Řešení odplynění soustav vytápění a chlazení

Expanzní automaty jsou kompresorové a čerpadlové. Kompresorové mají výhodu velmi přesné regulace tlaku přesností 0,1 až 0,2 bar s malým objemem nádoby. Pro spolehlivý provoz soustav jsou nutné odlučovače plynů, doplňovací zařízení, smaltové zásobníky, případně zásobníky z uhlíkové oceli, kvalitní výměníky tepla deskové pájené i skládané pro oblast chlazení. V sortimentu jsou úpravny vody, glykolové stanice kombinující čerpadla a nádrže pro udržování tlaku pro soustavy obsahující glykol.

Odplynění

Nutnost odplynění je stále častější problém tepelných soustav, neboť plyny generují problémy na straně výkonu výměníků, hluku, hydraulického vyvážení.

Běžná voda obsahuje značné množství plynů, nejvíce dusíku i kyslíku. V řádu 7 hodin po napuštění vody do soustavy dojde k redukci kyslíku reakcí s ocelí. Tím se jeho obsah sníží pod doporučený limit. Toto neplatí u dusíku, o jehož odvedení se musíme postarat technicky. S vyšší teplotou klesá rozpustnost plynů ve vodě a snížení obsahu plynu lze pak provést jen snížením tlaku nebo zvýšenou teplotou. Zvýšení teploty ovšem nepřichází v úvahu v chlaďařských aplikacích.

Co s plynem, který je uvolněn z vody, ale zatím v soustavě koluje? Prvním řešením jsou automatické plovákové odvzdušňovací ventily, které by měly být co nejvíce robustní, s co největšími dimenzemi kuželky a jejího zdvihu, aby měly dlouhou životnost snížením četnosti otevírání.

Nejlepší umístění je na dlouhé ležaté potrubí, neboť bublinky se soustředí v horní částí trubky a vhodně doplněný odvzdušňovací ventil je odvede.

Vedle viditelných bublinek rozměrů okolo milimetru jsou plyny ve vodě ve formě mikrobublin viditelných jako mléčný zákal. Pro jejich odloučení již běžné plovákové ventily nestačí. Je nutné proud kapaliny ustálit do čistě laminárního proudění, ve kterém se mikrobublinky na sítích z jemných drátků spojí do bublinek větších, stoupají nahoru a pak mohou být přes automatický ventil odvedeny.

Na podobném principu ustálení proudění na laminární, ale vertikálně opačně, pracují odlučovače kalu, který klesá dolu a pak může být vypuštěn. Tímto způsobem lze odlučovat částice s rozměrem řádově mikrometrů. Toto je velmi výhodné při částečné modernizaci starších systémů, kde výskyt kalů může vést až k poruše, havárii.

Pro umístění odlučovačů mikrobublin platí zásada volby místa s co nejteplejší teplonosnou kapalinou. V otopných soustavách za zdroj tepla, v chladicích soustavách na zpátečku před zdroj chladu. Odlučovače nečistot patří v první řadě na zpátečku pro ochranu zdroje, výměníků aj.

Talkové ztráty odlučovačů jsou přesně spočitatelné, ale řádově lze uvažovat s 1 až 2 kPa, u větších rozměrů cca 3 až 4 kPa.

Odvedení plynů rozpuštěných ve vodě

Vedle bublinek jsou plyny ve vodě i rozpuštěné. K odvedení rozpuštěných plynů je nutné pracovat se změnou tlaku, buď poklesem na tlak atmosférický nebo dokonce i nižší. Tato zařízení jsou již složitější, i když funkce není nijak složitá. V podstatě jde o řízený pokles tlaku určité části otopné vody odpuštěné ze soustavy s tlakem například 3 bar na atmosférický 1 bar, kdy v ní dojde ke snížení obsahu rozpuštěných plynů. Následně je tato voda čerpadlem vrácena zpět do soustavy.

Ještě většího poklesu obsahu rozpuštěných plynů lze docílit, když je daná část vody vpuštěna do nádoby, ve které poklesne tlak z pracovních např. 3 bar na tlak nižší, než je atmosférický, cca 0,2 bar.

Odplyňovače atmosférické ve většině případů stačí, aby se obsah plynů dostal pod doporučenou hranici. Zvýšené schopnosti podtlakových odplyňovačů mohou být využity například k řešení těžko zjistitelných příčin a těžko odstranitelných netěsností, kterými plyny ve vodě vznikají a nebo do ní pronikají, a to nejen v rozměrově rozsáhlých soustavách.

Dimenzování expanzních automatů vychází jen z potřebného expanzního objemu plus malá rezerva, takže nádoby vychází mnohem menší než u jednoduchých expanzních nádob. Proto je jejich použití velmi běžné u soustav s většími objemy. Připojuje se dvěma trubkami, napojenými na vodorovný rozvod shora, v dostatečné vzdálenosti mezi sebou.

Odplynění vody sníží „pružnost cirkulující vody“, kterou zajišťovaly bublinky plynů. Proto je nutné ve větších soustavách pamatovat na tlakové rázy při spouštění čerpadel atp. a řešit je na vhodných místech například napojením menších expanzních nádob, které rázy pojmou. V ČR to žádná norma nepředepisuje, ale je to vhodné.

Při aplikaci čerpadlových automatů, které umí i odplyňovat, je nutné dát pozor na odpovídající výběr pojistného ventilu podle tlaku v soustavě. Neboť činností čerpadla při doplňování se tlak v soustavě mění. Menší tlakové změny způsobuje kompresorový automat, ale ten neumí odplyňovat. Použití kompresorových automatů je proto spíše minoritní.

K dispozici je knihovna všech výrobků ve 3D provedení pro moderní formy projektování.