PROBLEM: UTAN KUNSKAP OM AVGASNING ÄR DET MYCKET SOM KAN BLI FEL I VÄRME OCH KYLSYSTEM
LÖSNING: VÅR NYA HANDBOK OM AVGASNING
Solutions for heating and cooling systems
AVGASNING
Att driftstörningar och problem inträffar i värme- och kylsystem är välbekant. Indikationerna är då ofta:
Svårt att hålla temperaturen p.g.a. försämrad värmeöverföring. Oljud i pumpar eller i delar av rörsystemet. Cirkulationen har avstannat och därmed ingen värme, speciellt i husets översta våningar. Rost/korrosion uppträder på radiatorer och rördelar. Troligaste orsaken till dessa oönskade problem är luft/gas i delar av systemet, ofta i högpunkter.
Att förstå varför luftproblem uppstår, är mycket att förstå naturens egna fysikaliska lagar.
200 190 180 170 160 150
Det handlar om vätskans, normalt vatten, förmåga att naturligt lösa resp. avge gas vid olika betingelser. Gas är i detta fallet luften som omger oss och som består av ca 78% kväve, 21% syre och 1% ädelgaser. Faktorerna som påverkar vattnets förmåga att lösa respektive avge gas är dess tryck och temperatur.
130
Systemtryck [bar(e)]
120 110 100
6
90 80
5
70
4
60
3
50
2
3
3
Detta samband konstaterade den engelske kemisten William Henry som därför kunde upprätta vidstående diagram. Diagrammet visar tydligt hur lösligheten förändras beroende på temperatur och rådande tryck. Vid låg temperatur och samtidigt högt tryck är den naturliga balansen för vätskan hög löslighet av gas. Vid motsatsen, d.v.s. hög temperatur och lågt tryck vill vätskan absorbera minimal mängd gas. Mellan dessa värden finns alla variationer beroende på temperatur och tryck.
140
Löslighet av luft i vatten [dm /m ] eller [ml/l]
2
40
1
30 20
-0,5
10 0
-0,25
0
-0,75 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Vattentemperatur [°C]
100
AVGASNING
Följande vardagliga händelser är exempel på att Henrys lag verkligen existerar:
Temperaturen Du tappar upp kallt kranvatten i en kastrull för att värma upp till tevatten. Det kalla vattnet är klart och fritt från synliga gasblåsor. Uppvärmningen startar och nästan direkt börjar nu gasblåsor att stiga upp från kastrullens botten. Med ökande temperatur blir blåsorna bara fler och fler, för att bli som mest strax innan vattnet kokar.
Trycket Du tar fram en oöppnad flaska kolsyrat mineralvatten. Innan flaskan öppnas observerar du att vattnet är klart och fritt från synliga bubblor. Så snart du har skruvat av kapsylen bildas bubblor som oavbrutet stiger upp till ytan. I en oöppnad flaska råder ett visst övertryck som gör att kolsyran hålls löst i vätskan. När kapsylen öppnas sker en trycksänkning och därmed vill vätskan avge en viss mängd fri gas i form av bubblor. I detta fallet är det kolsyra.
William Henry (1775-1836) började studera medicin i Edinburgh 1795 och tog sin doktorsexamen år 1807, men sjukdom gjorde att han avbröt sin praktik som läkare och han ägnade sin tid främst kemisk forskning, särskilt när det gäller gaser. En av hans mest kända artiklar som publicerades 1803, beskriver experiment på den mängd gaser som absorberas av vatten vid olika temperaturer och under olika tryck. Hans resultat är kända idag som Henrys lag. Källa: Wikipedia
3
4
AVGASNING
Vätskan i ett värme-/kylsystem påverkas av exakt samma fysikaliska verklighet.
Därför är det nödvändigt att ta hänsyn till de problem som uppkommer som en konsekvens av naturens lagar och hitta effektiva lösningar som fungerar för olika driftsituationer. Speciellt gäller det systemets utformning, låg eller hög byggnad och dess temperatur och tryck. Även typ av vätska/fluid avgör i hög grad luftproblemens omfattning. Vilket betyder att valet av avluftare/ avgasare väsentligt påverkar hur effektiv avgasningen verkligen blir.
Automatiska avgasare finns, i första hand, i tre olika utföranden: luftavledare, luftavskiljare och undertrycksavgasare. För samtliga gäller att vätskan/fluiden måste vara vatten eller blandningar av vatten/glykoler och vatten/etanol. System med blandningar av vatten/salter, både organiska och oorgansiska, skall ej utrustas med automatiska avgasare. Vätskans egenskaper, som t.ex. kristallbildning, stör väsentligt avgasarens automatiska funktion.
Luftavledare
är normalt av flottörtyp, d.v.s. en flottör påverkar, via ett en länkarm, en ventil genom sitt höjdläge i flottörhuset. När luft tränger in i huset underifrån sjunker flottören, ventilen öppnar och luften kan passera ut från avledaren. Flottörens läge höjs i takt med att vätskenivån stiger och ventilen stänger igen. En luftavledare är perfekt att montera i systemets högpunkter för att effektivt ta hand om luft som samlas i t.ex. rörstammar. Måste ha god avluftningskapacitet och hög läcksäkerhet. Skall alltid förses med en avstängningsventil mot systemet.
Vid funktionsproblem är det då möjligt att demontera den felaktiga avledaren och ersätta denna med en ny, utan att påverka systemet i övrigt. För att fungera väl måste drifttrycket vara minst 0,5 bar där avledaren sitter monterad. Vid oönskat undertryck i systemet kan avledaren också fungera som vakuumventil, d.v.s. kan suga in luft i systemet. Därför är det viktigt att det råder ett övertryck i alla delar av systemet. Möjligheten att kunna suga in luft underlättar dock nödvändig nedtappning av systemet. För ytterligare detaljer och data se produktblad AT 8050B Luftavledare.
AVGASNING
Luft-/partikelavskiljare
separerar mycket effektivt fria bubblor från den flödande vätskan i systemet. Vid passeringen genom avskiljarens volymförstorade hus sänks flödeshastigheten väsentligt. Fri gas har här därför stor möjlighet att avskiljas från vätskan och stiga upp och samlas i toppen av huset. En nätkassett i huset förhöjer rejält avskiljningsgraden genom att sitta mitt i vätskeflödet och speciellt ”fånga upp” de små bubblorna, s.k. mikrobubblor. Detta sker genom att utnyttja bubblornas vidhäftningsförmåga, d.v.s. att de ”fastnar” på fast material som finns ”i vägen”. Dessa mikrobubblor växer ihop, lyfter och samlas också i avskiljarens topp. En luftavledare i toppen, lika ovan, ser till att den ansamlade gasen kan avledas ut i de fria. För att snabbt få ut den stora gasmängden i samband med den första påfyllningen av systemet, finns också en manuell avluftningsventil i toppen av avskiljaren. Den skall monteras i systemets huvudledning, med anslutningsdimension lika systemets rördimension. I ett värmesystem är framledningen, med sin högre temperatur, den bästa placeringen. Helst på sugsidan cirkulationspumpen, där trycket är lägst. I ett kylsystem sitter avskiljaren bäst i returledningen, med sin något högre temperatur. Även här bör placeringen vara på sugsidan cirkulationspumpen för lägsta tryck.
Problem kan uppstå när drifttrycket är högt, beroende på att avskiljaren inte kan ta hand om gas som är löst i vätskan (inga synliga bubblor), gäller t.ex. i höghus. Enligt Henrys lag vill vätskan innehålla mer mängd gas när trycket stiger och omvänt mindre mängd när trycket sjunker. För ett höghus med avskiljaren sittande nere i undercentralen, innehåller vätskeflödet igenom avskiljaren en större mängd löst gas. Senare, på väg upp i rörsystemet, sjunker trycket successivt och fri gas börjar uppträda. Mängden ökar allt eftersom trycket sjunker i de högre delarna av byggnaden. Om anläggningen saknar luftavledare i högpunkter och stammar kommer den fria gasen att bli kvar i radiatorer och ventilationsaggregat och förorsaka driftstörningar i form av cirkulationsproblem och oljud. Slutsats: En luftavskiljare i undercentralen är inte alltid det rätta produktvalet för att få till en gasfri anläggning. Gäller speciellt för byggnader med mer än 4 våningar, vilket motsvarar ett drifttryck över 1,5 bar. Även fasta partiklar fångas upp effektivt av avskiljaren. vilka sjunker till botten och kan urspolas med hjälp av kulventilen. För ytterligare detaljer och data se produktblad AT 8070C Luft-/partikelavskiljare.
5
6
AVGASNING
Undertrycksavgasare är den optimala produkten för att få till ett maximalt avgasat system.
Gäller både värme- och kylsystem, när systemvolymen är mer än 2000 liter. I mindre system, där drifttrycket normalt aldrig är över 1,5 bar, är luftavledare och luftavskiljare tillräckliga lösningar. Genom sin funktion klarar undertrycksavgasaren alltid av att skapa ett gasfritt system, oberoende vilket drifttryck eller temperatur som råder i värme- eller kylsystemet. Undertrycksavgasare ansluts till systemets huvudledning, som en bypassenhet. Tillopps- eller returledning spelar här mindre roll. Inkopplas med 2 anslutningar på sidan av huvudledningen, med minst 500 mm emellan. Felaktig anslutning till toppen eller botten av ledningen innebär risk för driftsstörningar. I inloppsanslutningen monteras en avstängningsventil och ett smutsfilter och i utloppsanslutningen en avstängningsventil. Ventilerna underlättar service och filtret stoppar skadliga fasta partiklar.
I avgasaren ingår: tryckstegringspump, magnetventil, backventil, avgasningskärl med backventilförsedd luftavledare, styrenhet med givare samt tryckmätare som visar drifttrycket, både övertryck och undertryck. Med öppen magnetventil suger pumpen in ett delflöde från systemet till avgasningskärlet . Trycket i kärlet är nu lika med systemets drifttryck. Efter några sekunder stänger magnetventilen, inflödet upphör, samtidigt som pumpen fortsätter att arbeta. Pumpens fortsatta gång skapar ett undertryck i avgasningskärlet, ca – 0,8 bar. Denna stora trycksänkning, från systemets övertryck ned till undertryck, framkallar en mängd fria gasbubblor i avgasningskärlet. Efter ytterligare några sekunder öppnar magnetventilen åter och ett nytt delflöde från systemet är på väg att sugas in i avgasningskärlet. Det nya inträngande flödet tvingar ut den frigjorda gasen genom kärlets luftavledare och ut i det fria.
AVGASNING
Inkoppling
Denna driftcykel fortsätter att upprepas många gånger, så länge som det finns för mycket gas kvar i vätskan. Efter en tid, normalt ca 2 veckor för ett medelstort system, har avgasaren behandlat hela systemvolymen och därmed har gasmängden i vätskan minskat till en så låg nivå att luftproblemen nu helt har försvunnit. Vilket betyder att dess gasindikator nu konstant avkänner att minvärdet är nått. Den kontinuerliga driftcykeln avstannar och avgasaren intar ett standby-läge. Minst en gång varje dygn gör avgasaren en kort driftcykling, för att avkänna och kontrollera att gasmängden ej har ökat.
Funktion
+ -
+ -
+ -
E D B
C STOP
A Magnetventilen öppen. Delflöde in. A Pump, konstant i drift B Magnetventil C Backventil D Avgasningskärl E Luftavledare med backventil
Magnetventilen stängd. Undertryck skapas och gasblåsor bildas.
Systemet är nu, näst intill, helt fritt från gas. Vilket betyder att vätskan nu är undermättad och därför kan absorbera en viss mängd gas utan att bilda fria gasblåsor om ny luft skulle börja tränga in i systemet. Så länge som inga fria bubblor uppstår, är systemet, i detta läge, helt fritt ifrån luftproblem.
Magnetventilen öppen igen. Nytt delflöde in och frigjord gas avledes.
Eftersom inga system är helt diffusionstäta och vätskan samtidigt strävar efter att alltid ”vara i rätt balans”, kommer gasmängden åter att successivt öka i systemet. Därför är det nödvändigt att avgasaren är permanent monterad, för att direkt kunna starta sin kontinuerliga driftcykling när mängden åter ökar och därmed undvika nya återkommande driftstörningar.
7
8
AVGASNING
En inte helt ovanlig uppfattning är tyvärr annars: ”En gång avgasat – alltid avgasat!”
Efter det mottot används därför flera undertrycksavgasare som ”mobila lösningar”, d.v.s. flyttas runt till olika anläggningar. Det betyder att varje anläggning blir tillfälligt ”hjälpt”, för att senare återfå problemen. För ytterligare detaljer och data se produktblad AT 8080S Undertrycksavgasare. Rätt val och montering av automatiska avgasare är, som framgår av ovanstående, helt avgörande för resultatet. Ändå uppstår problem!
AVGASNING
Orsaken är då normalt något av följande:
1. Den obligatoriska manuella avluftningen efter första påfyllningen av systemet är bristfälligt utförd. För mycket luft finns fortfarande kvar stående i luftfickor som kräver manuell åtgärd. 2. Cirkulationspumpen har satts igång innan den manuella avluftningen är avslutad. 3. Ingen tillräcklig efterpåfyllning av vatten har gjorts efter avslutad avluftning. Vilket får till följd att expansionskärlet inte har möjlighet kompensera för utsläppta volymer av luft/vattenblandningar. Därmed uppstår stor risk för undertryck i delar av systemet, som ger ytterligare luft fritt tillträde. 4. Expansionskärlet håller inte rätt drifttryck. A. För expansionskärl med kompressor eller pump, normalt beroende på att volymen i kärlet är helt fel, nästan tomt eller fullt. I båda driftfallen uppstår då tryckhållningsproblem. B. För förtryckta expansionskärl, med gummibälg eller membran, beror detta på att förtrycket är felaktigt. I en nyinstallation, för att kärlets förtryck inte har anpassats till anläggningens statiska höjd, för lågt eller för högt. I båda fallen kommer det varierande drifttrycket att hamna utanför nödvändigt tryck. I ett äldre system, för att kärlets förtryck inte har kontrollerats och justerats, lika med fyllts på. Detta är nödvändigt eftersom inga material är till 100% täta, diffusion sker genom alla material. Innebär att förtrycket, över tid, långsamt sjunker och påfyllning med kompressor blir nödvändig. Om inte detta sker, inom rimlig tid, kommer kärlets försämrade funktion bl.a. att leda till inträngning av luft p.g.a. undertryck i systemet. 5. Expansionskärlet/tryckhållningssystemet är felaktigt anslutet till anläggningen. Är inkopplat på trycksidan om cirkulationspumpen. I anslutningspunkten (den neutrala punkten) är trycket alltid lika med expansionskärlets drifttryck, oberoende om denna är på sug- eller trycksidan om pumpen. Felaktig inkoppling på trycksidan innebär att pumpens tryckuppsättning inte kan utnyttjas på rätt sätt och får till följd att trycket i anläggningens högsta del riskerar att bli negativt, d.v.s. ett undertryck, lika med inträngning av oönskad luft.
Denna beskrivning av problem, verklighet och lösningar bör vara till hjälp när du åtgärdar dina egna luftproblem. Rätt produktval och rätt placering avgör hur bra din anläggning kommer att fungera. Har du ändå funderingar eller önskar ytterligare information, kontakta oss på Armatec.
9
10
AVGASNING
Avgasning i medelstora värmesystem med byggnader med max fyra våningar, lika med drifttryck max 1,5 bar. Min drifttryck i högpunkter 0,5 bar. Normalt temperaturområde 90 - 30 °C.
Luftavledare med avstängningsventil
I högpunkter
Luft-/Partikelavskiljare Expansionskärl
I undercentral
Luft-/Partikelavskiljare monteras i huvudledning. Expansionskärl med rätt inställt drifttryck och driftanpassad volym. Inkopplad på sugsidan om cirkulationspumpen. Expansionskärl med förtryck skall kontrolleras vartannat år.
I undercentral
AVGASNING
Avgasning i större värmesystem eller i högre byggnader med mer än fyra våningar, lika med drifttryck över 1,5 bar. Min drifttryck i högpunkter 0,5 bar. Normalt temperaturområde 90 - 30 °C. Luftavledare med avstängningsventil
I högpunkter
Undertrycksavgasare Expansionskärl
I undercentral
Expansionskärl med rätt inställt drifttryck och driftanpassad volym. Inkopplad på sugsidan om cirkulationspumpen. Expansionskärl med förtryck skall kontrolleras vartannat år.
Undertrycksavgasare monteras i huvudledning. I undercentral
Gäller även för kylsystem med min drifttemperatur 0 °C. Dock ej system med blandningar av vatten/salter. Text och idé: Christer Johansson Grafisk utformning/Produktion: Peter Lundberg
11
11-07 5000 ex. Rätten till ändringar utan föregående meddelande förbehålls. Armatec ansvarar inte för eventuella tryckfel eller missförstånd.
Solutions for... Där det finns problem, finns också möjligheten till en lösning. Att hitta dessa lösningar är vår uppgift. Var och en av oss har specialistkunskap, vissa är nischade och andra har bredare kompetensområde. Tillsammans har vi den kunskap som behövs för att lösa dina problem. Vår metod bygger på teknisk kompetens, erfarenhet och engagemang. Dessutom bryter vi gärna mönstret och tänker nytt och annorlunda. På så vis kan vi erbjuda effektivare lösningar både på nya och gamla problem. Det är alltid våra kunder som avgör om vi håller vad vi lovar. Välkommen att testa oss du också. Det kan bli lösningen på dina problem.
Armatec - Göteborg
Armatec - Malmö
Armatec - Stockholm
Armatec - Örebro
Box 9047 400 91 Göteborg
Östra Farmvägen 15B
Vretenborgsvägen 20
Radiatorvägen 11
Besöksadress: A. Odhners gata 14 421 30 Västra Frölunda
212 16 Malmö
126 30 Hägersten
702 27 Örebro
Telefon: 031-89 01 00 Fax: 031-45 36 00
Telefon: 040-600 95 00 Fax: 040-600 95 05
Telefon: 08-794 06 70 Fax: 08-18 79 00
Telefon: 019-601 90 30 Fax: 019-601 90 35
E-mail info@armatec.se www.armatec.se
E-mail: info@armatec.se www.armatec.se
E-mail: info@armatec.se www.armatec.se
E-mail: info@armatec.se www.armatec.se
armatec.se
Solutions for...