مدیریت هوا در سیستم‌های آب ساختمان: شیرهای خروج هوا، قفل‌های هوایی و دلیل تخریب جریان و اجزای مدار آب گرم توسط هوا

هوا آلاینده‌ای نیست که گاهی وارد سیستم آب می‌شود. بلکه به‌طور مداوم درون این سیستم تولید می‌شود. هر لیتر آب شهری که وارد مدار هیدرونیکی می‌شود، از نظر گازهای حل‌شده اشباع است — معمولاً ۸ تا ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر اکسیژن حل‌شده در دمای ۱۰ درجه سانتی‌گراد — و هنگامی که این آب گرم می‌شود، توانایی آن در نگه‌داشتن گاز کاهش می‌یابد. گاز باید به جایی برود؛ و اگر مسیری برای خروج آن پیش‌بینی نشده باشد، دقیقاً در جایی که بیشترین آسیب را وارد می‌کند قرار می‌گیرد: در پمپ، در مبدل حرارتی و در بالای ستون‌های عمودی که جریان آب در آنجا متوقف می‌شود.

دلیل ظاهر شدن هوا در سیستم‌های بسته

سه مکانیسم اهمیت دارند. اول، گرم‌شدن باعث آزاد شدن گاز می‌شود، زیرا انحلال‌پذیری با افزایش دما کاهش می‌یابد — در یک سیستم بسته، هوا حتی بدون ورود آب جدیدی آزاد می‌شود. دوم، کاهش فشار باعث آزاد شدن گاز می‌شود: هوا در هر نقطه‌ای که فشار کمترین مقدار را دارد از حالت محلول خارج می‌شود. سوم، هر پرکردن تازه و هر پرکردن خودکار آب اکسیژن‌دار تازه‌ای را وارد سیستم می‌کند؛ به همین دلیل باز نگه‌داشتن شیر پرکردن خودکار به‌صورت دائمی یکی از گران‌ترین اشتباهات در اتاق نصب تجهیزات است.

پیامد این تأمین مداوم اکسیژن، خوردگی است. در فولاد رادیاتورها و مسیرهای آب دیگ بخار، اکسیژن محلول باعث خوردگی نقطه‌ای می‌شود و اکسید آهن سیاه — مگنتیت — تولید می‌کند که به‌صورت لجن رسوب می‌کند. این لجن سپس مسیرهای باریک را مسدود می‌کند، سطوح انتقال حرارت را عایق‌بندی می‌کند و شیرهای تخلیه هوا را که دقیقاً برای رفع این مشکل طراحی شده‌اند، آلوده می‌سازد؛ به این ترتیب سیستم دچار یک نقص خودتکرارشونده می‌شود.

تأثیر هواي محبوس بر سیستم

اثرات آن پس از شناختن الگوی مربوطه به‌راحتی قابل تشخیص هستند. حباب‌های هوا در نقاط بالاتر باعث ایجاد قفل هوایی می‌شوند و جریان سیال در آن شاخه کاملاً متوقف می‌گردد — رادیاتورهایی که در بالا سرد و در پایین گرم هستند، نشانهٔ کلاسیک این پدیده محسوب می‌شوند. ورود هوا به پمپ باعث ایجاد حفره‌زدایی (کاویتیشن) می‌شود که پروانه‌ها را فرسایش داده و صدایی شبیه صدای شن تولید می‌کند؛ این صدا اغلب اشتباهی به‌عنوان خرابی یاتاقان‌ها تشخیص داده می‌شود. حباب‌های ریز هوا که به سطوح مبدل حرارتی می‌چسبند، انتقال حرارت را کاهش داده و موجب می‌شوند دیگ بخار برای تأمین همان ظرفیت خروجی، در دمای بالاتری کار کند. همچنین هوا شرایط جریان را تغییر می‌دهد و عملکرد شیرهای تنظیم جریان و کنترل‌کننده‌های ترموستاتیک را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ بنابراین سیستم علاوه بر کاهش ظرفیت، دقت خود را نیز از دست می‌دهد.

در نصب‌های آب گرم مصرفی خانگی، قفل هوایی باعث بروز مشکلات مشابهی می‌شود: دوش پمپی که ابتدا جریان دارد، سپس به‌صورت پالسی کار می‌کند و در نهایت کاملاً خشک می‌شود؛ بازگشت ثانویه‌ای که هرگز به دمای مطلوب نمی‌رسد؛ و شیری که آب را می‌پاشد. معمولاً علت این پدیده وجود نقطهٔ بالاتر بدون تخلیه‌کننده است که هوا را که توسط پمپ یا پرکردن مجدد وارد سیستم شده، به‌طور مؤثر به دام انداخته است.

دستگاه مناسب در مکان مناسب

مدیریت هوا دربارهٔ نصب شیرهای تهویهٔ خودکار بیشتر نیست؛ بلکه دربارهٔ تطبیق دستگاه با جریان هواست.

شیرهای تهویهٔ دستی باید در تمام نقاط واقعی بالاترین ارتفاع و در انتهای شاخه‌های عمودی نصب شوند؛ این شیرها ارزان، قابل اعتماد و غیرقابل اشتباه‌گیری هستند. شیرهای تخلیهٔ خودکار هوا — یعنی شیرهای برنجی مجهز به شناور — در نقاط بالاتر محلی و روی واحدهای پایانی عملکرد خوبی دارند، اما نسبت به لجن حساس‌اند: شناور کثیف یا به‌صورت مداوم نشت می‌کند یا کاملاً بسته می‌شود؛ و نشت شیر خودکار در سیستم‌های بسته، تکمیلِ آهسته و نامرئی آب است که به‌طور مداوم اکسیژن اضافه می‌کند. در مواردی که کیفیت آب پایین است، این شیرها را با صافی‌ای در جهت جریان ورودی محافظت کنید یا به‌جای آن‌ها از تهویهٔ دستی استفاده کنید.

جداکننده‌های هوا و ادغام‌کننده‌های میکروبوبل اجزای با ارزش بالا در سیستم هیدرونیک هستند و قاعدهٔ طراحی برای آنها مشخص است: آنها را در جایی نصب کنید که دمای آب بیشترین و فشار کمترین باشد، زیرا در این نقطه گازهای حل‌شده به‌راحتی از محلول خارج می‌شوند. در بیشتر سیستم‌ها این نقطه اتصال جریان به دیگ بخار یا پمپ حرارتی، و قبل از پمپ است. ظرف انبساط نیز باید در همین نقطه متصل شود و از یک اتصال‌دهندهٔ طراحی‌شده برای جلوگیری از تبدیل شدن ظرف به تلهٔ گاز استفاده شود.

در سمت توزیع، دستگاه‌های مشابه مطابق استانداردهای خاص خود مشخص می‌شوند: شیرهای تخلیهٔ هوا برای تأمین آب مطابق با استانداردهای EN 1074-4 و AWWA C512، درحالی‌که شیرهای پذیرش هوا برای سیستم‌های زهکشی محصولی متفاوت هستند (EN 12380) و هرگز نباید جایگزین شیرهای تخلیهٔ فشاری هوا شوند.

خطاهای طراحی که باعث باقی‌ماندن هوا در سیستم می‌شوند

• **تخلیهٔ هوا از سمت مکش پمپ** به‌جای جداسازی صحیح هوا — شما علامت را درمان می‌کنید و در عین حال مسیری برای ورود هوا ایجاد می‌کنید.
• **گذاشتن شیر پرکنندهٔ خودکار در حالت باز.** پس از پر کردن سیستم تا فشار مورد نیاز، حلقهٔ تغذیه را جدا کنید تا سیستم واقعاً آب‌بند شود.
• **رسوب باقی‌مانده در سیستم.** در صورت عدم استفاده از جداساز مغناطیسی یا جداساز ذرات، هر شیر هوا و هر مبدل حرارتی به یک صافی تبدیل می‌شود.

استانداردهای راه‌اندازی دقیقاً به این دلیل وجود دارند که خارج‌کردن هوا یک فرآیند است، نه یک اقدام تک‌باره: BS EN 12828 برای طراحی سیستم‌های گرمایشی مبتنی بر آب، EN 14336 برای نصب و راه‌اندازی، BS 7593 برای پاک‌سازی، شست‌وشو و تیمار آب، و راهنمای B و کد راه‌اندازی W انجمن CIBSE برای رویه‌های رایج در بریتانیا، همراه با کتابچهٔ ASHRAE که مدیریت هوا در سیستم‌های هیدرونیک را در سطح بین‌المللی پوشش می‌دهد.

شیرها و اتصالاتی که مدیریت هوا را امکان‌پذیر می‌سازند

• شیرهای کروی قطع‌کنندهٔ تمام‌مقطع در هر دو طرف هر جداساز هوا و شیر تخلیهٔ خودکار، تا بتوان دستگاه را بدون تخلیهٔ مدار تعمیر کرد.
• صافی‌ها یا جداساز ذرات قبل از شیرهای شناورمحرک، تا اجازه ندهند رسوب به مکانیزم شیر برسد.
• صافی لجن مغناطیسی یا سانتریفیوژ در خط بازگشت که اکسید آهن را حذف می‌کند، چیزی که با آزادسازی هوا قابل حذف نیست.

بازرسی‌ها و ترتیب راه‌اندازی در محل

سیستم را به‌آرامی از پایین‌ترین نقطه پر کنید و در هر نقطهٔ بالاتر هوا را خارج کنید همان‌طور که سطح آب بالا می‌رود. پمپ را روشن کنید، سپس دوباره هوا را خارج کنید — هوا که به سطوح چسبیده بود، اکنون جابه‌جا شده است. این کار را تا زمانی تکرار کنید که خروجی‌های هوا خشک بمانند. فشار سیستم را در دمای سرد و در دمای کار ثبت کنید؛ افزایش فشار باید با حجم مخزن انبساط و فشار اولیهٔ آن مطابقت داشته باشد و اگر این‌گونه نبود، احتمال خرابی مخزن یا وجود هوا در سیستم را در نظر بگیرید نه خرابی مانومتر.

از یک ترمومتر دیفرانسیلی در سرتاسر پمپ استفاده کنید: افزایش اختلاف دما در شرایطی که سایر عوامل ثابت باشند، نشان‌دهندهٔ کاهش دبی جریان است و وجود هوا یکی از رایج‌ترین علل آن است. دمای جریان و برگشت هر اِمیتر را بررسی کنید تا شاخه‌هایی که در حال گردش نیستند را شناسایی کنید و در نقاط بالاتر و نزدیک پمپ به صداهای غرغور یا صدای سنگ‌ریزه گوش دهید. در نهایت، همهٔ شیرهای تخلیهٔ خودکار را از نظر نشتی بازرسی کنید، اطمینان حاصل کنید که حلقهٔ تأمین آب مسدود شده است و وضعیت فیلتر گل‌آلود را به‌عنوان مبنایی برای مقایسه ثبت کنید.

نقطه نهایی

هوا یک ورودی طراحی‌شده است، نه یک اتفاق تصادفی. آن را در گرم‌ترین نقطه و با کمترین فشار در مدار جدا کنید، تمام نقاط بالاتر را تخلیه کنید، پس از پرکردن سیستم آن را محکم ببندید، شیرهای شناور را در برابر گل‌آلودگی محافظت کنید و محصولات خوردگی که این مشکل را تغذیه می‌کنند را از بین ببرید. اگر این موضوع را نادیده بگیرید، همهٔ نقص‌های ساختمان به چند سانتی‌متر مکعب گاز بازمی‌گردد.

---

**دربارهٔ نویسنده**

*شرکت تجهیزات بهداشتی زی‌جیانگ شیندونگ محدود—تیم فنی و صادرات*

شرکت شیندونگ بیش از ۲۵ سال است که در شهر یوهوان، استان زی‌جیانگ، شیرهای برنجی، اتصالات، شیرهای دوش ترموستاتیک و شیرهای مخلوط‌کن را در کارخانه‌ای به مساحت ۳۰٬۰۰۰ مترمربع با بیش از ۳۸۰ کارمند، آزمایشگاه‌های طراحی و آزمون داخلی و بیش از ۶۵ اختراع در زمینه طراحی و ساختار تولید می‌کند. محصولات بر اساس مقررات تأییدیه بازارهای صادراتی شرکت، از جمله WRAS، TMV2/TMV3، cUPC و الزامات NSF/ANSI توسعه و آزمایش می‌شوند و به واردکنندگان، پیمانکاران متخصص تأسیسات مکانیکی، الکتریکی و لوله‌کشی و ادغام‌کنندگان سیستم‌های تصفیه آب در اروپا، خاورمیانه و آمریکای شمالی عرضه می‌شوند.

تماس: خیابان جین‌های شماره ۲۴۲، منطقه صنعتی شوانمن، شهر یوهوان، استان ژجیانگ، چین · +۸۶-۰۵۷۶-۸۷۴۹۹۰۰۸ · [email protected] · https://www.cn-xindong.coدقیقه