Odstranění plynů z hydronických systémů zvýší výkon a prodlouží životnost HVAC soustav
Výkon, efektivita a životnost vodních soustav vytápění a chlazení jsou nerozlučně spjaty s kvalitou vody v soustavě. Protože plyny ve vodě, hlavně kyslík, dusík a dioxid uhlíku negativně ovlivňují kvalitu vody, je třeba je rychle a účinně odstraňovat.
Je řada faktorů, které přispívají k nárůstu objemu plynu ve vodních soustavách. Během napouštění a doplňování vody do soustavy jsou molekuly plynu, které jsou lehčí než voda, unášeny soustavou a stoupají směrem k hladině. Pokud nejsou plyny efektivně odstraňovány, budou se molekuly plynu kumulovat v nejvyšších bodech soustavy a při navýšení tlaku se budou opět rozpouštět ve vodě. Při ohřevu vody se s nárůstem teploty snižuje rozpustnost plynů ve vodě a vyloučené mikrobubliny plynů budou opět cirkulovat v soustavě.
Pokud uvede do provozu soustava při nedostatečném provozním přetlaku, pak v místech, kde je tlak v soustavě nižší než atmosférický, se bude neustále přisávat vzduch z okolí např. přes automatické odvzdušňovací ventily nebo spoje a těsnění. Běžným příkladem míst s nízkým tlakem jsou expanzní nádoby, které jsou poddimenzovány nebo nesprávně nastaveny. Dalším příkladem je nesprávné nastavení počátečního přetlaku v soustavě, netěsnost některých ventilů nebo spojů.
Nashromážděné plyny ve vzduchových kapsách stejně jako makro a mikrobubliny společně s neviditelnými plyny rozpuštěnými ve vodě, bezprostředně ohrožují efektivní fungování otopné a chladící soustavy a zkracují její životnost. Vzduchové kapsy a bubliny narušují hladký průtok vody a v důsledku ovlivňují kapacitu přenosu tepla, snižuje se tak teplotní výkon soustavy a zvyšují se provozní náklady. Nadměrná akumulace volných plynů také blokuje cirkulaci. Zvláště v otopných tělesech a dalších koncových jednotkách vzduchové kapsy zabraňují cirkulaci vody a mohou dramaticky snížit výkon jednotky až o 80 %. Následně se zvýší spotřeba energie, protože uživatelé zvýší nastavení teploty vody na kotli a otáčky čerpadla, aby kompenzovali nižší výkon otopných těles a teplotní diskomfort. Stálá přítomnost vzduchu může také způsobit hluk v trubkách a armaturách a bublání v otopných tělesech. Kyslík ve vzduchových bublinách reaguje s kovovými komponenty soustavy a v důsledku této elektrochemické reakce způsobuje korozi klíčových komponent, stejně jako přispívá k hromadění a ukládání rzi, magnetitu a kalu.
Plynům ve vodních soustavách se věnuje webinář IMI Akademie 4. Další související webináře, dostupné na našem kanálu YouTube, jsou:
- Webinář IMI Akademie 13 – Rez, kaly a magnetit
- Webinář IMI Akademie 17 – Kvalita vody pro otopné soustavy
- Webinář IMI Akademie 26 – Hluk ve vodní soustavě
Protože koroze i kontaminace soustavy představuje značné riziko jejího poškození, je důležité molekuly kyslíku ze soustavy odstraňovat. Nahromadění kalu a nečistot může způsobit lokální nedotápění, zatímco částice rzi a magnetitu mohou zanášet vnitřní povrchy trubek a zmenšovat jejich průchodnost. V důsledku to vede k nižšímu přenosu tepla, nižším teplotním spádům a rychlosti tekutiny v hydraulické soustavě. Na druhé straně toto vše způsobí nárůst čerpací práce až o 35 % během prvního roku chodu soustavy. Částice rzi a magnetitu, které jsou unášeny soustavou mohou také blokovat ventily a poškodit nákladné komponenty soustavy jako jsou čerpadla a výměníky, vedoucí k neplánovaným vícenákladům za opravy a odstávky, v nejhorším případě o poškození celé soustavy.
Všem těmto problémům lze zabránit instalací odplyňovacích zařízeních. Montáží odvzdušňovacích ventilů v nejvyšších bodech otopné a chladicí soustavy lze bezpečně a automaticky odstraňovat nahromaděné molekuly vzduchu. Aby tyto odvzdušňovací ventily fungovaly efektivně, musí voda v soustavě stát, aby se zabránilo dalšímu unášení plynů proudem vody. Pokud pro instalaci na potrubí nelze tento požadavek dodržet, když jsou soustavy v chodu, odvzdušňovací ventily jsou efektivním řešením na odstraňování vzduchu během napouštění a vypouštění, a lokálním odvzdušňováním na otopných tělesech.
Odstranění makro i mikrobublin z proudu vody v oběhové soustavě lze nejlépe dosáhnout použitím separátorů. Ty zpomalí rychlost průtoku tak, aby bublinky vystoupaly vzhůru a mohly se snáze odstranit. Separované plyny se pak obvykle odvádějí pryč pomocí integrovaného automatického odplyňovacího ventilu v horní části separátoru. Protože separátory jsou schopné odstranit jen uvolněné bubliny, musí se v soustavě ideálně instalovat tam, kde se bubliny přirozeně tvoří, ať už v místě s nejnižším přetlakem anebo v místech s nejvyšší teplotou.
V případě rozpuštěných plynů, které tvoří velkou část vzduchu v soustavě, představuje odplyňování nejefektivnější řešení. Odplyňování funguje dvěma způsoby. Termální odplyňování, používané hlavně pro otopné soustavy, spoléhá na to, že vysoké teploty sníží rozpustnost plynu ve vodě, což usnadní jeho uvolnění. Vedle podtlaková odplyňovací zařízení, která se již několik let velmi úspěšně používají pro efektivní odplyňování vodních soustav v budovách, nasávají vodu ze soustavy a redukují její tlak až na úroveň vakua, což způsobuje uvolnění rozpuštěných plynů, které se ve formě mikrobublin poté vypustí do atmosféry a odplyněná voda se poté vrací do soustavy v podsyceném stavu.
Doporučené použití podtlakových odplyňovacích zařízení a separátorů mikrobublin
- Vakuové odplyňovací zařízení, snižující skokově tlak, používají přídavnou energii na snížení tlaku pod hladinu atmosférického tlaku. I rozpuštěné plyny ve vodě se tak uvolní a ve formě mikrobublin je lze pak odstranit. Tato metoda odplyňování je relativně nezávislá na parametrech soustavy, a proto je univerzálně použitelná v různých aplikacích.
- Separátory mikrobublin pracují bez přídavné energie. Mohou odstranit pouze volné bubliny, které se nacházejí v soustavě. Optimálně se instalují do míst s nižším přetlakem či do míst s vyšší teplotou. Vzduchové bubliny zde vznikají přirozeně samy. Pokud statická výška soustavy překročí vyznačenou hranici v grafu, plyny se začínají objevovat v rozpuštěné formě. Separátor je nedokáže oddělit a jediným řešením, jak odstranit tyto rozpuštěné plyny, je pak pouze podtlakové odplyňovací zařízení.
Vakuové odplyňovací zařízení ve spojení s cyklónovou technologií je nejlepší řešení pro odstranění plynů ze soustavy. Ve vakuu uvádí cyklónová technologie otopnou nebo chladicí vodu do rotace, vzniká vodní vír, ve kterém se díky odlišné molekulové hmotnosti molekuly plynu shlukují. Koncentrované plyny do bublin se poté odvádějí do druhé komory, zde se po přerušení vakua plyny uvolňují ven do atmosféry. Je to nejrychlejší a nejefektivnější metoda odplyňování.
Řešení pro vakuové odplyňování, dostupné na trhu, je konstruováno pro velké a středně velké soustavy s vodním objemem do 300 m3. Jsou velmi účinná, ale vyžadují odborné uvedení do provozu a následný pravidelný servis. Pro malé soustavy vyvinula značka IMI Pneumatex Simply Vento a Vento Compact, novou generaci kompaktních odplyňovacích jednotek.
Podobně jako u dvoukomorových jednotek Vento Connect, i zde cyklónová technologie vytváří v první komoře vodní vír, který uvolňuje rozpuštěné plyny a pak je přesouvá do druhé komory, kde jsou odděleny a následně odstraněny ven do atmosféry. Tento inovativní proces vykazuje minimálně o 50 % vyšší účinnost než většina dostupných vakuových odplyňovacích zařízení.
Simply Vento a Vento Compact, které jsou téměř o polovinu menší než standardní odplyňovací jednotky, se vejdou do malých prostor a mohou se montovat i na stěnu. Jsou vhodné pro malé komerční a rodinné budovy s objemem soustavy do 10 m3. S jednofázovým připojením na 230 V se snadno namontuje a zprovozní, což ušetří čas a náklady. Navíc nová řídicí jednotka BrainCube Connect, který je standardní součástí kompaktní řady, nabízí ještě lepší možnost uživatelského rozhraní. Zařízení je možné propojit k jakémukoli systému řízení budovy nebo k dalším jednotkám BrainCube a obsluhovat přes chytrý telefon nebo z počítače. Tato inovativní řídicí funkce umožňuje vzdálený přístup k zařízení a živé zobrazení pro monitoring, změny nastavení a odstraňování závad. Tato neocenitelná vlastnost se hodí o to více v dobách, kdy se omezuje osobní kontakt a vyžaduje dálkové ovládání. Kompaktní podtlaková odplyňovací zařízení Vento jsou k dispozici ve dvou verzích – standardní Simply Vento a prémiové Vento Compact. Obě mají stejný výkon, nicméně prémiová verze zahrnuje funkci „Eco-auto“, která automaticky vypíná či zapíná proces odplyňování ve chvílích, kdy není detekován žádný uvolněný plyn. Tím se sníží čerpací práce a potřeba odplyňování vody v procesu její úpravy. Dále prémiová verze obsahuje přípojku pro doplňování vody např. přes úpravnu vody. Dříve než upravenou vodu doplní do systému provede její odplynění. Zároveň řídí doplňování podle max. doby doplňování, počtu cyklů v daném čase a max. ročního objemu doplněné vody.
Pokud chceme zajistit optimální a energeticky úsporné fungování soustavy HVAC po dlouhou dobu, technologie a zařízení pro odstraňování vzduchu ze soustavy patří dnes standardně do každé soustavy vytápění a chlazení.
Naší doménou jsou vysoce efektivní řešení pro HVAC soustavy: udržování tlaku a kvality vody; vyvažování, regulace a ovládání; termostatická regulace včetně unikátní technologie AFC® s Eclipse Inside. Produkty značek Heimeier, TA a Pneumatex šetří čas, ...