INSTALLATIE EN GEREEDSCHAP  
Install Magazine 971 – september 2020

Nut en werking van vacuümontgassers

Oplossingen van Spirotech

Lucht in een verwarmingsinstallatie kan voor allerhande problemen zorgen: van storende geluiden en gebrek aan comfort tot rendementsverlies en zelfs het uitvallen van componenten zoals pompen of verwarmingslichamen. De problemen zijn dubbel: enerzijds is er zuurstofcorrosie, wat tot slibvorming kan leiden en in ernstige gevallen tot lekken en permanente beschadiging. Ten tweede zorgt de aanwezigheid van lucht voor een slechte doorstroming, met nadelige gevolgen voor de warmte-afgifte en het hydraulisch evenwicht. Zeker in grotere installaties is het van cruciaal belang dat er continu voor gezorgd wordt dat er geen lucht in het verwarmingswater zit.

Lucht uit de installatie verwijderen

Bij de opstart kan men er wel voor zorgen dat de installatie zorgvuldig ontlucht is, maar tijdens de werking zal er onvermijdelijk zekere hoeveelheid lucht binnendringen. Dat kan bijvoorbeeld tijdens werkzaamheden of door bijvulling, maar ook via microlekken of diffusie doorheen kunststof onderdelen. Hoe groter en complexer de installatie, hoe meer kans dat dit zal gebeuren. Bij een nieuwe installatie kan men dit fenomeen wel beperken zoor zorgvuldige montage en keuze van de onderdelen, maar bij renovatie moet men ervan uitgaan dat een zekere luchtinfiltratie onvermijdelijk is. Bovendien wisselt de toestand van een installatie: de schommelingen van de druk en temperatuur bepalen mee of en hoeveel lucht er zal opgenomen worden.

Er is dus een permanent systeem nodig om lucht uit het verwarmingswater te verwijderen. De twee meest gebruikte methoden om gassen uit vloeistoffen te halen, zijn:.

Thermische ontgassing

Door de temperatuur te verhogen, komen opgeloste gassen in een vloeistof vanzelf vrij. Die gasbellen kunnen dat met een microluchtbellenafscheider uit de installatie worden gehaald.

Vacuümontgassing met behulp van onderdruk

Hierbij wordt een deel van het verwarmingswater in onderdruk gebracht. Zo komen de opgeloste gassen vrij. Ze kunnen dan worden afgescheiden en uit de installatie verwijderd. De behandelde hoeveelheid verwarmingswater komt terug in de installatie, en kan daar eventueel aanwezige lucht opnieuw opnemen. Deze cyclus herhaalt zich zolang er zich lucht in het circuit bevindt.

Vacuümontgassing is efficiënter dan thermische ontgassing. Hoeveel gas een vloeistof kan opnemen bij een gegeven temperatuur, hangt immers af van de druk. De werkingsdruk van een verwarmingsinstallatie is duidelijk hoger dan 1 bar. Onder die omstandigheden blijft er ook bij 100°C nog heel wat opgeloste lucht in het water achter. Water zal immers alleen bij atmosferische druk aan die temperatuur gaan koken, waarbij opgeloste lucht vrijkomt. Als we daarentegen de druk verlagen tot onder de atmosferische druk, dan zullen de gassen al vrijkomen bij veel lagere temperaturen. Zo kan men een volledige ontgassing bereiken bij normale werkingstemperaturen van een verwarmingsinstallatie.

Wanneer is vacuümontgassing zinvol?

Deze techniek komt tot haar recht bij installaties met veel vertakkingen en/of waarbij sommige delen weinig doorstroomd worden. In dergelijke plekken heeft de lucht immers de gelegenheid om zich op te hopen. Meer ontluchters plaatsen kan hiertegen helpen, maar het is niet altijd haalbaar of betaalbaar om op alle gevoelige plekken ontluchters te monteren. Door het absorberend effect van het behandelde water zal een vacuümontgasser echter alle lucht uit een installatie halen, ook in de delen met weinig doorstroming.

Een andere toepassing is bij systemen met lage temperatuurverschillen. Voor een gegeven druk zullen er meer gassen uit de vloeistof vrijkomen naarmate de temperatuur stijgt. Zoals gezegd maakt men van dat principe gebruik om traditionele verwarmingsinstallaties te ontgassen. Nu er meer en meer gebruik wordt gemaakt van lage-temperatuurverwarming, bijvoorbeeld in installaties met warmtepompen, betekent dat echter dat conventionele luchtbellenafscheiders minder effectief worden. Een vacuümontgasser behoudt zijn werking ook bij dergelijke systeemtemperaturen.

Tenslotte kan een vacuümontgasser op elke plaats in de installatie worden ingebouwd zonder aan effect in te boeten, in tegenstelling tot luchtafscheiders. Als het -bijvoorbeeld in renovatie- niet mogelijk is om een luchtafscheider op een optimale plek te plaatsen, biedt een vacuümontgasser uitkomst.

Hoe goed een luchtafscheider werkt, hangt immers samen met de plek in de installatie waar hij gemonteerd is. Dat laatste wordt bepaald door de statische hoogte en temperatuur.

Statische hoogte en temperatuur

Als de statische druk boven de luchtafscheider te hoog is, dan kunnen opgeloste gassen maar moeilijk uit het water vrijkomen. Naarmate het verwarmingingswater hoger in de installatie stijgt, daalt de statische druk, zodat de gassen gemakkelijker zullen vrijkomen. Hoe hoger in de installatie, hoe groter de kans op luchtbellen, dus ze treden vooral op in de bovenste verdiepingen. Op die plekken plaatst men dan ook best een luchtafscheider. Helaas is het in de praktijk niet altijd mogelijk om daar een luchtafscheider in te bouwen, zeker in renovatie. In die gevallen biedt een vacuümontgasser uitkomst.

In het bovenstaande hebben we het voornamelijk gehad over verwarmingstoepassingen, maar het principe geldt ook voor koel- of procesinstallaties, en systemen op glycol. Vooral in dat laatste geval kan de aanwezigheid van zuurstof tot ongewenste reacties met de glycol leiden en is een vacuümontgasser dus zinvol.

Selectie en dimensionering

Welke vacuümontgasser het meest geschikt is, wordt bepaald aan de hand van vijf criteria

• - de waterinhoud van de installatie: dat omvat alle leidingen, verwarmingslichamen, componenten enzovoort.
• - de maximale werkingsdruk op de plaats waar de vacuümontgasser gemonteerd wordt
• - de nood voor een automatische bijvulling
• - de nood voor een reservepomp voor de bijvulling. Hiermee kan in kritische installaties de bijvulling gegarandeerd worden ook als de hoofdpomp uitvalt
• - de nood voor isolatie. Dat is doorgaans het geval in koelinstallaties, om condensvorming te vermijden, maar beperkt ook de warmteverliezen in een verwarmingsinstallatie.

SpiroVent Superior

SpiroVent Superior is een serie volautomatische vacuümontgassers: de SmartSwitch detecteert wanneer het verwarmingswater is ontgast, en schakelt dan het toestel uit, zodat er niet nodeloos energie wordt verbruikt. Het toestel kan als optie worden uitgerust met een drukbeheersingsfunctie. Die functie bewaakt de druk in de installatie, en zorgt indien nodig voor bijvulling. Het water voor de bijvulling wordt uiteraard meteen ook ontgast, zodat er geen ongewenste zuurstof in de installatie raakt.

Er zijn verschillende uitvoeringen, afhankelijk van de omvang van de installatie. Alle Superior-toestellen zijn geschikt voor werkingstemperaturen tot 90°C en kunnen ook gebruikt worden voor water-glycolmengsels. De grotere uitvoeringen kunnen ook aangesloten worden op een gebouwenbeheersysteem.

Door Alex Baumans

Foto’s: Spirotech

www.spirotech.com