Выбор и установка воздухосборника

Основной причиной неисправностей в работе системы отопления является воздух, скапливающийся в трубах и радиаторах. Для его эффективного удаления применяются специальные устройства – воздухосборники, где он накапливается до момента его спуска из системы с помощью автоматического клапана или крана, открывающегося вручную. Автоматические воздухоотводчики в системе отопления удобнее и практичнее.

Чем вреден воздух в системе

Кроме того, что скопившийся в трубах воздух препятствует нормальной циркуляции теплоносителя, он оказывает и ряд других вредных воздействий на систему отопления.

При наличии воздуха существенно увеличивается активность коррозионных процессов. Воздухосборник позволяет минимизировать их, удаляя воздушную смесь из теплоносителя.

Кроме того, если прокачка теплоносителя осуществляется насосом, то при наличии воздуха в системе возникает эффект кавитации – схлопывания воздушных пузырьков, сопровождающееся разрушением конструкций насоса (чаще всего его крыльчатки), а также возникновением вибраций в трубах, гулом и прочими неприятными явлениями.

Наиболее часто воздух попадает в отопительные стояки вместе с закачиваемой водой. Реже – через неплотности резьбовых соединений, поврежденные мембраны расширительных баков и уплотнения в рабочих органах насосов.

Принцип разделения теплоносителя и воздуха

Воздух не вступает в химическую реакцию с водой, а образует с ней механическую смесь. Она разлагается на составляющие сразу, как только поток замедляется. Сепаратор, или устройство разделения, работает именно по этому принципу. Воздухосборники могут быть двух типов:

Вертикальный сепаратор

В двухтрубных системах отопления логичнее использовать вертикальный сепаратор, устанавливаемый на верхнем конце главного стояка. Его работа основана на гравитационном принципе: вода, побуждаемая силами тепловой конвекции или циркуляционным насосом, поднимается по вертикальному стояку. Достигнув верхней точки системы, она замедляется настолько, что из нее начинает выделяться воздушная смесь.

Конструкция вертикального воздухосборника практически не отличается от обычного расширительного бака. Для закрытых систем (не сообщающихся с атмосферой) он является дополнением к мембранному устройству, обычно устанавливаемому внизу, возле котла. Часть его объема, где и скапливается воздух, остается пустой. В верхнюю крышку герметичных баков врезается кран для стравливания воздуха или автоматический клапан-спускник.

Горизонтальный сепаратор

Для однотрубных систем с нижней разводкой чаще применяется горизонтальный сепаратор. Его принцип работы основан на законах гидродинамики: при изменении сечения трубы с малого на большой скорость потока жидкости замедляется. В отличие от вертикального, это устройство полностью заполнено водой, что является его существенным недостатком – воздуху просто негде скапливаться. Самая верхняя точка такого сепаратора снабжается патрубком изогнутой формы, за которую его нередко называют «гусаком». На конце этого фигурного трубопровода устанавливается кран спускник той или иной конструкции.

По сути, каждый теплообменник – это горизонтальный уловитель воздуха. Ведь вода в нем замедляется, и не только из-за увеличения объема, но и формы, которую радиаторам придают для лучшей теплоотдачи. Вот почему важно оснащать радиаторы кранами для удаления воздуха.

В алюминиевых радиаторах скапливается не только кислород, но и водород – продукт химической реакции окисления этого цветного металла.

Если вертикальные воздухосборники размещают в самой верхней точке системы, то установка горизонтальных может быть осуществлена как до котла (в сборной магистрали), так и после него.

Совет! Если прокачка теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, то горизонтальный замедлитель потока (сепаратор воздуха) лучше ставить перед котлом. Силы перекачивающего устройства наверняка хватит, чтобы выдавить большую часть воздуха из магистралей и радиаторов. А вот для самого насоса смесь воды и воздуха, из-за высокой вероятности возникновения кавитации, может быть опасной.

Устройства, стравливающие воздух

Автоматические воздухоотводчики в системе отопления будут бесполезными, если не оборудовать их устройствами для стравливания паровоздушной смеси из сборных полостей.

Они могут быть разными по конструкции:

• Автоматические клапаны;
• Кран Маевского;
• Обычный водоразборный кран – букса или шаровый.

Принцип работы автоматического клапана

Схема автоматического клапана определяет его основной недостаток – для удаления скопившейся в системе газовой смеси требуется, чтобы в трубах было давление определенной величины.

Если во время установки такого устройства не учтено этого параметра, то возможны два варианта:

1. Фонтанирование теплоносителя через клапан, если нормальное давление в системе выше порога срабатывания клапана;
2. Отказ функционирования.

Совет! Нужно обращать внимание на маркировку, которую обычно размещают на корпусе таких устройств.

Устройство крана Маевского

Кинематическая схема крана Маевского аналогична автоматическому клапану, только вместо подпружиненного штока используется резьбовой, который вращается внешним барашком (импортные модели) или ручным инструментом – отверткой или пассатижами. Кран Маевского предпочтительнее автоматического клапана.

Устройство водоразборных кранов

Обычные сантехнические краны, используемые не только для стравливания воздуха, но и для забора горячей воды, ставят в системах, которые сообщаются с атмосферой. Теплоноситель в них – обычная вода. Это техническое решение нельзя считать правильным, но оно широко применяется по причине его практичности.

Предпочтительнее использовать шаровой кран, в котором для уплотнения применяется термостойкий фторопласт. Резиновые прокладки в кран-буксах склонны к растрескиванию и потере герметичности, их использование приводит к неустранимой течи из системы отопления.

Сепаратор воздуха не является обязательным устройством в схеме системы отопления. Но его присутствие облегчает её эксплуатацию, является признаком высокой технической культуры.

Воздухосборники типовые в системах отопления и теплоснабжения

Проектировщики и изготовители систем отопления и теплоснабжения часто задают себе вопрос: есть ли необходимость в установке в системах проточных воздухосборников. В представленной вашему вниманию статье делается попытка ответить на этот вопрос.

Известно, что главный источник проблем с насосами, установленных в системах отопления и теплоснабжения, является кавитация. Физически это явление объясняется тем, что в теплоносителе всегда присутствует какое-то количество растворенного газа. При движении жидкости в ней могут возникать зоны разрежения. В результате выделяются пузырьки. Попадая с потоком в зону более высоких давлений, пузырьки резко сжимаются, выделяя энергию, которая разрушает поверхность рабочих колес, улиток насосов. Эта энергия также создает ударные волны, вызывающие вибрацию, распространяющуюся на рабочее колесо, вал, уплотнения, подшипники, повышая их износ.

Возникновение кавитации обусловлено разными причинами. Любой вид кавитации связан, в том числе и химической, не только с не учетом важных правил гидравлики и гидродинамики, но с наличием пузырьков воздуха при движении теплоносителя в контуре системы отопления или теплоснабжения, которые попадают в него через уплотнения вала насоса. Эти пузырьки воздуха не только увеличивают количество растворенного газа в теплоносителе, но сами могут являться причиной кавитации насоса, а также причиной возникновения вибрации и преждевременного износа трубопроводной арматуры и приборов.

Поскольку нет возможности полностью устранить эту причину, то есть способ ослабить ее последствия. Таким способом является установка в главных стояках системы отопления или теплоснабжения проточных воздухосборников.

Назначение и описание конструкции

Воздухосборники проточные предназначены для централизованного сбора воздушных скоплений (пузырьков), перемещающихся в среде теплоносителя (вода) по трубопроводам систем отопления и систем теплоснабжения вентиляционных установок. Воздухосборник горизонтальный, устанавливаемый на горизонтальных стояках, представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с приваренными эллиптическими или с плоскими днищами

Воздухосборники проточные предназначены для централизованного сбора воздушных скоплений (пузырьков), перемещающихся в среде теплоносителя (вода). по трубопроводам систем отопления и систем теплоснабжения вентиляционных установок. Воздухосборник горизонтальный, устанавливаемый на горизонтальных стояках, представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с приваренными эллиптическими или с плоскими днищами. В одно из днищ вварен патрубок для подвода теплоносителя, а в другое патрубок для отвода теплоносителя и патрубок для удаления воздуха.

Воздухосборник вертикальный, устанавливаемый на вертикальных стояках, представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с приваренными эллиптическими или с плоскими днищами. Верхнее днище у него глухое, а в нижнее днище вварены патрубки для подвода и отвода теплоносителя и трубка для удаления воздуха, верхний конец которой введен в полость воздухосборника.

Технологический процесс

Интенсивное выделение пузырьков газа из теплоносителя внутри воздухосборника происходит только при выполнении определенных условиях. Процесс выделения пузырьков в воздухосборнике характеризуется тремя параметрами: коэффициентом расширения струи Кр = Dн/dу, коэффициентом эффективности Кэф = L/Dн (для горизонтальных) Кэф = h/Dн (для вертикальных), скоростью движения теплоносителя Vт в подводящем патрубке или расходом теплоносителя через воздухосборник..

Диапазон этих параметров для горизонтальных воздухосборников: Кр = 3,5 — 10,5, Кэф = 2,25 — 2,55, Vт = 0,55 — 3,0 м/с. Диапазон этих параметров для вертикальных воздухосборников: Кр = 2,85 — 6,5, Кэф = 1,45 1,95, Vт = 0,55 — 3,5 м/с.

Уменьшение параметров Кр и Кзф меньше нижнего предела указанного диапазона может приводить к проскокам пузырьков газа, а их увеличение выше верхнего указанного диапазона приведетк увеличению металлоемкости воздухосборника без улучшения эффективности выделения пузырьков газа.

Всем указанным параметрам отвечают воздухосборники, изготовляемые по типовым сериям с.5.903-20 и с.5.903-2 из стандартных труб. Воздухосборники разработаны для установки в главных стояках диаметром от dу15 до dу 150 мм.

Параметры и технические характеристики воздухосборников

Технические характеристики и параметры воздухосборников представлены в табл. 1,2.

Таблица 1.Технические данные и основные размеры горизонтальных проточных воздухосборников.

Обозначение	Условный проход трубопровода, мм	Предельный расход теплоносителя через воздухосборник, кг/ч	Максимальное рабочее давление в системе, МПа	Размеры, мм						Масса, кг
				DH	L	l	dh	а	b
Воздухосборники с эллиптическими днищами
А1И017,000 000017010.000	15;20;25;3225 332 32 320	3300	1,2	1599	446	4022	26,8.Я	50	54	5,9
-01	25;32;40;50	6300		219	602	558	42.3	73	84	15,0
-02	40;50;65;80	10000		273	7144	670	60	90	1100	22,7
-03	65;80;100	13800		325	832	788	89	1000	125	36.7
Воздухосборники с плоскими днищами
А1И019.000	15;20;25;3225	З200	0,6	159	396	358	25,8	45	45	6,6
-01	25;32;40;50	6000		219	550	492	42,3	66	70	17,2
— 02	40;50;65;80	9600		273	674	596	60	84	95	27,7
-03	65;80;100	13800		325	810	682	89	110	110	49,6
Воздухосборники с плоскими днищами
А1И020.000	15;20;25;3225	3200	1,2	159	400	362	28.8	45	45	7.3
-01	25;32;40;50	6000		219	558	600	42,3	66	70	20,6
-02	40;50;65;80	9600		273	686	608	60	84	95	34.8
-03	65;80;100	13800		325	824	696	89	92	110	56..6

Таблица 2.Технические данные и основные размеры вертикальных проточных воздухосборников.

Обозначение	Условный проход трубопровода, мм	Предельный расход теплоносителя через воздухосборник, кг/ч	Максимальное рабочее давление в системе, МПа	Размеры, мм						Масса, кг
				DH	H	h	dh	а	b
Воздухосборники с эллиптическими днищами
А1И018 017, 011.000	40;50;65 60	10000	1,2	27373	64040	52020	57	70	10000	18,3
-01	65;80;100	13800		325	753	638	89	75	125	30,4
-02	100; 150	24500		426	932	822	15909	10555	170	55,8
Воздухосборники с плоскими днищами
А1И021 014.000	40;50;65	10000	0,6	273	561	448	57	70	100	25,5
-01	65;80;100	13800		325	642	498	89	75	125	43,6
-02	100, 150	24500		426	811	660	159	105	170	87,0
Воздухосборники с плоскими днищами
А1И022 015.000	40;50;65	10000	1,2	273	573	460	57	70	100	30,7
-01	65;80;100	13800		325	656	548	89	75	125	52.2
-02	100; 150	24500		426	827	724	15 9	105	170	102,2

Рекомендации по применению и изготовлению

Воздухосборники с эллиптическими днищами рассчитаны на применение в системах при рабочем давлении теплоносителя до 1,2 МПа. Воздухосборники с плоскими днищами разработаны в двух вариантах: для применения в системах при рабочем давлении теплоносителя до 0,6 МПа и для систем с рабочим давлением теплоносителя до 1,2 МПа.

Горизонтальные воздухосборники устанавливаются в высших точках систем отопления и теплоснабжения вентиляционных установок на горизонтальных участках трубопроводов с условным проходом от 15 до 100 мм, а вертикальные воздухосборники в высших точках вертикальных магистральных трубопроводов (главных стояков) с условным проходом от 40 до 150 мм.

Воздухосборники типовые изготавливаются из стандартных труб. Корпуса из стальных труб: 159×3,2 мм,219×5 мм,273×5 мм,325×6 мм,426×6 мм по ГОСТ 10704-76,патрубки из стальных труб: 15×2,5 мм,20×2,5 мм,32×2,8 мм,50×3 мм,80×4 мм, по ГОСТ 3262-75,159×3,2 мм по ГОСТ10704-76.Днища изготавливаются из стального листа.

Типоразмер воздухосборника (его диаметр) выбирается в зависимости от диаметра трубопровода, на котором он устанавливается, и расхода теплоносителя через воздухосборник, не превышающего предельного значения, приведенного в табл. 1 и 2.

Воздухосборники подвергаются гидравлическому испытанию для проверки прочности и плотности сварных швов пробным давлением, равным:

• для воздухосборников на рабочее давление 1,2МПа — 1,8 МПа
• для воздухосборников на рабочее давление 0,6 МПа — 0,9 МПа.

Время выдержки воздухосборника под пробным давлением не менее 10 мин. При размещении в не отапливаемых помещениях воздухосборники должны покрываться теплой изоляцией.

Внутренние и наружные поверхности должны покрываться краской БТ-177 ГОСТ5631-79.

Компания изготавливает в течение 5 лет по новой технологии воздухосборники А1И по двум типовым сериям с.5.903-2 и с.5.903 −20 для систем отопления и теплоснабжения (горизонтальные вертикальные проточные с плоскими и эллиптическими днищами). При их изготовлении применяется новая конструкция соединения днищ с корпусом и новая технология их сварки, обеспечивающая высокое качество и невозможность разгерметизации воздухосборников в течении всего периода эксплуатации.

Воздухосборники проточные А1И устанавливаются на трубопроводах внутренних систем отопления и теплоснабжения, перемещающих теплоноситель (воду) с температурой до 150 гр. при давлении до 1, 2 МПа (12 кгс/см2). Диметры трубопроводов теплоносителя Ду15 — Ду150 мм, диаметры стального корпуса Ду159 — Ду426 мм, масса от 6 кг до 102 кг. Воздухосборники предназначены для централизованного сбора воздушных скоплений (пузырьков), движущихся в потоке теплоносителя. Воздухосборники А1И 017 А1И 018 А1И 020 устанавливаются в наивысшей точке системы на горизонтальных участках трубопроводов, а А1И 018 А1И 021 А1И 022 в наивысших точках вертикальных трубопроводов (главных стояков).

В связи с многочисленными просьбами заказчиков, применяемых продукцию фирмы на объектах повышенной категории ответственности, компания «НПЦ Вектор-Кондвент» после проведения ряда организационных и технологических процессов для улучшения качества продукции, начиная с конца ноября.2011г. сертифицировалапродукцию: воздухосборники проточные А1И с.5.903-20(2) — сертификат соответствия № С-RU.MЛ20.В.00207

После существенного расширения и реорганизации складских помещений, начиная с середины октября 2012г., компания организовала продажу со склада в Москве наиболее часто заказываемого оборудования., в том числе воздухосборников А1И. На складе в достаточном количестве всегда имеются воздухосборники А1И для систем отопления и теплоснабжения с.5.903-20(2)- всех типоразмеров.