Separatory powietrza przeznaczone są do usuwania powietrza rozpuszczonego w wodzie. Stosuje się je w instalacjach grzewczych w miejscu gdzie temperatura wody jest najwyższa (za kotłem lub wymiennikiem ciepła). Zastosowanie separatorów powietrza w istotny sposób obniża korozję w instalacji, zmniejsza awaryjność pomp powstającą wskutek kawitacji, szumy przepływowe i głośną pracę instalacji.
Zasada działania
Woda ogrzewana w kotle centralnego ogrzewania poddawana jest bardzo „surowym” warunkom, temperatura w warstwie przyściennej może wzrastać tutaj nawet do ponad 100°C. Przy wodzie surowej, nie odgazowanej, powoduje to wydzielanie się dużych ilości pęcherzyków powietrza, które najpierw przyklejają się do ścianek kotła (zmniejszając tym wymianę ciepła), a następnie porywane przez przepływającą wodę przedostają się do dalszych części instalacji. Wielkość pęcherzyków jest bardzo różna, od mikropęcherzy niewidocznych gołym okiem, po drobne pęcherze powietrzne o średnicy 0,1 – 1,0 mm i większej. Tak małe wymiary powodują, że podczas przepływu przez instalację pęcherzyki dość łatwo osadzają się na powierzchni przewodów i dopiero po agregacji zaczynają migrować do najwyżej położonych punktów. Część pęcherzyków może też w warunkach obniżonej temperatury ponownie ulec rozpuszczeniu i cały proces się powtarza.
Usuwanie fazy gazowej w instalacji należy więc przeprowadzać możliwie wcześnie, w warunkach wysokiej temperatury, w której rozpuszczalność gazów w wodzie jest mała, a tym samym powietrze będzie występować w niej w stanie wolnym. W praktyce, warunki takie napotkamy bezpośrednio za kotłem, jednak w miejscu tym panuje także wysokie ciśnienie (kotły to najczęściej najniżej posadowione elementy instalacji). Na szczęście wpływ temperatury na rozpuszczalność gazów w wodzie jest znacznie większy niż wpływ ciśnienia, dlatego można przyjąć, że najdogodniejszym miejscem dla montażu separatora będzie przewód zasilający za kotłem.
Pojawienie się w wodzie fazy gazowej w postaci drobnych pęcherzyków to za mało aby skutecznie i szybko usunąć gaz, dlatego w separatorach powietrza korzysta się dodatkowo z dwóch zjawisk fizycznych sprzyjających oddzielaniu powietrza od wody : koalescencji i centryfugi.
Separatory odśrodkowe
Wykorzystują zjawisko centryfugi ( separuje się na zasadzie siły odśrodkowej frakcje o różnej gęstości), dzięki stycznie położonym przyłączom. Woda wpadając do separatora wprawiana jest w ruch wirowy i wskutek siły odśrodkowej, jako medium cięższe, dociskana do ścianek urządzenia. Jednocześnie zawarte w niej powietrze, jako medium lżejsze zbiera się w osi separatora.
Stosunkowo duża średnica separatora w stosunku do średnicy instalacji powoduje, że w środkowej jego części następuje znaczne spowolnienie przepływu wody. Sprzyja to migracji pęcherzyków powietrza do górnych partii urządzenia, gdzie usuwane są następnie poprzez zwykły zawór odpowietrzający pływakowy do atmosfery.
Wydajność separatorów odśrodkowych jest ściśle związana z prędkością przepływu wody w króćcu dolotowym. Wysoką sprawność uzyskuje się tutaj dopiero przy prędkości rzędu 1,5 m/s. W praktyce, ze względu na straty ciśnienia, prędkości te są mniejsze, do 1,0 m/s. Separatory odśrodkowe są więc skuteczne głównie przy usuwaniu z wody większych pęcherzy powietrza, w mniejszym natomiast stopniu radzą sobie z mikropęcherzami. Ogólnie jednak, ich zdolność odpowietrzająca jest wystarczająca dla typowych instalacji c.o..
Separatory absorpcyjne (koalescensyjne)
Wykorzystują zjawisko koalescencji pęcherzyków powietrza zachodzącej na powierzchni absorbera. Zjawisko polega na łączeniu się małych pęcherzyków powietrza w większe bąble zdolne do szybkiego przemieszczania się w wodzie. Warunkiem koniecznym do jego spełnienia jest spowolnienie przepływu wody i umieszczenie na drodze strumienia dodatkowej powierzchni absorpcyjnej na której będzie gromadzić się gaz.
Separatory spirovent junior po lewej i dirt po prawej
źródło:
1) www.instsani.pl
