Význam instalace zařízení pro odplyňování soustav vytápění a chlazení

Společnost Reflex, jako mezinárodní leader v oblasti vývoje a výroby zařízení pro udržování tlaku a odplynění soustav vytápění a chlazení, poskytuje své dlouholeté zkušenosti s problematikou chování plynů v těchto soustavách.

Jak je to vlastně s plyny v soustavách chlazení a vytápění ve skutečnosti a proč se v soustavách objevují?

Hlavními složkami vzduchu jsou dusík (78 %) a kyslík (21 %). Zjednodušeně jsou tyto plyny ve vodě o teplotě 10 °C obsaženy v poměru 62 % dusíku a 38 % kyslíku.

Plyny se do soustav dostávají několika různými způsoby:

• s plnicí a doplňovací vodou
  Pitná voda obsahuje za barometrického tlaku přirozené množství kolem 18 mg·l^–1 dusíku a 11 mg·l^–1 kyslíku.
• zbytkovým vzduchem při doplňování a částečném plnění
  Například po opravách. Studie ukazují silnou nasycenost plnicí vody, která je daleko nad přirozenou hodnotou pitné vody. Voda pod tlakem obsahuje více rozpuštěného plynu.
• propustnými materiály soustavy
  Ve srovnání s tradičními konstrukčními materiály, jako je ocel a měď, se může difuzí plastovým potrubím, gumovými hadicemi a těsněními dostávat do soustavy poměrně hodně vzduchu.
• chemickými reakcemi
  Koroze a hniloba mohou v soustavách způsobovat chemické reakce, které následně vytváří plyny. V těchto případech může být v oběhové vodě detekováno větší množství dusíku a metanu.
• přímým přisáváním vzduchu
  Nezřídka vzduch proniká do soustavy při poklesu tlaku v soustavě pod doporučenou hodnotu minimálního provozního tlaku. Proto je vždy při problémech se vzduchem jako první nutné zkontrolovat správnou funkci a nastavení expanzního zařízení.

Jak se chová soustava, kde není zajištěna redukce koncentrace plynů pod potřebnou hodnotu?

Kyslík a koroze

Kyslík obsažený ve vzduchu je rozhodující pro korozi železných materiálů. Kyslík reaguje v soustavě vytápění nebo chlazení a během krátké doby se odbourá. Při nepřetržitém zavádění ale může vést k dlouhodobému poškozování. Pokud je správně nastavené pH, je tzv. kyselá koroze zanedbatelná a korozi určuje obsah rozpuštěného kyslíku ve vodě. Pevné částice vznikající při chemické reakci se mohou usazovat na vnitřní straně potrubí a působit jako izolační vrstva. Pokud se tento proces trvale opakuje, může to vést po několika letech provozu ke snížení účinnosti přenosu tepla, k rozsáhlé korozi a poškození jednotlivých součástí soustavy.

Dusík a poruchy funkce soustavy

Naproti tomu dusík je inertní plyn, který nijak nereaguje. Zůstává v rozpuštěné formě a ve formě mikrobublinek ve vodě soustavy a stále se hromadí. Rozpustnost, resp. uvolňování dusíku ve vodě závisí na teplotě a tlaku (Henryho zákon). Čím nižší je tlak a čím vyšší je teplota, tím méně dusíku je voda schopna vázat a dochází k jeho uvolňování. Uvolněný dusík se soustřeďuje v nejvyšších místech soustav a v místech relativního klidu. Výsledkem je, že při trvalém pronikání vzduchu a uvolňování již rozpuštěných plynů se v těchto místech mohou vyskytnout poruchy a dojít k přerušení oběhu teplonosné látky. Hydraulické poměry soustavy jsou tím narušeny a je omezen přenos tepla v jednotlivých prvcích soustav. Hydraulické vyvážení tím ztrácí svou účinnost a v závislosti na množství plynu a vzduchu může dokonce vést k selhání jednotlivých částí soustavy.

Koncentrace plynů a energetická účinnost soustav

Ve srovnání s čistou vodou má dusík pro přenos tepla mnohem horší termodynamické vlastnosti. Měrná tepelná kapacita vody je 4krát vyšší a tepelná vodivost vody je cca 20krát vyšší než dusíku. Aby bylo možné dosáhnout požadovaných teplot na straně spotřeby, musí být v závislosti na koncentraci dusíku v oběhové vodě dodáno více práce ve formě energie. V závislosti na parametrizaci se tedy systém bude neustále snažit dosáhnout kompenzace vyšší dodávkou energie nebo dodávkou po delší období. Jinými slovy – ztrácí se energie, stoupají náklady, klesá pohoda klimatu.

Jak efektivně zbavit soustavy vytápění a chlazení nežádoucích koncentrací plynů a co získáme?

Pomocí vakuového odplyňovacího a doplňovacího automatu ­Reflex SERVITEC, nebo expanzního automatu s atmosférickým odplyňováním Reflex VARIOMAT, se odstraní volné i rozpuštěné plyny ze soustavy pod koncentraci, při které by mohly způsobovat problémy. Servitec dokáže spolehlivě odstranit „problémy se vzduchem“ dokonce i ve velkých rozvětvených systémech s nízkoteplotním velkoplošným vytápěním. Jak to funguje? Při přepouštění oběhové vody (v soustavě je pod tlakem) do vakua se prudkým snížením tlaku uvolní téměř všechen rozpuštěný plyn a odvede se ze soustavy ven. Výsledkem jsou optimální hydraulické ­poměry soustavy s teplonosnou látkou bez plynu, efektivní přenos tepla a delší ­životnost soustav vytápění a chlazení.

Instalací a provozem těchto odplyňovacích zařízení můžeme v soustavách vytápění s radiátory dosáhnout až 6,5 % úspor energie a v soustavách s podlahovým vytápěním dokonce až 10,6 % úspor energie.

Souhrn výhod závěrem:

• spolehlivý provoz,
• méně koroze,
• menší eroze a opotřebení,
• méně kalu a nečistot,
• lepší cirkulace,
• nezanedbatelné úspory díky lepší účinnosti přenosu tepla,
• žádné komplikované decentralizované odvzdušňování,
• finanční úspora za mechanické odlučovače vzduchu,
• žádné „šplouchání“ nebo šelest při průtoku,
• vždy plný tepelný výkon,
• žádné nákladné oběhové odvzdušňování v systémech nízkoteplotního velkoplošného vytápění,
• kontrolované centrální doplňování – doplňovací voda téměř bez plynu,
• zamezení vzniku bublin na horkých teplosměnných plochách kotle, lepší přenos tepla,
• ochrana čerpadel před vzduchem a kavitací,
• integrovaná funkce udržování tlaku v soustavě prostřednictvím nastavení provozního režimu Servitec Magcontrol.

Možné použití pro soustavy:

Servitec Mini

• s objem do 1 m³, výkonem do 100 kW a provozním tlakem do 2,5 bar

Servitec S

• s objemem do 6 m³ a provozním tlakem do 4,5 bar

Servitec 35/60/75/95/120

• s objem do 220 m³ a provozním tlakem do: S35–2,5 bar; S60–4,5 bar; S75–5,4 bar; S95–7,2 bar; S120–9 bar

Servitec speciální systém

• s objem > 220 m³ a provozním tlakem > 9 bar

---

Podrobnější informace na www.reflexcz.cz v průvodci „Reflex Solutions Guide“, obsáhlé publikaci s teoretickými základy a návrhy zařízení Reflex – expanzní technika, odplyňování, výměníky tepla, zásobníky teplé vody, odlučovače, rozdělovače Sinus a mnohé další.