Caleffi te ajută să elimini ușor aerul din instalatii
PROBLEMATICA AERULUI IN INSTALATIILE DE CLIMATIZARE
Problemele datorate aerului continut in instalatiile hidraulice pot fi grave si neplacute atat pentru utilizatori cat si pentru profesionistii care se ocupa de instalatie. Daca aceste probleme nu sunt analizate in detaliu pot duce adesea la solutii care sa nu constituie o rezolvare pe termen lung. Pentru inceput este important sa se inteleaga problemele pe care le poate provoca aerul prezent in instalatie.
- Zgomot in tevi si in radiatoare
- Debite insuficiente sau blocaje totale de circulatie a agentului termic
- Schimb termic insuficient intre terminalele de emisie (radiatoare) si ambient
- Corodarea instalatiei datorata prezentei de oxigen in contact cu materialele feroase.
- Fenomene de cavitatie la pompe si la vane
Aerul prezent in instalatiile de climatizare cu apa poate avea diverse origini:
1) Aerul neexpulzat in faza de umplere a instalatiei;
2) Aerul dizolvat in apa rece de umplere si completare;
3) Aerul care intra in timpul functionarii instalatiei.
Zgomot in tevi si terminale
Un aspect fundamental, care trebuie tinut sub control intr-o instalatie de climatizare il constituie zgomotul. Aerul continut in instalatie genereaza acest tip de fenomen legat de doua aspecte:
a) Zgomotul din tevi, datorat prezentei bulelor de aer, este mult mai evident in faza de pornire a instalatiei, adica in momentul in care fluidul incepe sa curga prin tevi.
b) Zgomotul in vane, generat de microbulele dizolvate in aer care in timpul trecerii prin dispozitivele de reglaj sufera o diminuare brusca de presiune ce provoaca un fenomen denumit cavitatie.
Debite insuficiente sau blocaje totale de circulatie a fluidului
Intr-o instalatie de climatizare agentul termic sau frigorific este transportat de obicei prin intermediul unor “pompe de circulatie” adecvate. Aceste componente mecanice transfera energia mecanica unui fluid necomprimabil cum ar fi apa. Un amestec de apa si aer nu mai are aceleasi caracteristici de necomprimare ca si apa si in consecinta transferul energiei nu mai este eficient. De asemenea circulatia poate fi blocata partial de bulele de aer prezente in anumite puncte ale instalatiei. Acest fenomen este foarte grav in special pentru instalatiile de incalzire in pardoseala.
Schimb termic insuficient intre terminalele de emisie
Conductibilitatea termica a aerului este mult mai mica decat aceea a apei. Atunci cand aerul este colectat in punctele cele mai inalte ale radiatoarelor sau ale bateriilor de schimb, cantitatea de caldura transferata ambientului scade simtitor. Un randament mai scazut al corpurilor de incalzire poate cauza grave dezechilibre termice si deci nivele de confort insuficiente implicand de altfel si costuri mai mari de gestionare.
Coroziunea instalatiei datorata prezentei oxigenului in contact cu materialele feroase
Coroziunea poate fi de doua feluri: generalizata sau punctiforma. Aerul contine circa 23% oxigen care, in contact cu materialele feroase, provoca fenomenul de coroziune generalizata a acestora conform urmatoarei reactii chimice:
Coroziune generalizata
Coroziunea generalizata provoca formarea de magnetita Fe3O4 care se prezinta in interiorul instalatiei sub forma de namol gri inchis (figura de mai jos).
Coroziune punctiforma
Daca oxigenul continua sa fie prezent in instalatie, magnetita continua reactia sa chimica si se transforma in hematita Fe2O3 care provoaca coroziunea punctiforma in interiorul instalatiei.
Fenomene de cavitatie la pompe si la vane
Cavitatia este un fenomen fizic care consista in formarea de zone de vapori in interiorul unui fluid care realizeaza apoi implozia producand un zgomot caracteristic. Acest fenomen se produce din cauza scaderii locale a presiunii pana la atingerea valorii tensiunii de vapori a lichidului. Acesta sufera astfel o schimbare de faza, de la lichid la gaz, formand bule (cavitatie) care contin vapori. Dinamica procesului este foarte asemanatoare cu aceea a fierberii.
Fierbere: din cauza cresterii temperaturii, tensiunea de vapori creste pana cand depaseste presiunea lichidului, creand astfel o bula stabila din punct de vedere mecanic, deoarece este plina de vapori la aceeasi presiune cu aceea a lichidului inconjurator.
Cavitatia: presiunea lichidului scade brusc in timp ce temperatura si tensiunea de vapori raman constante.
Pentru solutionarea problemelor generate de prezenta aerului in instalatiile de climatizare, CALEFFI propune urmatoarele dispozitive:
1) Dispozitive automate pentru eliminarea bulelor /pernelor de aer
2) Dispozitive manuale pentru eliminarea bulelor /pernelor de aer
3) Separatoare de aer (degazoare)
SISTEME UTILIZATE PENTRU A ELIMINA AERUL
Dispozitive pentru eliminarea bulelor /pernelor de aer de tip manual
Sunt dezaeratoarele cele mai simple pentru eliminarea aerului continut in partea superioara a radiatorului: atunci cand vana este deschisa manual aerul iese prin orificiul mic amplasat lateral. Trebuie instalate mereu pe fiecare terminal pentru a elimina aerul care se colecteaza natural in partea superioara, atat in timpul operatiei de umplere a instalatiei cat si in timpul functionarii normale pentru colectarea microbulelor de aer din aceasta zona specifica.
Dispozitive pentru eliminarea bulelor/pernelor de aer de tip automat.
Sunt dezaeratoare echipate cu un plutitor ce comanda un mecanism de eliminare automata a aerului. Cand in interiorul camerei care contine plutitorul se colecteaza o cantitate suficienta de aer, aceasta inlocuieste apa si scade punctul de plutire provocand deschiderea dezaeratorului automat si eliminarea aerului. Dupa expulzarea unei anumite cantitati de aer, apa umple din nou camera si impinge plutitorul in sus avand drept consecinta inchiderea dezaeratorului. Pozitionarea acestor dispozitive trebuie sa respecte cateva reguli foarte precise, in caz contrar dispozitivul devine ineficient. Trebuie sa fie amplasate in partea superioara a coloanelor ascendente si in toate punctele in care aerul poate sa stagneze. Pot fi utilizate si pe radiatoare pentru a simplifica la maxim operatiunile de umplere a instalatiei.
Degazorul pentru eliminarea microbulelor de aer dizolvate in apa
Instalarea corecta a degazoarelor evita aparitia problemelor cauzate de microbule: prin eliminarea aerului din apa permit astfel absorbirea si apoi eliminare bulelor fixate in partile critice ale instalatiilor. Aceste dispozitive prezinta o sectiune de trecere mult mai mare fata de un dezaerator: aceasta conformatie permite o reducere neta a vitezei fluidului ceea ce faciliteaza urcarea buelelor de aer catre partea superioara.
Separarea microbulelor
Aerul sub forma de microbule este mult mai dificil de captat decat bulele propriu zise si pernele de aer. Din acest motiv dezaeratoarele sunt echipate cu o sita cu ochiuri concentrice, care prin crearea de miscari turbionare, favorizeaza eliberarea microbulelor si contopirea acestora in bule mai mari, eliminabile prin dezaerator.
Acest proces este denumit “coalescenta”, si este extrem de important pentru a elimina si mentine cantitatea minima de aer in sistemele hidraulice. Microbulele contopindu-se formeaza bule din ce in ce mai mari ajungand la un volum suficient astfel incat fortele de plutire sa depaseasca fortele de aderare care le retin pe suprafata de coalescenta. Deci bulele urca de-a lungul suprafetei de coalescenta catre camera deasupra trecerii principale a fluidului, unde sunt colectate si expulzate prin intermediul unui dezaerator automat cu plutitor. Suprafata de-a lungul careia microbulele se contopesc se numeste “suport de coalescenta” (coalescenta medie). Cateva dezaeratoare utilizeaza un suport intern cu sita metalica in timp ce altele utilizeaza polimeri speciali. In ambele cazuri, suportul de coalescenta trebuie sa prevada o suprafata ampla de contact, o miscare facilitata de bule catre partea superioara si trebuie sa genereze pierderi de sarcina scazute. Conceptul de coalescenta din interiorul unui degazor este reprezentat in imaginea indicata mai jos.
Instalare
Dezaeratoarele trebuie sa fie instalate in partea de instalatie unde solubilitatea gazului in apa este cat mai mica posibil: din acest motiv in instalatiile de incalzire acestea ar trebui montate langa iesirea generatorului de caldura, in timp ce la instalatiile de racire inainte de intrarea in chiller.
