывают. Если бы пришлось защищать от разрушительных процессов всю систему, она бы резко подорожала.[/advice]

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.

[warning]Обратите внимание: качество расширительных баков также влияет на степень проникновения кислорода в систему.[/warning]

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:

  1. 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.
  2. Воздух проникает через соединительные элементы (прокладки, воздухоотводчики).
  3. 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.

Важное значение Pall колец

Если вы задумались о приобретении сепаратора воздуха, вам наверняка станет любопытно, за счёт чего разделители flamcovent так быстро и качественно «выуживают» из потока даже крошечные пузырьки воздуха.

В корпусе этих устройств находятся специальные приспособления – pall кольца. Вода соприкасается с поверхностью этих колец, а они притягивают к себе маленькие и более крупные воздушные пузырьки, находящиеся в ней. Чтобы уровень воды в разделителе был постоянным, а ликвидации воздуха ничто не мешало, в верхней части устройства установлен поплавковый воздушный клапан.

Изготавливаются воздушные разделители flamcovent в двух вариантах:

  1. Устройство с латунным корпусом и резьбовым креплением.
  2. Сепаратор воздуха со стальным корпусом, покрытым эмалью. Тип крепления – сварной или фланцевый.

Преимущества разделителей воздуха Flamcovent

Разумеется, сепараторы воздуха flamcovent не случайно стали наиболее востребованными.

Потребителей привлекают в этих устройствах следующие преимущества:

  • сепаратор не покрывается ржавчиной;
  • работа устройства благотворно влияет на качество воды;
  • для очищения разделителя воздуха не обязательна остановка всей системы;
  • устанавливать такое приспособление достаточно просто.

[advice]Полезно знать: сепаратор flamcovent clean может удалять из системы не только воздух, но и шлам.[/advice]

Это устройство «вытягивает» из воды механические включения. Удлинённая камера в нижней части корпуса, а также – специальная сетка способствуют осаждению твёрдых частиц. Важно сказать, что в отстойной камере нет pall колец. Благодаря этому нюансу, частицы грязи из разделителя воздуха выводятся без проблем.

Смотрите видео, в котором наглядно показан принцип работы сепаратора воздуха и шлама Flamcovent:

Воздушные сепараторы для домашнего отопления, удаление воздуха и шлама

Сепаратор поможет освободится системе отопления от воздуха, а также от шлама, сделает ее работу более стабильной. Пузырьки воздуха в теплоносителе мешают работе насоса, создают шум, могут образовывать воздушные пробки и полностью нарушить работу отопления. Мельчайшие частицы шлама, менее 0,5 мм, которые не улавливаются фильтром-грязевиком, также пользы не прибавляют. Удалить одно и второе поможет сепаратор.

Как поступает воздух в отопление, откуда берется

Воздух всегда присутствует в теплоносителе в растворенном состоянии. Мало того, кислород постоянно проникает в теплоноситель сквозь стенки труб и другого оборудования. Если через металл ему пройти трудно, то через пластики, без специального покрытия кислородного барьера, — легко. Даже обезводушенная система может хорошо подпитываться именно кислородом, который создает коррозийные процессы всего и вся, а не только газовые пробки.

Есть и второстепенные причины появления большого количества воздуха внутри системы отопления.

  • Подпорченный расширительный бак с успехом может снабжать теплоноситель воздухом.
  • При заполнении, подпитках системы теплоносителем насос или снабжающая система могут привнести часть воздуха вместо жидкости.
  • При первоначальной заливке систем, в силу ее конструктивных особенностей, образовываются значительные воздушные мешки, которые постепенно разносятся по системе.

Сепаратор на трубопроводе центрального отопления

Каким образом удаляется воздух из системы отопления

Растворенный воздух собирается в пузырьки, в основном при нагреве в котле. В самых верхних частях системы отопления пузырьки собираются вместе, образуя воздушные пробки. Поэтому характерные высшие точки трубопровода, а также свободные от подключений верхние торцы радиаторов, снабжаются ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского. Они периодически открываются вручную и скопившийся воздух удаляется из системы.

Кроме того, на выходе из котла, в верхней точке устанавливается автоматический воздухоотводчик, в котором постоянно отлавливается лишний воздух в крупных пузырьках. Автоматизированные котлы постоянно-действующим воздухоотводчиком снабжает производитель. Твердотопливные обычно снабжаются группой безопасности с таким прибором устанавливаемой на выходе из котла (подача), без каких либо разъединяющих устройств между ней и подачей.

Деаэратор и дешламатор в обвязке автоматизированного котла

Что делает сепаратор

Вывод пузырьков воздуха через автоматический воздухоотводчик будет эффективней, если его установить в специальное устройство – сеппаратор. Даже вертикально- установленная трубка большого диаметра наподобие гидрострелки, буферной емкости, в которой поток замедляется и движется на подаче сверху вниз хорошо умеет отлавливать пузырьки, которые скопятся вверху, вытеснив теплоноситель.

Читать еще:  Автомобильный антифриз в систему отопления дома

Но современные фирменные сепараторы работают несколько по иному принципу. В них специально создаются множественные мини-завихрения в потоке жидкости, где мелкие пузырьки могут сформироваться а затем объединиться в крупный, который поднимается к воздухоотоводчику. Для этого в обычных сепараторах на пути движения теплоносителя устанавливаются множественные барьеры особой форы –решетки, сетки, на которых «налипают» пузырьки…

Конструкции сепараторов

Сепаратор воздуха и шлама – трубка большого диаметра, установленная вертикально, внизу которой расположен сливной краник для шлама, а вверху автоматический воздухоотводчик. Одна из простых конструкций сепараторов, с замедлением движения струи и перепадами давлений внутри показана на рисунке.

Различные производители сепараторов для отопления предлагают свои ноу-хау, для лучшего формирования и удаления пузырьков воздуха. На сегодняшний день, можно привести такие примеры конструкций.

  • На основе PALL-колец, которые в больших количествах (от 100 шт.) наполняют корпус прибора. Но поток должен быть медленным ламинарным со скоростью до 1,5 м/с. Такие приборы предлагает голландский производитель Flamcovent. Пузырьки прилипают к поверхности и затем постепенно скапливаются вверху прибора.

  • Подобный принцип удаления воздуха в сепараторе, но с использованием особой сетки внутри корпуса предлагает производитель из Германии Reflex Exair. Особенность конструкции – отдельный воздушный отсек, что предотвращает подтекание и нестабильность работы поплавковой-игольчатой системы воздухоотводчика.

  • Производитель SpiroVent предлагает свою сетку для отделения воздуха с изменением направления потока, — создана вертикальная пробежка теплоносителя.

Деаэраторы и дешламаторы в отоплении

Чаще проектами предусматривается удаление шлама и воздуха из отопления отдельно установленными устройствами. Пример, как устанавливаются деаэраторы и дешламаторы в системе можно посмотреть на фото.

При этом удаление шлама производится в месте его максимальной концентрации – на обратке перед котлом (перед циркуляционным насосом) — работа в тандеме с фильтром грубой очистки. Деаэратор (сепаратор воздуха для отопления) всегда находится на своем месте – на подаче, ближе к выходу котла, после байпаса если такой имеется.

Какой сепаратор выбрать

Часто мнение пользователей по поводу комплектования системы отопления частного дома сводится к тому, что цена/полезность на сегодняшний день не в пользу выбора фирменных сепараторов – эффективных деаэраторов. Ведь и без этих устройств, нормально-созданная система отопления остается в принципе работоспособной…., по мнению жильцов.

Поэтому нередко сложные устройства, при необходимости дополнительного обезвоздушивания системы, заменяют копеечными баком-трубкой, с замедлением и вертикализациецй потока, снабженной сверху в заужении стандартным автоматическим воздухоотводчиком….

Эффективность применения сепараторов для удаления воздуха и шлама из систем отопления, монтаж оборудования

Недостаточная герметичность отопительной системы, естественная диффузия, коррозия стальных и чугунных элементов – причина попадания в теплоноситель воздуха и твердых частиц.

Это приводит к снижению срока службы радиаторов, труб, теплообменников, насосов, других элементов и уменьшению эффективности системы. Проблема актуальна как для крупных централизованных, так и для автономных систем отопления. Воздух и шлам в теплоносителе:

  • Снижают теплопередачу.
  • Вызывают химическое и механическое разрушение элементов системы отопления.
  • Приводят к образованию пробок.

Установка воздухоотводчиков, сливных кранов, грязевиков, удаление воздуха и взвесей из теплоносителя перед заливкой в систему недостаточно эффективна.

Слив теплоносителя из кранов убирает полости и пробки, воздухоотводчики не удаляют микропузырьки. Грязевики не осуществляют тонкую очистку, основанная масса взвесей остается в теплоносителе.

Конструкция сепараторов воздуха

Для удаления воздуха и микрочастиц из систем отопления применяют сепараторы воздуха. Оборудование эффективно удаляет воздух и другие растворенные газы, обеспечивает оседание микрочастиц.

Устройства не содержат движущихся узлов, не требуют регулярной замены расходных элементов, подключения к электросети. Срок службы оборудования составляет несколько десятков лет. Различают:

  • Сепараторы шлама.
  • Сепараторы воздуха.
  • Комбинированные устройства.

Оборудование представляет собой полый корпус с сепарирующим элементом внутри. Принцип действия устройства обычно основан на замедлении потока. При этом взвеси осаждаются под действием гравитации, из микропузырьков формируются более крупные и поднимаются вверх. Газы удаляются через автоматический клапан, расположенный вверху устройства. Шлам смывается открытием вентиля, размещенного внизу.

Сепараторы устанавливают в небольших автономных и централизованных системах отопления. Производительность устройств от 5 м 3 до 2 тысяч м 3 в час.

Сепараторы шлама

Устройства представляют собой цилиндр с двумя патрубками. При прохождении теплоносителя через сепаратор, поток замедляется. В камере возникают завихрения, способствующие осаждению частиц на дне. Удаление шлама осуществляется периодическим открытием вентиля. В отличие от грязевиков и сетчатых фильтров, устройства не забиваются. Все взвеси скапливаются внизу камеры и препятствуют свободному току теплоносителя.

Сепараторы воздуха

Оборудование также представляет собой полый корпус с патрубками. При движении теплоносителя, сепарирующий элемент раскручивает поток. Микропузырьки слипаются в более крупные и поднимаются в верхнюю часть устройства, где расположен клапан. Удаление осуществляется автоматически: как только давление газа превысит заданное значение, клапан открывается и стравливает воздух.

Комбинированные сепараторы и устройства с магнитной ловушкой

Такие устройства предназначены для фильтрации и дегазации теплоносителя. Уменьшение скорости потока и завихрения осаждают взвешенные микрочастицы и выделяют воздух из теплоносителя.

Для увеличения степени очистки производители вводят в конструкцию магнитный стержень. Элемент изолирован от теплоносителя, его устанавливают в гильзу из немагнитного материала. Магнит притягивает металлическую пыль и обеспечивает более эффективную фильтрацию. Перед сливом стержень вытаскивают, магнитные частицы падают на дно и смываются вместе с остальными взвесями. Шлам с магнитными свойствами негативно влияет на насосы и котлы, установка сепараторов с ловушками таких частиц значительно удлиняет срок службы отопительной системы.

Монтаж сепараторов

Оборудование устанавливают перед котлом или циркуляционным насосом. Устройства для удаления газов ставят на прямой линии, ведущей от котла к потребителям или к теплообменному оборудованию.

Устройства для фильтрации от шлама монтируют на обратной линии от радиаторов, перед котлом.

Комбинированные сепараторы размещают перед котлом или насосом, за смесительным клапаном.

Подключение осуществляется стандартными фланцами или резьбовым соединением. Место подключения нельзя использовать для заполнения системы.

Как выбрать сепаратор

Сепараторы выбирают при проектировании или модернизации отопления. Устройства выбирают по:

  • назначению и принципу действия.
  • производительности.
  • диаметру фланцев или патрубков.

При выборе также учитывают максимальную температуру теплоносителя и скорость потока, принимают во внимание другие условия.

Подробную инструкцию по выбору и монтажу смотрите тут:

Заключение

Устройства удаляют магнитные и немагнитные шламы, все виды растворенных газов. Эффективность такого оборудования заметна в циркуляционных и подпиточных системах отопления. Сепараторы значительно продлевают срок службы котельных агрегатов, труб, радиаторов. Оборудование:

  • Препятствует образованию воздушных пробок.
  • Удлиняет межремонтные промежутки.
  • Значительно снижает расходы на содержание системы отопления.
  • Обладает незначительным гидросопротивлением.
  • Может устанавливаться на любом трубопроводе.

Установка сепараторов воздуха и шлама не влияет на параметры отопительной системы. Устройства обладают незначительным гидравлическим сопротивлением и не требуют увеличения мощности циркуляционного насоса, масштабной реконструкции.

Модернизация отопления устройствами для дегазации и фильтрации дает хороший экономический и технический эффект.

Применение сепараторов для эффективной очистки теплоносителя

Федоров Сергей Анатольевич, директор ООО «Терма-СЕТ»

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.

Читать еще:  Стрелка для котла отопления

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.

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.

Сепараторы с магнитными ловушками

Сепараторы Пневматекс с магнитными ловушками (DN 20 – DN 400 мм) улавливают нерастворимые примеси железа в воде намного эффективней, чем обычные сепараторы. Стержень (стержни) с мощным магнитом вставляется снизу снаружи в гильзу сепаратора и вынимается перед операцией вымывания шлама без нарушения герметичности системы. Магнитный стержень отделен стенками гильзы от воды и не требует очистки или защиты от коррозии. Гильза сделана из немагнитного материала, поэтому магнитные частицы быстро оседают вниз и затем шлам смывается через вентиль. Для эффективного вымывания вентиль смещен от центра (создание вихревого эффекта). Сепараторы с магнитными ловушками содержат также обычные сепарирующие элементы и обладают всеми свойствами дегазации и удаления немагнитных частиц, как и у обычных моделей сепараторов.

Эффективность применения и монтаж сепараторов

Для оптимальной работы сепараторов в качестве устройств дегазации необходимо учитывать, что сепараторы, обладая функциями воздухоотводчиков, улавливают также микропузырьки и механические частицы непосредственно из потока и удаляют их из системы. Скорость дегазации сепараторов на порядки превышает соответствующие характеристики воздухоотводчиков (Рис.2). Поскольку при достаточной скорости циркуляции поток воды может захватывать воздух из пробок и переносить его в виде микропузырьков по всей системе, установка в оптимальном месте даже одного сепаратора может обеспечить быструю дегазацию системы.

Рис.2 Зависимость содержания газа в воде от времени при работе воздухоотводчиков в разных точках системы и сепаратора (воздухоотводчики: 1 – на восходящем вертикальном потоке, 2 – на нисходящем, 3 – на горизонтали, 4 – сепаратор)

Эффект глубокой очистки от шлама и дегазации системы с помощью сепараторов достигается за счет неоднократного прохождения жидкости через сепаратор при циркуляции. Таким образом, сепараторы используются только в циркуляционных схемах. Их гидравлическое сопротивление невелико и в процессе работы практически не меняется т.к. при переполнении грязью нижней части сепаратора частицы просто перестают оседать и уносятся потоком.

Глубина дегазации зависит от грамотного выбора места инсталляции сепараторов /4, 5/. Эффективность применения сепараторов для дегазации увеличивается при снижении давления и увеличении температуры в точках их размещения. Сепараторы для дегазации рекомендуется устанавливать после источников тепла в системах отопления либо в нагретом обратном потоке в системах охлаждения в наиболее высоких точках (Рис.3 сепаратор ZIO.S справа). Так как сепараторы удаляют воздух, находящийся в микропузырьковом состоянии, для дегазации системы их необходимо устанавливать только в тех зонах, где возможно образование микропузырьков. Таким образом, сепараторами полностью решается проблема завоздушивания и шумов, снижается скорость коррозии. Если скорость коррозии невелика, сепараторы могут удалять значительный объем кислорода.

Конечная концентрация газов в системе будет близка к величине равновесной концентрации газов в точке установки сепаратора при данных температуре и давлении. Нужно отметить, что из-за универсальных механизмов своей работы сепараторы удаляют все свободные газы, независимо от их химических свойств.

Сепараторы шлама обычно устанавливаются перед прибором, который надо защитить от грязи или в начале контура циркуляции (Рис.3, сепаратор ZIO слева от котла).

При достаточной скорости циркуляции, когда большая часть нерастворимых частиц переносится в потоке, можно добиться быстрой и практически полной очистки от шлама всей системы. Удаление шлама также снижает скорость коррозии, т.к. исключаются очаги ее образования.

Рис.3 Оптимальное расположение сепараторов в закрытой системе отопления

Читать еще:  Отопление и водоснабжение загородного дома

При использовании различных средств защиты от коррозии и образования отложений или в процессе работы системы старые слои могут отслаиваться, или образовываться новые частицы. В этом случае установка в циркуляционном контуре любых фильтров связана с риском быстрой и неожиданной блокировки циркуляционного потока, даже если используются дорогостоящие промывные фильтры с автоматическим контролем.

С помощью сепараторов можно добиться удаления шлама с размером частиц до 5 – 10 мкм. Скорость и глубина очистки растет с уменьшением скорости потока теплоносителя, увеличением размера частиц и их плотности. На Рис.4 представлены кривые степени очистки теплоносителя от твердых частиц (окислы железа) от количества циклов для двух скоростей потоков. Видно, что для очистки системы на 90 или более процентов достаточно 15-20 циклов (при скорости 1 м/c). При скорости потока 0,5 м/c скорость и глубина очистки существенно выше.

Рис. 4 Степень очистки от механических частиц сепаратором (скорость потока 1 м/c, 0,5 м/c) в зависимости от количества циклов прохождения потока через контур

На Рис.5 представлен сепаратор ZIO 300 S (DN 300) для защиты котельной 12 МВт от шлама (Томск). На Рис.6 представлен сепаратор ZIK 400 F (DN 400) установленный в ЦТП университета г. Абердин (Великобритания).

Рис.5 Сепаратор шлама ZIO 300 S

Рис.6 Комбинированный сепаратор ZIK 400 F

Таким образом, сепараторы на сегодняшний день являются наиболее простым и эффективным устройством, удаляющим газы и шлам из циркуляционных контуров без разгерметизации систем и риска блокировки циркуляционного потока.

Литература

1. Слепченок В.С. “Пути борьбы с кислородной внутренней коррозией”, Новости Теплоснабжения, №4 (апрель), 2005

2. Федоров С.А. “Пути попадания газов в системы отопления и некоторые особенности деаэрации”, СОК, №4, 2007

3. John Siegenthaler “Modern Hydronic Heating“, 1995, p.437

4. Федоров С.А. “Дегазация и удаление шлама – рецепт нормальной работы систем теплоснабжения”, Новости Теплоснабжения, №12, 2006

5. Федоров С.А. “Дегазация и удаление шлама с помощью сепараторов”, АВОК, №7, 2006

Сепараторы Flamco — надёжная защита системы отопления вашего дома

Система отопления является одним из важнейших компонентов инженерных коммуникаций любого дома, которые обеспечивают в нём тепло и комфорт. Проектирование, монтаж и обслуживание системы требует немалых финансовых затрат, поэтому так важно не только правильно подобрать оборудование, но и обеспечить его защиту для долгой и бесперебойной работы.

Рис. 1. Сепаратор воздуха Flamcovent

Рис. 4. Принцип работы сепаратора воздуха Flamcovent Clean Smart

Рис. 5. Корпус сепаратора Flamcovent Smart выполнен из высокопрочного композита

Рис. 6. Сепаратор воздуха Flamcovent Smart промышленной серии

Эффективность и надёжность системы отопления напрямую зависит от качества теплоносителя. Наибольшие проблемы при эксплуатации, как правило, связаны именно с содержащимися в нём примесями — воздухом и механическими частицами. Как следствие — кавитация, образование воздушных пробок, коррозия и появление отложений, которые могут быстро вывести из строя даже самые современные устройства. Также в воде, насыщенной воздухом, хуже передаётся тепловая энергия, да и насосам приходится работать в режиме максимальной производительности.

В системе отопления могут присутствовать самые разные компоненты, уязвимые перед коррозией. Это могут быть теплообменники, арматура, труба или радиаторы. Коррозия может вывести их из строя и спровоцировать аварию, которая повлечёт за собой остановку системы и замену испорченного оборудования. Также стоит отметить, что присутствие воздуха в теплоносителе приводит к возникновению кавитационных эффектов, что, в свою очередь, ведёт к быстрому износу циркуляционных насосов. Наконец, наличие воздуха в теплоносителе вызывает шумы, что зачастую создаёт дискомфортные условия при эксплуатации.

Помимо воздуха, в теплоносителе присутствуют также механические частицы грязи, которые образуются в ходе функционирования системы или попадают извне, они несут собой угрозу всем её составным частям и снижают эффективность работы.

Итак, для защиты инженерной системы от поломок и обеспечения максимально эффективной и безопасной работы необходимо предусмотреть удаление шлама и воздуха. Для этих целей в системе отопления используется дополнительное оборудование — сепараторы. Подобные устройства представлены в линейке голландского производителя Flamco, который выступает в качестве одного из производственных подразделений компании Meibes с начала 2015 года. В модельном ряду присутствуют сепараторы воздуха, шлама, а также комбинированные модели.

Принцип работы такого оборудования заключается в удалении воздуха и механических частиц путём многократного прохождения теплоносителя через сепарирующий элемент.

Сепараторы Flamco, предназначенные для использования в замкнутых системах отопления и охлаждения при максимальной температуре до 120°С и максимальном давлении 10 бар, представлены моделями Flamcovent. Конструкция сепаратора воздуха Flamcovent в стальном исполнении представляет собой вертикально расположенный стальной корпус с воздушной камерой наверху (рис. 1).

В этой модели используется уникальная технология, в сепараторах Flamcovent установлены проволочные корзины, заполненные металлическими кольцами особой формы — PALL-кольцами (рис. 2). Они выполняют функцию замедления потока и образования зон высокого и низкого давления в разных зонах колбы. Также кольца дают ещё и дополнительный эффект — соприкоснувшись с поверхностью кольца, микропузырьки воздуха прилипают и сливаются друг с другом. Это значительно упрощает процесс их удаления.

В промышленных моделях Flamcovent применяется также принцип двухзонного разделения потока, который обеспечивает высокую эффективность удаления примесей. Контейнер с кольцами разбивает жидкость на несколько потоков (рис. 3). Часть потока свободно обтекает контейнер, при этом скорость движения жидкости увеличивается, а внутри контейнера, наоборот, скорость потока падает. Таким образом, в корпусе сепаратора образуются зоны более низкого давления, где пузырьки могут эффективно отделиться от потока и всплыть, а шлам осесть вниз для последующего удаления через сливной кран.

Затраты на сепараторы воздуха полностью себя оправдывают, поскольку они несоизмеримы с расходами, которые могут возникнуть при аварии системы отопления

В линейке сепараторов Flamco появилась новая более совершенная разработка, эффективность работы которой ещё выше, чем у моделей с PALL-кольцами. Это сепараторы серии Flamcovent Clean Smart. Это комбинированный сепаратор, который объединяет в себе функции деаэрации и дешламации. Сепарация в них осуществляется с использованием сопла Вентури: при прохождении через узкое сопло давление жидкости на выходе в корпус сепаратора падает. В этих условиях растворённый в теплоносителе воздух выделяется в виде пузырьков и всплывает вверх, механические частицы опускаются, а очищенный теплоноситель возвращается обратно в систему. Эта технология позволяет увеличить эффективность удаления примесей на 60 % по сравнению с сепараторами на основе механических сепарирующих элементов. Стоит отметить, что данные модели Smart способны удалять микро-пузырьки малых размеров — от четырёх микрон, а также задерживают частицы ржавчины, окалины и другие металлические включения. Помимо этого, сепараторы Smart отличаются ещё одной особенностью — сама колба сепаратора расположена не на линии циркуляции теплоносителя, а сбоку, что позволяет минимизировать гидравлическое сопротивление в устройстве сепаратора (рис. 4). Также, в отличие от сетчатых фильтров, в которых некоторые частицы могут застревать в сетке и закупоривать часть ячеек, в сепараторах Flamco частицы шлама оседают вниз.

Сепараторы Flamcovent Smart размерностью от %* до 2″ выполнены из специального высокопрочного композитного материала, что позволило значительно снизить вес изделий. По своим характеристикам эта модель не уступает латунным сепараторам — ни по способности выдерживать высокое давление, ни по термостойкости (рис. 5).

Для обслуживания крупных тепловых узлов Flamco также производит промышленную серию сепараторов Smart большой производительности (рис. 6). Они подключаются при помощи фланцевых соединений или путём сварки с трубами напрямую. Диапазон вариантов подключения от DN50 до DN600, возможно и специальное исполнение под заказ.

Применение сепараторов в системе отопления обезопасит её от поломок, аварий и износа оборудования. Важность процесса деаэрации и дешламации неоспорима, именно поэтому инженеры Flamco используют в своих разработках самые совершенные и эффективные технологии. Затраты на этот класс продукта полностью себя оправдывают, так как они несоизмеримы с расходами, которые могут возникнуть при остановках системы отопления, при выходе из строя её отдельных компонентов, дальнейших дорогостоящих ремонтов или замен оборудования. Если в основу проекта закладывать эффективность и надёжность, то наличие в ней сепараторов воздуха и шлама становится просто необходимым.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector