Въздухът във водните отоплителни системи

Едновременно климатизират и вентилират офисни, административни и търговски помещения

Покривните климатици са сред най-наложилите се технически решения за поддържане параметрите на микроклимата в мащабни и средноголеми офисни, търговски, развлекателни и административни обекти. У нас са познати повече с английското си наименование руфтоп (Rooftop). Те широко се използват за климатизация на спортни зали, супермаркети, кафенета, ресторанти, летищни комплекси, конферентни зали и други, т.е. основно за големи зали с общ покрив. Сред спецификите им е както да охлаждат, така и да загряват въздуха в помещението. Едно от важните им предимствата е, че подаваният въздух е смес от пресен и рециркулационен въздух, благодарение на което помещението едновременно се климатизира и вентилира.

Конструктивно покривният климатик представлява хладилна машина във вид на моноблок. Затова често е оприличаван на голям прозорeчен климатик. Както личи от наименованието му, той се монтира най-вече върху покрива на съответната сграда или в непосредствена близост до охлажданото помещение. Добре е да се има предвид, че това не изключва всички монтажни възможности. Подходящи места за монтаж са също земната повърхност, както и техническа площадка, намираща се в близост до сградата. Обикновено, когато покривът е плосък, руфтопът се монтира директно върху него. При монтаж върху наклонен покрив е необходимо да се използва специална носеща конструкция, върху която да се постави климатикът.

Защо се образуват въздушни възглавници?
Във водата, с която се пълни инсталацията, се съдържа определено количество разтворен въздух. Обикновено в един тон вода се съдържат повече от 30 грама въздух. Процесът, при които разтвореният в топлоносителя въздух преминава в свободно състояние, зависи от две величини - температурата и налягането на водата в системата. Те оказват противоположно влияние върху образуването на въздушни мехурчета във водата. Колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-малко са разтворените в нея газове. Обратно, с повишаване на налягането в инсталацията, скоростта, с която разтвореният въздух преминава в свободно състояние, намалява. Тъй като нарушенията в циркулацията на водата в инсталацията и шумът, с който е съпроводена работата й при образуване на въздушни възглавници, са лесно обясними, ще обърнем внимание на по-високата степен на корозия на тръбите, в които количеството разтворен кислород е високо. Установено е, че разтвореният въздух съдържа около 33% кислород, т.е. количеството на кислорода е доста по-високо от това в атмосферния въздух. По тази причина, запълването на воднобазираните отоплителни системи с топлоносител, съдържащ високи нива на разтворен кислород, оказва отрицателно влияние върху степента на корозия на металните тръби.

За скоростта на въздушните мехурчета
Местоположението и скоростта на въздушните мехурчета се определя в голяма степен от наклона на тръбите в инсталацията. В хоризонтални и наклонени тръби мехурчетата се намират в горната част на тръбата. Във вертикалните тръби на водните инсталации газовите мехурчета могат да бъдат увлечени от движението на водния поток надолу, да изплуват или да стоят неподвижно. Скоростта на водата в системата също има определящо значение за големината на въздушните мехурчета. При скорост на водата по-висока от 1 m/s се образува газова емулсия. Ако скоростта на водата в системата е по-ниска от 0.6 m/s, се наблюдава раздробяване на мехурчетата и откъсването им от повърхността. От своя страна скоростта, с която мехурчетата се движат във водата, зависи от подемните сили и съпротивителните сили при движението на водата и въздуха в инсталацията.
Засмукването на въздух в процеса на експлоатацията на системата се предотвратява чрез създаване на свръхналягане в елементите й. Съществуват няколко различни подхода за обезвъздушаване - централен, групов и индивидуален.

Централното обезвъздушаване
се реализира през отворения разширителен съд на системата или от специални въздухосборници. В системи с горно разпределение въздухът се насочва по разпределителната мрежа към отворения разширителен съд или към проточен въздухосборник. Тъй като посоките на водата и въздуха в системата съвпадат, процесът на въздухоотделяне се улеснява. За събиране на въздуха се избират най-високо разположените места от системата. При отделяне на въздуха в отворения разширителен съд процесът е непрекъснат, докато при използването на проточен въздухоуловител въздухът се изпуска през определен период от време. Характерно за проточните въздухоуловители е, че скоростта на топлоносителя през тях трябва да бъде достатъчно ниска, а дължината им достатъчно голяма, за да се осигурят условия въздушните мехурчета да изплуват на повърхността на водата и съответно да се отделят в атмосферния въздух. Диаметърът на проточния въздухоуловител е функция от дебита на постъпващата вода и диаметъра на входящия тръбопровод. Счита се, че диаметърът на въздухосборника не трябва да бъде по-малък от два пъти диаметъра на входящия тръбопровод. Дължината на проточния въздухосборник обикновено е от 2 до 2.5 пъти по-голяма от диаметъра му.
За разлика от системите с горно разпределение, при тези с долно за обезвъздушаване се изгражда специална въздухосъбирателна мрежа. Монтира се над отоплителните тела и се изпълнява с определен наклон към местата, в които се събира въздухът. По аналогия със системите с горно разпределение, въздухът се събира в отворен разширителен съд, от който се изпуска непрекъснато, или във вертикален въздухосборник, от който се изпуска периодично. Въздухосъбирателната мрежа свързва подаващите тръби на щранговете.

Груповото обезвъздушаване
се използва за отделяне на свободния въздух от група тела, монтирани на един хоризонтален или вертикален щранг. Реализира се чрез обикновен поплавков автоматичен обезвъздушител, който се поставя в най-високата точка на частта от системата, за обезвъздушаването на която се използва. Подобни обезвъздушители се монтират и на въздухосборниците, с които се решава проблемът с наличието на въздушни мехури в топлоносителя чрез централно обезвъздушаване.

Индивидуалното отделяне на въздуха
е предназначено за обезвъздушаване едно отоплително тяло. За целта в горната част на тялото се монтира обезвъздушител, който може да бъде автоматичен или ръчен. Принципна конструкция на автоматичен обезвъздушител е показана на фиг. 3. Водопоглъщащите пластини 4 набъбват в резултат на контакта си с вода, в резултат на което дебелината им се увеличава. Водопоглъщащите пластини са свързани с жигльора 3, при преместването на който сферата 2 затваря отвора в тялото 1. След изсъхване на пластините дебелината им намалява, под действието на силата на пружината сферата се връща в начално положение, премествайки затвора назад и отваряйки канал, през който въздухът напуска отоплителното тяло.
Често за постигане на надеждно обезвъздушаване на воднобазираните отоплителни системи, възможностите, които предлагат централното, комбинираното и индивидуалното обезвъздушаване, се използват комбинирано.