给排水设备知识

当前位置:首页 > 给排水设备知识

为什么供暖系统与空调系统需要排气

时间:2016-01-26 10:02:33点击:
为什么供暖系统与空调系统需要排气

为什么供暖系统与空调系统需要排气?

一、供暖及空调系统常见问题
空调系统的末端设备不冷、不热,和供暖系统中暖气不热,以及以上水系统出现的循环故障、流水噪音、结垢、腐蚀等是众所周知的问题,如何解决这些既常见,而又悬而未决的问题,需要有专业的气体分离设备来完成。
 
二、问题的产生
出现上述问题的根本原因是水中含有空气。那么,空气是如何进入水系统的呢?
众所周知,在充水和补水过程中往往会使用水介质。根据亨利定律,从理论上可以得出饮用水中氧气含量约为11mg/L,氮气含量约为18mg/L。另外,还有少量二氧化碳也溶解在水中。据测量每补一升水就会有29mg空气(氮气和氧气)进入系统,所以装置的密封性自然是最最重要的。空气中的气体(约78%N2, 21%O2)和水中气体的浓度差别,是气体扩散入水系统的推进力。数据表明,塑料管地热供暖装置的氧气扩散量是传统的铜管或钢管供暖装置的103-105倍。这一扩散量就可能在塑料管和钢管混合安装的地板供暖装置中导致腐蚀损害。
 
三、气体在水系统中存在的形式
气体在水系统中存在的形式有三种:
1、第一种形式,气体以气团的形式积聚于系统中的最高点或局部高点,如水管路拐角处和换热器(散热器、风机盘管)的顶部等。
2、第二种形式,气体以游离气泡形式随系统水循环运动。
3、第三种形式,气体溶解于水中,并随水循环运动。
上述三种气体存在形式中,第一、二种为游离性气体,第三种为溶解性气体,三者之间会不停地相互转化,但在无外界条件变化时,其各种形式的存在量会相对稳定。
 
四、水中的气体对供暖及空调水循环系统带来不利影响的分析
1、积聚的气体产生气阻,造成系统阻力不均衡,系统循环不畅,产生噪音、气蚀,这些问题会降低水泵的有效扬程和运行效率,降低设备及管网的使用寿命。
2、换热器表面附有的气泡会降低其传热效率,系统气阻造成系统调试困难,且在运行期间经常需要人工排气。
3、系统中的氧气会造成系统的氧腐蚀。腐蚀导致系统使用寿命降低,直接影响整个系统的安全。
4、 水中各种气体的成份及其危害性分析
水中的气体大都为空气,而空气中的气体约78%为氮气(N2), 21%为氧气(O2),还有少量氢气(H2)和甲烷气体等。
   (1)氧气——它是铁质材料腐蚀的主要因素。氧气是高活性的。由于腐蚀反应,它在供热系统运行过程中能最大限度地被消耗掉。它在循环水中几乎完全以溶解形式出现。当氧气浓度>0.1mg/L,其腐蚀损害作用和系统积污会急剧增加。因此,为了避免氧气的进入,只能坚持建造与大气隔离的封闭系统。
⑵氮气——它是空气的主要成份。氮气是惰性气体,与氧气相反,它在化学反应中不能被消耗掉。该气体在超出其溶解度的极限后在水中积聚起来,以气泡形式出现在系统循环水中。氮气在系统中聚集,测量浓度最高能够达到50mg/L(图1),这相当于饮用水中氮气自然浓度(18mg/L)的280%。在此浓度下,氮气不能完全溶解在水中,不是大量地聚集在系统的低压区(即所谓的循环死角),造成循环故障和循环中断,就是在高压的作用下,以游离气泡的形式,不断地随水系统循环,从而增加了对管道和设备的冲蚀作用,破坏防腐保护层,损坏密封,加速水泵和阀门的磨损。氮气在循环水中的溶解度随着温度增高、压力减小而降低。这就解释了为什么循环故障主要发生在高温管网和高端楼层的加热器中的原因。
⑶氢气和甲烷也同样是以气泡形式出现。它们对系统的影响与氮气类似,只是其含量较之氮气要低很多,所以亨利图表同样也适用于对这类气体的表述。
氢气(H2)在所谓的“席库”(“schikorr”)反应后可能会出现在含铁材料的系统中,并不断的积累,直到过饱和状态。在配置亚硫酸钠Na2SO3时可能会导致形成硫化氢H2S。通过所谓的减硫细菌同样会形成硫化氢。在含铜的装置中(例如:列管式传热器、铜焊接的板式换热器),已形成的硫化氢H2S与氧化铜CuO3会产生化学反应而转变成硫化铜Cu2S。与Cu2O相反,Cu2S不会形成保护层。结果往往导致在最初几年的运行后就发生腐蚀损坏。
据推测,氢气是由油脂降解期间的生物过程而形成的。油脂常应用于一些设备和管道系统的安装。在开放的膨胀水箱中测出的氢气含量值介于4-6mg/L之间。以上问题采用上海春姜补水定压装置即可解决大部分问题。