belépés / regisztráció
2021. március 6. szombat
Aktuális lapszám

A fűtőközegekről I.

Egy közelmúltban olvasott gondolatébresztő írást a fűtési rendszerek javításáról, tisztításáról, karbantartásáról [1] az tett aktuálissá, hogy probléma merült fel egy makacskodó társasházi felszálló áramlás elindításánál. A szokásos „trükkök” (légtelenítés, szabályozás) nem segítettek, pozitív eredmény csak alapos átöblítés után volt elérhető. Amint az évtizedes fekete zagy a vezetéki nyomás alatt távozott, a felszálló működése megindult.

 

A sok telet látott, kiterjedt fűtési hálózatokban gyakran előfordulnak hasonlóan egyszerű, ám mégis nehezen diagnosztizálható és javítható problémák.

A fűtővíz a fűtési rendszerekben észrevétlenül teszi a kötelességét, cserébe csupán szűrést, lágyítást, gáztalanítást, esetleg vegyszeradagolást igényel. Nem szereti, ha túl gyakran cserélgetik, viszont elvárja, hogy veszteségeit szakszerűen pótolják.

A továbbiakban néhány, a fűtővíz minőségére vonatkozó aktuális kérdésről lesz szó.

A fűtővíz szilárd és kolloid szennyeződéseiről

A fűtővíz számos korróziós tulajdonsága (PH érték, vezetőképesség, O2 stb.) tartalom szabványokban, gyártói előírásokban szabályozott, a kapcsolódó eljárások (pl. vegyszeradagolás) régóta ismertek, és használatosak. Azonban hogyan kerülhet szilárd szennyeződés a fűtővízbe?

Korábban a gyártástechnológia, például az öntvény radiátorok öntőmagja hagyott nehezen eltávolítható iszapot. Emiatt termosztatikus szeleppel történő korszerűsítésük előtt érdemes a hálózatot gondosan átöblíteni. Más részük a szállítás, tárolás, szerelés, karbantartás során képződhet. Sorja, hegesztési bevonat, forrasztó gyanta és egyéb segédanyagok tömíthetik el a szűrőt, megnehezítve már a fűtőberendezés üzembe helyezését is. Ezek a problémák figyelmes munkavégzéssel megelőzhetők, illetve a hálózat átöblítésével elháríthatók.

A fűtővizet iszapszínű kolloid oldattá azonban inkább a nem megfelelően előkészített pótvíz, és a szerkezeti anyagok között lejátszódó vegyi folyamatok, kiválások, korrózió változtatják. Mennyiségük a bevezetett pótvíz tömegétől, és a vízelőkészítés minőségétől függ.

Előfordulásuk gyakorisága a hálózat kiterjedésével, a közvetlen kapcsolású fogyasztók számával növekedő tendenciájú. A szennyeződések lerakódása ugyanis nem egyenletesen történik: leülepedésük valószínűsége a hálózat meghatározott pontjain, például ahol az áramlás lelassul (osztókban, radiátorokban) nagyobb. Emellett változó tömegáramú teljesítmény szabályozás esetén a fűtővíz átlagos sebessége eleve sokkal kisebb, mint a méretezésihez tartozó.

A fűtési rendszerek karbantartása esetén problémát jelent, hogy a régi hálózatok szakaszolhatósága kezdettől fogva nem megoldott, vagy már nem használható. Így akár egyetlen radiátor cseréje miatt néha a teljes fűtési rendszert le kell üríteni.

Azonban feltöltéskor is lehetnek problémák. Tömbfűtéseknél például a vízlágyítás általában megoldott, azonban a gáztalanítás csak ritkán.

A távfűtési szolgáltatók ma már kevés kivétellel mindenütt indirekt, hőcserélős kapcsolást alkalmaznak, a fogyasztókra bízva, hogyan töltik fel a rendszereiket, illetve pótolják veszteségeiket. Hozzáállásuk érthető, hiszen az elhasználódott szekunder rendszerek sztochasztikus pótvízigénye nagyon megterhelheti a primer hálózatot, fokozva a forróvíz vezetékek és kazánok havária kockázatát.

Másfelől viszont még a megfelelő vízlágyítás sem minden fogyasztói hőközpontban biztosított. Sok helyen csupán egy gumicső vezet a töltőszelephez, amit gyakran nem is lyukadás, hanem egyéb hibák, például a zárt tágulási tartály, vagy a biztonsági szelep alkalmatlansága miatt kell igénybe venni. Az így üzemeltetett fogyasztói hálózatok fokozott korróziónak vannak kitéve.

Említhetők persze olyan távfűtési rendszerek is, amelyek hőközpontjaiban telepített, illetve mobil gáztalanító berendezéseket használnak. Továbbá paradoxnak tűnő módon olyanok is, amelyek fogyasztói részben még ma is közvetlen kapcsolásúak, és így szükségszerűen a forróvíz kazánokkal azonos minőségű, szűrt, lágyított, és gáztalanított vízzel üzemelhetnek.

A szekunder fogyasztói rendszerek tapasztalható hiányosságai nem maradhatnak említés nélkül, miközben már rendelkezésre állnak a megszüntetésükhöz szükséges technológiák, a kis teljesítményű automatikus vízlágyító és gáztalanító berendezések! Használatuk által többszörösen nagyobb korróziós károk, és működési problémák előzhetők meg.

Az oxigénkorrózióról és hatásairól

A pótvízzel a hálózatba jutó oxigén azért érdemel más tényezőknél nagyobb figyelmet, mert a hálózatba jutva rövid idő, néhány óra alatt korróziós termékké alakul. Mondhatnánk, ezzel már ki is lett húzva a méregfoga, az a kevés rozsda, ami képződött, kinek okozhat fejfájást? Azonban ha ez gyakran ismétlődik, akkor már más a helyzet: a vezeték kilyukadása, és a növekvő mennyiségű korróziós termék egy idő után jelentős károkat, áramlási zavarokat okozhatnak.

A továbbiakban megpróbáljuk számszerűen is érzékeltetni a vegyi folyamatot, ami a vas és az oxigén között víz jelenlétében játszódik le, és aminek eredményeképpen rozsda képződik: Fe2O3.

A vegyületben a vas tömege 2,32-szer több mint az oxigéné. Így ha valamely kis teljesítményű távhő hálózatba egy év alatt 100 m3 lágyított vizet gáztalanítás nélkül vezetnének be (8 mg/l oldott Okoncentráció), akkor röviddel utána 1,9 kg (0,23 dm3) szerkezeti acél alakulna 2,7 kg rozsdává. Ami valamely nagy kiterjedésű hálózaton egyenletesen elosztva nem tűnhet jelentősnek, azonban koncentráltan, lyukkorrózióként nagy kárt okozhat. Emellett korróziós termékei az áramlattal sodródva a vezetékhálózatban eróziót és lerakódásokat kelthetnek.

A korrózió hatása jobban érzékeltethető, ha a folyamat számszerű analízise a távvezetékek elvárható élettartama (50 év, 5000 m3) figyelembevételével történik. Akkor az átalakuló szerkezeti anyag már 11,5 dm3, a korróziós termék pedig 135 kg.

Még „szerencsének is mondható”, ha a lyukadásokon keresztül részben ki is ürül. Azonban ne okozzon meglepetést, ha végül nem mondható ivóvíz minőségűnek…

A fűtőműi kazánok, és távhőrendszerek előírásai azonban a szekunder rendszerekénél szigorúbbak: 50 (30) μg/l. Ez kevesebb, mint egy százaléka a hálózati vízben előforduló oldott oxigén tartalomnak. Elérése jelenleg gondot okoz a hőszolgáltatónak is, mivel a korábbi atmoszférikus nyomású gáztalanítási technológia a gőzüzem visszaszorulása, a kis hőmérsékletű hulladékenergiák (gázmotoros kapcsolt energiatermelés) terjedése miatt ma már inkább energetikai veszteségtényező.

Helyettesítésére korszerűbb gáztalanítási technológiák jelentek meg.

Gáztalanító berendezések

Kis teljesítményű (<1 m3/h) fogyasztói hőközpontok esetén leginkább a nyomáscsökkentéses gáztalanító berendezéseket alkalmazzák (1. ábra).

Ezek egy része áramlásos elven, kisebb hatásfokkal, mint hatékonyabb légtelenítő működik.

Tömbfűtőműi léptékben a fűtővíz- szivattyús nyomáscsökkentéses berendezések terjednek, amelyekben a vákuumot a szivattyú hozza létre. Általuk folyamatos, részáramú gáztalanítás végezhető. Készülhetnek telepített, vagy mobil változatban. Az utóbbi kivitel lehetőséget nyújthat több hőközpontban történő felhasználásukra, illetve ilyen jellegű szolgáltatás létrehozására.

A kiterjedt távfűtési rendszerekhez nagy teljesítményű gáztalanító berendezés létesítése szükséges, melynek részei:

  • vákuumos gáztalanító torony (2. ábra), 0,7 bar vákuum alatt, 70- 80 °C, hulladékhővel is elérhető üzemi hőmérséklettel,
  • vákuum szivattyú,
  • gáztalanított víz feltöltő (visszaemelő) szivattyú,
  • automatikus szakaszoló szerelvények, érzékelők, és szabályozó, gáztalanított víz tárolók.

A gáztalanító tornyok teljesítménye általában elegendő a szokásos, nem havária jellegű napi vízveszteségek megfelelő minőségű pótlására. A nagy vízterű kazánok, távvezetékek feltöltésekor jelentkező pótvíz csúcsigények azonban általuk gazdaságosan nem biztosíthatók.

Ilyen célra inkább vegyszeradagolás ajánlható, ami viszonylag kis beruházási költséget igényel, és szinte tetszőleges pótvíz teljesítményt biztosít.

Az oxigént lekötő vegyszer túladagolásának elkerülése és költségeinek csökkentése céljából azonban ilyenkor is célszerű vákuumos előgáztalanítást végezni, a vegyszert pedig O2 érzékelővel történő mérés alapján adagolni (3. ábra).

A távhőellátó rendszerek üzemviteli igényeit tehát kettőjük együttes, optimalizált használata elégítheti csak ki, emiatt nevezhető vákuumvegyszeres gáztalanító eljárásnak (VVG).

Az alkalmazott vegyszer természetesen még sokféle követelménynek kell, hogy eleget tegyen. Ezek egyikéről lesz a továbbiakban szó.

(Folytatjuk)


Irodalom: [1] Dávid Sándor: „Fűtési rendszerek javítása, tisztítása és karbantartása belülről” Magyar Installateur 2015. április
[2] Forrai György Távhőrendszerek víztechnológiája: vákuum vegyszeres gáztalanítás Megjelentetés: MMK FAP 22/2015/3
[3] 201/2001.(X.25.) Korm. Rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről, és az ellenőrzés rendjéről
[4] Ivóvíz és fürdővíz fertőtlenítő, valamint algásodás gátló szerek engedélyeinek főbb adatai 1994-2013, 2014 évek (Kiadta: ÁNTSZ)
[5] Az ivóvíz ellátásban és a medencevíz kezelésben használható anyagok, berendezések, vegyszerek érvényes engedélyeinek listája. (2004-2011) Az Országos Tisztifőorvosi Hivatal által kiadott engedélyek listája.

***

1. ábra. Telepített nyomáscsökkentéses gáztalanító (háttérben, középen)
2. ábra. Vákuumos gáztalanító torony, 15 m3/h teljesítménnyel, egy fűtőműben felszerelve
3. ábra. Mért O2 tartalom a vegyszeradagolás után

Forrai György
okl. gépészmérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Fűtőközegekrõl II.
  A fűtési hálózatok kialakításának elve

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam