Levegő zárt fűtési rendszerekben
Problémák – Okok – Hatások – Előfordulási formák – Megoldások
2
Levegő zárt fűtési rendszerekben
Problémák – Okok – Hatások – Előfordulási formák – Megoldások 3
Problémák A zárt rendszerekben jelentkező - gázok okozta - két legnagyobb probléma:
Gázpárna vagy „gázdugó” Korrózió A gáznemű anyagok, mint hőszigetelők: a gázok kiszorítják a vizet és jelentősen rontják a hőátbocsájtást. A kazánokban, csövekben és radiátorokban kialakuló korróziós réteg akadályozza az áramlást, rontja a hőátbocsájtást és a fém szerkezeti anyagok lyukadásához vezet. 4
Gázok a rendszerben
A korróziót és a gázpárnát elsősorban a levegő okozza. A levegő jelenlétének okai: 1. Töltéskor és utántöltéskor a vízben jelenlévő, oldott levegő 2. A rendszer feltöltése után a rendszerben maradó szabad levegő 3. Diffúzió 4. Vákuum okozta levegő bejutás
5
Levegő a rendszerben A problémát egy 200 literes hidraulikai rendszerrel és 35 literes tágulási tartállyal (az előfeszítési nyomás: 1.5 bar) rendelkező fűtési rendszeren mutatjuk be. Több hasonló rendszeren végeztünk méréseket, melyek eredményeit a következőkben mutatjuk be.
6
Levegő a rendszerben
A levegő jelenlétének okai:
1. Töltéskor és utántöltéskor, a vízben jelenlévő, oldott levegő 2. A rendszer feltöltése után a rendszerben maradó szabad levegő 3. Diffúzió 4. Vákuum okozta levegő bejutás
7
Vízben oldott levegő A töltővízben, molekuláris szinten oldott levegő mennyisége: 22,1 ml levegő/l víz, ebből 14.3 ml/l N2 és 7.8 ml/l O2
8
Vízben oldott levegő A töltővízzel bejuttatott oxigén mennyisége, a korrózió miatt igen gyorsan lecsökken. A mérések azt mutatták, hogy 4-5 óra múlva a bevitt oxigén mennyiség szinte teljesen eltűnik.
7.8 ml/l O2 x 200 l = 1560 ml = 1.56 l O2 9
Vízben oldott levegő
A 200 liter vízben található oxigén mennyisége 2.2 g (1560 ml), mely 8g rozsda keletkezését okozza, ami nem egy elhanyagolható mennyiség!
10
Vízben oldott levegő Ha a nyomástartás megfelelően működik, akkor a radiátorokban lévő nyomás, a legfelső ponton 0.5 bar, 70°C-nál. Ilyen feltételek mellett a víz 9 ml/l N2-t képes oldott állapotban tartani. Az e feletti nitrogén mennyiség szabad gázbuborékok formájában van jelen. Tehát: (14.3 – 9) ≈ 5 ml/l x 200l = 1000 ml N2. Ha a szivattyú megáll, akkor ez a kb. 1l N2 gáz a legfelső radiátorokban jelenik meg.
11
Szabad formában lévő levegő, zárt rendszerekben A levegő jelenlétének okai:
1. 2. 3. 4.
Töltéskor és utántöltéskor, a vízben jelenlévő, oldott levegő A rendszer feltöltése után bennmaradó szabad levegő Diffúzió Vákuum okozta levegő bejutás
12
Szabad formában lévő levegő, zárt rendszerekben Zárt rendszerekben, igen gyakran, a vízben található nitrogén mennyisége, 20 óra elteltével, háromszorosa a feltöltéskor, a töltő vízben mért kezdeti mennyiségnek, aminek okozója az első feltöltés alatti nem megfelelő légtelenítés!
13
Szabad formában lévő levegő, zárt rendszerekben A mért nitrogén gáz nagy mennyisége A mért nitrogén mennyisége sokszor 40 ml/l-re emelkedett! A víz, 70°C és 0.5 bar nyomás mellett 9 ml/l nitrogént képes elnyelni. A szabad formában jelenlévő nitrogén: (40 – 9) = 31 ml/l. A példában szereplő 200 l-es rendszerben a szabad nitrogén mennyisége: 6200 ml = 6.2 l N2
14
Szabad formában lévő levegő, zárt rendszerekben A levegő N2 tartalma 78%, 02 tartalma 21%. Amennyiben a rendszerben 6.2 l szabad N2 van jelen a feltöltés után, akkor kb. 1.66 l az O2 mennyisége, ami igen gyorsan 9 g rozsda képződéséhez vezet.
15
Levegő a rendszerben
A levegő jelenlétének okai:
1. Töltéskor és utántöltéskor, a vízben jelenlévő, oldott levegő 2. A rendszer feltöltése után a rendszerben maradó szabad levegő 3. Diffúzió 4. Vákuum okozta levegő bejutás
16
Diffúzió Az alábbiakban a tágulási tartály előfeszítő levegőjének diffúzióját mutatjuk be . A gáz diffúzió egyéb, nem gáztömör anyagokon keresztül is létrejön: műanyag és egyéb, szintetikus anyagból készült vezetékek, flexibilis csővezetékek, stb.
17
Az előfeszítési levegő diffúziója Diagramm 4 50 45,38 45 40 35,98 Vordruckverlust (%)
35
32,01 29,05
30 24,44
25
21,76
20
17,34
15 10 5
3,29
0 PNEUMATEX
B
C
D
E
F
G
Működés közbeni előfeszítési nyomás változás, egy év után. Forrás: Diploma thesis by a student at Karel de Grote School
H
18
Az előfeszítési levegő diffúziója
Ha az előfeszítési levegő átdiffundál a táguló elemen:
1.
35 literes tartályt és 1.5 bar nyomást feltételezve, az évek alatt a rendszerbe diffundálódó levegő 87 g rozsdát eredményez és 27 liter N2 megjelenését okozza.
19
Az előfeszítési levegő diffúziója
2. Az előfeszítési nyomás csökkenése.
…. a következő problémát okozza:
20
Levegő a rendszerben A levegő jelenlétének okai:
1. Töltéskor és utántöltéskor, a vízben jelenlévő, oldott levegő 2. A rendszer feltöltése után a rendszerben maradó szabad levegő 3. Diffúzió 4. Vákuum okozta levegő bejutás
21
Vákuum okozta levegő bejutás a rendszerbe Továbbiakban csak a tágulási tartály előfeszítési nyomásának csökkenése okozta vákuum hatásaival foglalkozunk! Egyéb hatások, melyek a rendszerben vákuum létrejöttét eredményezhetik: - csőtörés során fellépő vízveszteség hatásai - ürítéskor fellépő vízveszteség hatásai - az alsó pontokon végzett kézi légtelenítés során fellépő vízveszteség hatásai
22
Vákuum okozta levegő bejutás a rendszerbe Ha a rendszer statikus nyomása nagyobb, mint a tágulási tartály előfeszítési nyomása, a tartály fűtővízzel telik meg. Ebben az esetben, a tartály 35 l-es térfogatának megfelelő vízmennyiség a rendszerből, a felső radiátoroknál fog hiányozni. Az automatikus légtelenítő (a rendszer legmagasabb pontján) nyit és az automatikus légtelenítő… nagymennyiségű levegőt enged a rendszerbe!
23
Vákuum okozta levegő bejutás a rendszerbe
24
Hogyan is néz ki most a rendszer? A rendszer feltöltése és néhány év üzemelés után (8 + 9 + 87) g = 104 g rozsda keletkezett és (1 + 6.2 + 27) ≈ 34 l nitrogén van jelen a rendszerben: - a töltő vízben lévő levegő, - az elégtelen légtelenítés, - az előfeszítési levegő átdiffundálása miatt A vákuum okozta levegő bejutás állandó és folyamatos rozsdásodáshoz és „gázpárna” képződéshez vezet!
25
Hogyan is néz ki most a rendszer? A 104 g rozsda sajnos a rendszerben marad, a rendszer különböző helyein iszap formájában kirakódik: például a kétutú motoros szelepekben, a termosztatikus szelepeknél, a keringtető szivattyúknál, hőcserélőkben...
26
Hogyan is néz ki most a rendszer? A 34l nitrogén gáz a gyakori kézi légtelenítéssel távozik a rendszerből. (légtelenítés-utántöltés-légtelenítés-utántöltés)
…mi történik azonban, ha a gáz megszorul a radiátorban? Hogyan változik a radiátor teljesítménye a gázpárna hatására?
27
Hogyan is néz ki most a rendszer? A kérdésre a Karel de Grote-Hogeschool in Antwerp főiskola által készített film adja meg a választ!
Infra-filmek!
28
A gáz okozta problémák • Geluidsoverlast (zajproblémák) • Verminderde warmte- overdracht (kisebb hőátbocsájtási tényező) langere opwarmtijd (hosszabb felfűtési idő) hogere retourtemperatuur (magasabb visszatérő hőmérséklet) slechte warmteverdeling (rossz hőfokeloszlás)
Comfort- en energieverlies ! Enargia veszteség és kisebb komfort! Problematiek/Gassen/Ontgassingtechnologieën/Microbellenafscheiding/Absorptiemechanisme/Besluit
Karel de Grote-Hogeschool, Antwerp
29 Onderzoeksgroep E&DO - R. Vandenbulcke
A gázok megjelenési formái Annak érdekében, hogy a rendszert megfelelően gáztalanítsuk, ismernünk kell a gázok előfordulási formáit a hidraulikai rendszerekben. Csak ennek ismeretében lehet kiválasztani a megfelelő gáztalanító berendezést!
30
A gázok megjelenési formái
Gázpárna a folyadékszint felett 10l 10
40l
31
A gázok megjelenési formái
Felfelé áramló gázbuborékok 10l 10
40l
32
A gázok megjelenési formái
Mikrobuborékok 10l 10
40l
33
A gázok megjelenési formái A Henry-diagram felvilágosítást ad a gázok megjelenési formáira
34
A gázok megjelenési formái Vízmolekulák, a molekulák közötti intermolekuláris térrel:
35
A gázok megjelenési formái Oldott gázok a víz intermolekuláris tereiben: - az összes tér teljes kitöltése = telített állapot - a terek részleges kitöltése = telítetlen állapot - az intermolekuláris téren kívül is gáz molekulák vannak =túltelített állapot
36
Megoldások Minden megjelenési formához megvan a megfelelő légtelenítési, gáztalanítási megoldás ZUT- a folyadék feletti gázpárna eltávolításához
ZUV(Helistill) – a mikrobuborékok eltávolításához; az ismert és bizonyított leválasztási elveket egyesítve
Vacusplit VENTO – nyomáscsökkentés elvén működő gáztalanító (vákuum) 37
A Levegő kézikönyv minden kérdésére válaszol
38
Javaslatok
1. Használjon jó minőségű automatikus légtelenítőt a feltöltés alatti lehető legtöbb levegő eltávolításához (min. ½”os csatlakozási mérettel)!
39
Javaslatok automatikus légtelenítők
ZUT - ZUTS ZUTX
ZUP(W) 40
Javaslatok
41
Javaslatok 2. Mikrobuborék leválasztó …… vagy nyomáscsökkentés elvén működő gáztalanító berendezés a megfelelő gáztalanításhoz
42
Javaslatok 2. Mikrobuborék leválasztó …… vagy nyomáscsökkentés elvén működő gáztalanító berendezés a megfelelő gáztalanításhoz
43
Javaslatok Mikrobuborék leválasztó vagy automatikus gáztalanító
ZUV(S) – ZUVL(S)
ZIO 50 – 300 F/S
44
Javaslatok 3. Kiváló minőségű tágulási tartály, a táguló elemen keresztül történő lehető legkisebb gázdiffúzióval, ami éveken keresztül megfelelő nyomástartást biztosít
45
Javaslatok Változó nyomású tágulási tartályok butil-kaucsuk zsákkal
SD 8 – 80.3/10
SU 140 – 800.3/6/10
SG 1000 – 5000.6/10
46
Javaslatok Állandó nyomást tartó, komplex berendezések
COMPRESSO TRANSFERO
47
Javaslatok
4. Ha szükséges, iszapleválasztó használata a jelenlévő szennyeződések leválasztásra.
48
Javaslatok Iszapleválasztók
ZIO 50 – 300 F/S ZEK50 – 300 F/S
ZUD(L) – ZUM(L) ZIMA
49
… azért, hogy megelőzzük!
50
Köszönöm figyelmüket!
51
