В системах подачи воды и отопления промышленных и жилых зданий нередко появляются пузырьки воздуха. Они проникают туда различными путями, но скапливаясь могут создавать проблемы функционированию трубопроводных систем. Вода, насыщенная воздушными пузырьками, перетекая по секциям радиатора создает шум, а воздушные пробки в местах искривления трубы могут стать препятствием для движения жидкости. В результате отдельные ветки трубопровода могут быть полностью парализованы такой помехой. Для того чтобы предотвратить скопление воздуха в трубах, используются воздухосбросники. Наиболее эффективные модели работают в полностью автоматическом режиме. Принцип работы таких устройств мы рассмотрим ниже.
Конструкция воздухоотводчика
Конструктивно воздухоотводчик представляет собой полый цилиндр, внутри которого находится подвижный пустотелый поплавок. В нормальном состоянии поплавок заполнен водой или другой жидкостью. При прохождении по трубе пузырьки воздуха скапливаются внутри поплавка. Это происходит по причине того, что воздухосбросник устанавливается выше самой верхней точки внутренней полости трубы.
Принцип работы автоматического воздухосбросника следующий: постепенно заполняя поплавок, пузырьки вытесняют воду. Это вызывает движение поплавка вдоль оси воздухоотводчика. Поплавок связан рычагом с клапаном, который открывается в соответствии с перемещением поплавка и сбрасывает скопившийся воздух в атмосферу. По мере того, как воздух удаляется через клапан, внутренняя полость поплавка заполняется водой. Поплавок движется в обратном направлении и воздействуя на рычаг запирает клапан. Такие циклы регулярно повторяются до тех пор, пока весь воздух из труб не выйдет на поверхность.
Несмотря на то, что в верхней части воздухоотводчика всегда остается небольшое количество воздуха, это никоим образом не влияет на нормальную работу гидравлической системы. Верхняя часть воздухосбросника является съемной, причем ее демонтаж можно производить даже в том случае, если трубопровод находится под давлением. Для этих целей в корпусе предусмотрен клапан с пружиной, надежно запирающий канал отвода воздуха при откручивании корпуса.
Если профилактические работы не производились вовремя, критический уровень загрязнений может привести к заклиниванию клапана, что, в свою очередь, приведет к утечкам жидкости из трубопровода. Чтобы предотвратить подобные ситуации в современных моделях воздухоотводчиков предусмотрены специальные кольца. Их изготавливают из материала, который при насыщении водой изменяется в объеме. Величина расширения может достигать 50%. Кольца, расположенные в крышке, выполняют функцию аварийного клапана. В случае заклинивания клапана вода из трубопровода попадает на кольца. Они, расширяясь, блокируют канал сброса воздуха, предотвращая утечку. Поскольку расширение происходит быстро, количество жидкости, которая успевает вытечь наружу, не превышает нескольких миллилитров.
Крышка, под которой размещены кольца, имеет два отверстия, которые при повороте крышки высвобождают жидкость или воздух, скопившиеся внутри воздухосбросника. Они используются, когда необходимо сбросить давление. Кольца при высыхании возвращаются к первоначальной форме, что позволяет использовать их многократно.
Воздухоотводчики производятся как с нижним, так и с боковым входом. Хотя практика показывает, что второй вариант работает более эффективно, использование устройств с боковым входом не всегда возможно технологически. Для присоединения к сети воздухоотводчики имеют резьбовую часть. Наиболее распространенные диаметры резьбы — это ½ и ⅜ дюйма.
Режимы эксплуатации воздухоотводчиков
Диапазон давления, при котором могут работать современные автоматические воздухоотводчики составляет от 2 до 10 бар. При этом рабочее давление в системах водоснабжения и отопления редко превышает 4 бара. Таким образом, устройства имеют достаточный запас надежности, чтобы гарантировать устойчивую работу даже при скачках давления в системе. В то же время, частые гидроудары, ржавчина и загрязнения негативно сказываются на стабильности работы устройства. В некоторых моделях для защиты от гидравлических ударов предусмотрены отражающие пружины.
Температурный режим большинства моделей воздухоотводчиков составляет от -10°C до +125°C. Лучше всего устройства работают в условиях, когда система постоянно находится под давлением.
Для нормальной работы устанавливать воздухоотводчики нужно строго вертикально. Сброс воздуха через крышку выполняется, как правило, при первоначальном заполнении системы водой. Это позволяет быстро высвободить из системы большие объемы воздуха.
Как выбрать место для установки воздухоотводчика?
Наиболее эффективно воздухоотводчики работают на тех участках трубопровода, где пузырьки воздуха движутся медленно. Интенсивный поток жидкости препятствует всплытию пузырьков, увлекая их в направлении своего течения. Чем меньше сечение трубы, тем выше будет скорость движения потока жидкости при условии равного давления.
Учитывая это, следует выбирать для установки отводчиков воздуха наиболее широкие участки трубопровода. Это могут быть локальные расширения, создаваемые для разделения подачи воды, коллекторы радиаторов систем отопления. В таких зонах даже мельчайшие пузырьки воздуха успевают всплыть, и их удаление из воды происходит максимально эффективно.
Преимущества и сфера применения автоматических воздухоотводчиков
В отличие от простейших механических систем, таких как кран Маевского, автоматические воздухоотводчики сводят участие человека в процессе к минимуму. Трудозатраты здесь ограничиваются лишь работами по установке и периодической чистке устройства. В то же время, они менее надежны чем краны Маевского, в которых отсутствуют какие-либо движущиеся части.
Существует множество приложений, где установка кранов Маевского невозможна в принципе. Например, при прямой врезке в трубопровод такой кран не будет выполнять свою функцию. Автоматические воздухосбросники находят применение в системах безопасности жидкостных и газовых отопительных котлов, при обустройстве теплых полов, в гидравлических распределителях, а также в системах отопления сложной конфигурации, где вероятность возникновения воздушных пробок составляет 100%.
На потребительском рынке такие устройства появились сравнительно недавно. В прошлом веке для удаления воздуха из систем отопления использовались расширительные баки. Производители воздухоотводчиков постоянно работают над улучшением своих устройств, внося конструктивные изменения, используя более современные материалы и технологии. Тем не менее, для нормальной работы изделия должны подвергаться регулярным профилактическим осмотрам и очистке, если возникает такая необходимость.
