Odpowietrzniki, naczynia przeponowe, sprzęgła hydrauliczne…

W zamkniętych instalacjach centralnego ogrzewania (c.o.) i ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) montowane są urządzenia (np. odpowietrzniki, naczynia przeponowe, sprzęgła hydrauliczne), których zadaniem jest optymalizacja pracy instalacji, dająca poczucie komfortu użytkownikom, jak też racjonalne eksploatowanie kotła oraz optymalne zużywanie paliwa.

W poprzednim artykule dotyczącym osprzętu, który pojawia się w instalacji c.o. przedstawiłem pompy obiegowe. Dziś kolej na następne urządzenia…

Częstym problemem instalacji centralnego ogrzewania jest jej zapowietrzanie się na skutek błędów instalacyjnych. Do błędów instalacyjnych należą takie uchybienia jak bezpośrednie połączenia elementów z miedzi i stali, aluminium i stali lub aluminium i miedzi, ponadto wykonanie połączeń gwintowych nieszczelnych na powietrze i brak separatora powietrza lub ulokowanie go w niewłaściwym miejscu w instalacji centralnego ogrzewania.

Powody zapowietrzania

Wyszczególnione wyżej pary metali funkcjonują w środowisku wody grzewczej jak ogniwa galwaniczne i powodują, oprócz zjawiska intensywnej korozji, rozkład wody na tlen i wodór. Zjawisko to można ograniczyć, stosując przekładki dystansowe z innych materiałów, np. mosiądzu, lub stosując odpowiednie substancje (inhibitory) antykorozyjne.

Powodem zapowietrzania się instalacji mogą być również nieszczelne połączenia gwintowe, zwłaszcza z gwintem walcowym, który jest typowy dla tzw. „galanterii mosiężnej”. Mniejszy problem stwarzają połączenia z gwintem stożkowym umożliwiającym mocne zaciśnięcie połączenia, gwarantujące szczelność na gaz.

W każdej instalacji hydraulicznej występują skokowe zmiany średnicy wewnętrznej. Tam, gdzie średnica wewnętrzna gwałtownie się zwiększa, występuje podciśnienie na tyle duże, że zasysa powietrze z zewnątrz, gdy połączenia gwintowe nie jest szczelne na powietrze. Istnieje ogromna różnica szczelności na wodę i na powietrze. Połączenie szczelne na wodę, nawet do 8 barów, może być nieszczelne na powietrze. Jest to wniosek z badań własnych.

Separator powietrza z odpowietrznikiem

Rys. 1. Separator powietrza z odpowietrznikiem (z archiwum Spirovent).

Problem zapowietrzania jest skutecznie rozwiązany w instalacjach z kotłami wiszącymi i niektórymi stojącymi, w których fabrycznie zamontowane są pompy obiegowe. Pompy te znajdują są zwykle na zasilaniu, tj. w najlepszym miejscu dla odpowietrzania instalacji, i posiadają skuteczne odpowietrzniki.

W przypadku gdy kocioł nie ma pompy z odpowietrznikiem, rozwiązaniem jest zainstalowanie tzw. separatora powietrza. Jest to urządzenie, które w jednej obudowie zawiera separator powietrza, tj. zespół wychwytujący powietrze z wody, i odpowietrznik, który wyrzuca zebrane powietrze na zewnątrz (rys. 1). Miejscem takiego urządzenia w instalacji centralnego ogrzewania jest rura zasilająca tuż przy kotle, gdzie płynie najcieplejsza woda grzewcza. Im cieplejsza woda, tym łatwiej odseparować i usunąć z niej powietrze.

Sprzęgło hydrauliczne

Radykalnym rozwiązaniem odpowietrzania instalacji grzewczej jest sprzęgło hydrauliczne (rys. 2). Jego głównym zadaniem jest „uzgodnienie” instalacji hydraulicznej centralnego ogrzewania. Nie należy mylić „uzgodnienia” z „równoważeniem” instalacji centralnego ogrzewania. Zainstalowane sprzęgło hydrauliczne w instalacji centralnego ogrzewania jest traktowane jako element kotła. W nim bowiem zamocowany jest czujnik temperatury zasilania i jego wskazania są brane pod uwagę w pracy kotła zamiast wskazań czujnika fabrycznie zamontowanego wewnątrz kotła na zasilaniu.

Sprzeglo hydrauliczne

Rys. 2. Sprzęgło hydrauliczne w przekroju, z widocznymi u góry: separatorem powietrza i odpowietrznikiem oraz u dołu – pułapkami nieczystości i zaworem spustowym (z archiwum Flamco).

Sprzęgło hydrauliczne powoduje funkcjonalne rozdzielenie obiegów. Pompy obiegowe nie odczuwają wpływu pomp z innych obiegów na ich pracę. Pracują zgodnie, nie przeszkadzając sobie nawzajem. Najważniejszy efekt sprzęgła hydraulicznego polega na tym, że regulacja jednego obiegu nie zmienia regulacji pozostałych obiegów, jak to się dzieje w instalacjach wielobiegowych bez sprzęgła hydraulicznego.

Dodatkowymi funkcjami sprzęgła hydraulicznego są: ciągłe odpowietrzenie instalacji oraz zatrzymywanie nieczystości stałych płynących do kotła i zapobieganie tym samym ich gromadzeniu się w newralgicznych miejscach w kotle – w wymienniku ciepła, pompie i zaworach.

Sprzęgło posiada wbudowany odpowietrznik, a samo jest doskonałym separatorem wychwytującym powietrze z wody grzewczej przez dodatkowe elementy umieszczone wewnątrz w jego górnej części. W dolnej części sprzęgła znajdują się tzw. pułapki zanieczyszczeń stałych i zawór spustowy, przy pomocy którego usuwa się je okresowo ze sprzęgła. Sprzęgło zastępuje z powodzeniem takie urządzenia jak separator powietrza i odmulacz.

Naczynia przeponowe

Ważną rolę w zamkniętych instalacjach centralnego ogrzewania i instalacjach ciepłej wody użytkowej pełnią naczynia przeponowe. Kompensują one zmiany objętości wody grzewczej i wody użytkowej spowodowane zmianą ich temperatur. Bez naczyń przeponowych niemożliwa byłaby prawidłowa praca instalacji. Producenci i dystrybutorzy oferują materiały informacyjne i programy doboru naczyń przeponowych. Niezależnie od precyzyjnych wskazówek i obliczeń obowiązuje zasada, że nie ma za dużego naczynia przeponowego, może być jednak za małe.

Na szczególną uwagę zasługuje naczynie przeponowe w instalacji ciepłej wody użytkowej. Stosowane są dwa typy naczyń: o konstrukcji podobnej do naczynia dla instalacji centralnego ogrzewania, nazwijmy go „zwykłym”, i o konstrukcji zmodyfikowanej.

Zwykłe naczynie przeponowe „współpracuje” z zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. Z każdym otwarciem kranu z ciepłą wodą niewielka część wody z naczynia przeponowego przepływa do zasobnika. Zamknięcie kranu powoduje, że ubytek wody w naczyniu jest uzupełniany zimną wodą z wodociągu. Są to jednak niewielkie ilości wody i trudno to zaakceptować jako odświeżanie wody w naczyniu przeponowym. Znaczna większość pozostaje wewnątrz naczynia i ulega z czasem degradacji biologicznej. Rozwijają się tam bakterie, w tym również niebezpieczne dla zdrowia bakterie Legionella. Te niewielkie ilości wody, jakie przedostają się z naczynia do zasobnika, mogą skutecznie skażać wodę w zasobniku, tym bardziej że bakterie Legionella są „ciepłolubne” i znacznie szybciej namnażają się w ciepłej wodzie.

Lepsze, z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowników ciepłej wody użytkowej, jest zastosowanie naczyń przeponowych zmodyfikowanych (rys. 3).

naczynie przeponowe

Rys. 3. Przepływowe (zmodyfikowane) naczynie przeponowe do ciepłej wody użytkowej (z archiwum Flamco).

Są one zaopatrzone w dodatkowy zespół konstrukcyjny, powodujący wpływanie całego strumienia wody zimnej do naczynia, a następnie z niego do zasobnika. Naczynie przeponowe zmodyfikowane jest jak przewód doprowadzający wodę, przy każdym dłuższym poborze wody ciepłej, o objętości większej od naczynia, następuje w nim całkowita wymiana wody zimnej. Zapobiega to tworzeniu się „wylęgarni” drobnoustrojów i podnosi bezpieczeństwo użytkowania ciepłej wody.

Ponadto wskazane jest, jako zabieg nieodzowny, stosowanie tzw. dezynfekcji termicznej wody w zasobniku ciepłej wody użytkowej. Raz na tydzień powinna być podgrzewana woda w zasobniku do temperatury 70ºC. W tej temperaturze następuje całkowita dezynfekcja wody z drobnoustrojów chorobotwórczych, wystarczająca na kilka dni.

Nie jest jednak wskazane ustawienie temperatury wody w zasobniku na stałe na 70ºC. Temperatura optymalna i zgodna z przepisami to 60ºC. Do zasobnika wpływa woda z wodociągu, która zawiera spore ilości minerałów. Podgrzewanie jej do temperatury powyżej 60ºC powoduje odkładanie się kamienia kotłowego na wymienniku ciepła i tym samym pogorszenie sprawności i wzrost kosztów podgrzewania wody oraz krótszy okres żywotności zasobnika i instalacji ciepłej wody użytkowej.

dr inż. Jan Siedlaczek

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij