Общие принципы

Присутствующий в замкнутой системе воздух вызывает следующие нежелательные последствия:

• раздражающие шумы;
• пониженная эффективность работы элементов системы (пониженная теплоотдача);
• ускоренная внутренняя коррозия элементов системы (насос, котел, радиаторы и т. д.) и, как следствие, существенное уменьшение срока службы;
• повреждение циркуляционного насоса, например, износ подшипников, а также кавитационный износ лопастей насоса;
• пониженная эффективность работы насоса.

Сепараторы - важнейший элемент в отопительных системах, предназначенный для предотвращения образования в них воздушных пробок, благодаря оперативному автоматическому удалению воздушных скоплений.

Основные пути проникновения воздуха в систему

Чтобы избежать проблем, вызванных присутствием воздуха, необходимо проанализировать пути его проникновения в систему.

Воздух, находящийся в системе отопления и охлаждения, состоит из:

• воздуха, который попадает в систему в процессе ее заполнения;
• завоздушенных участков, образующихся после заполнения системы;
• воздуха, находящегося в системе в виде микроскопических пузырьков, распределенных в воде;
• растворенного воздуха.

Работа сепараторов воздуха основана на применении закона Генри. С помощью этого закона оценивается количество растворенного в воде воздуха (см. диаграмму далее):

C - концентрация растворенного воздуха дм3/100 кг;

K - коэффициент растворимости (зависит от температуры);

P - давление, (МПа).

Закон Генри

Работа сепараторов воздуха основана на применении закона Генри. С помощью этого закона оценивается количество растворенного в воде воздуха (см. диаграмму). Данная диаграмма показывает, что количество растворенного в воде воздуха зависит от температуры и давления. Растворенный в воде воздух высвобождается при повышении температуры и при понижении давления.

диаграмма иллюстрирующая закон Генри

Место установки сепаратора

В соответствии с законом Генри в одних областях воздух будет выделяться из воды, а в других - растворяться в ней. Наибольшее влияние на растворимость воздуха оказывает давление. Большое количество воздуха (самые большие пузырьки) выделяется в местах с малым давлением (верхняя часть системы), что является наилучшим местом для установки сепаратора воздуха.

Внутри радиатора охлаждения температура воды уменьшается. Это значит, что после него часть пузырьков воздуха снова перейдет в растворенное состояние. Следовательно, устанавливать сепаратор воздуха предпочтительно перед радиатором охлаждения.

Для предотвращения повреждения насоса пузырьками воздуха (из-за кавитации) сепаратор воздуха устанавливается перед насосом. После прохождения воды через сепаратор воздуха она становится обезвоздушенной. При дальнейшем прохождении воды по системе давление повышается, и вода становится ненасыщенной (способна растворять больше воздуха в соответствии с законом Генри). Это значит, что вода будет поглощать воздух, находящийся в разных местах системы.

Перед сепаратором воздуха давление снова уменьшается, что приводит к выделению из воды ранее растворенного в ней воздуха в виде микропузырьков, которые будут отведены сепаратором. Данный процесс непрерывно продолжается до тех пор, пока весь воздух не будет выведен из системы.

При понижении температуры и повышении давления происходит обратный процесс - растворение пузырьков воздуха в воде. Он происходит, например, в системах отопления. В котле теплоноситель нагревается до высокой температуры, поэтому именно в нем из содержащей воздух воды будет высвобождаться наибольшее количество воздуха в виде мельчайших пузырьков. Если их незамедлительно не отвести, то они растворятся в других местах системы, где температура меньше.

Если удалить микропузырьки сразу за котлом, то на выходе сепаратора получим обезвоздушенную воду, которая будет поглощать воздух в разных местах системы. Процесс продолжается постоянно до полного выведения воздуха из системы. Также для наиболее эффективного отвода воздуха из системы сепаратор воздуха устанавливают за смешивающим клапаном. В высоких зданиях на высоте более 30 м рекомендуется устанавливать сепараторы воздуха на каждом этаже.