ایرسپراتور یکی از تجهیزات مهم در صنعت تصفیه آب، تهویه مطبوع، گرمایشی و سرمایشی می باشد که از مهم ترین و اصلی ترین وظایف آن، جداسازی هوا از آب یا سیال در گردش می باشد. با توجه به اینکه ایرسپراتور یکی از تجهیزات مهم در تصفیه آب و تهویه مطبوع می باشد؛ ما در این مقاله قصد داریم هر آنچه را که در رابطه با ایرسپراتور باید بدانید را شرح دهیم. در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.
ایرسپراتور چیست؟
در تعریف ایرسپراتور باید بگوییم که ایرسپراتور دستگاهی است که در سیستم‌های تاسیساتی، به‌ویژه سیستم‌های گرمایش و سرمایش مرکزی (مثل چیلر، بویلر و پکیج‌های صنعتی)، برای جداسازی هوای محلول و غیرمحلول از سیال (معمولاً آب) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این هوا ممکن است در اثر پر شدن سیستم، نشتی یا واکنش‌های شیمیایی داخل مدار ایجاد شود.
بیشتر بخوانید: آب شیرین کن
چرا حذف هوا از سیستم ها مهم است؟
در استفاده از ایرسپراتور، شاید برای شما سوال باشد که ” چرا حذف هوا از سیستم ها مهم است؟ ” در پاسخ به این سوال لازم می بینیم بگوییم که وجود هوا در سیستم ها چه مشکلاتی را ایجاد می کند. درواقع وجود هوا در سیستم ها سبب مشکلات زیر می شود:
- کاهش راندمان تبادل حرارت
- افزایش مصرف انرژی
- خوردگی لوله‌ها و تجهیزات فلزی
- ایجاد سر و صدای زیاد در لوله‌ها و رادیاتورها
- کاهش عمر مفید تجهیزات
بنابراین حدف هوا از سیستم ها یک امر اساسی و ضروری می باشد.
بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب
نحوه کار و عملکرد سیستم های ایرسپراتور
همان طور که گفتیم ایرسپراتور یا Air Separator دستگاهی است که برای جداسازی هوا از سیال (معمولاً آب) در سیستم‌های بسته به‌کار می‌رود. عملکرد آن بر پایه قوانین فیزیکی مانند کاهش سرعت جریان، افت فشار و افزایش دما برای تسهیل جداسازی هوا است.
به‌طور خلاصه، فرآیند کار این سیستم شامل مراحل زیر می باشد:
- ورود سیال به ایرسپراتور: آب یا سیال حامل، که حاوی حباب‌های هوا (هوا محلول یا آزاد) است، وارد دستگاه می‌شود.
- کاهش سرعت و فشار جریان: طراحی داخلی ایرسپراتور به‌گونه‌ای است که باعث کاهش سرعت جریان می‌شود. این کاهش سرعت، فرصت کافی برای جدا شدن هوا از سیال را فراهم می‌کند.
- صعود حباب‌های هوا: به‌دلیل کاهش فشار، حباب‌های هوا از سیال جدا شده و به سمت بالا حرکت می‌کنند.
- تخلیه هوا از سیستم: حباب‌های جمع شده در بالای ایرسپراتور، از طریق یک شیر هواگیری (دستی یا اتوماتیک) از سیستم خارج می‌شوند.
اجزای تشکیل دهنده سیستم ایرسپراتور
اجزای تشکیل دهنده سیستم های ایرسپراتور به شرح زیر می باشد:
- بدنه اصلی (محفظه جداسازی): محل کاهش سرعت جریان و جداسازی حباب‌ها
- شیر هواگیری: برای تخلیه هوا (معمولاً در بالای دستگاه قرار دارد)
- شبکه یا المان داخلی: افزایش سطح تماس سیال با دیواره‌ها برای تسهیل جداسازی
- اتصالات ورودی و خروجی: برای ورود و خروج سیال
بیشتر بخوانید: سختی گیر
انواع سیستم ایرسپراتور
این نوع سیستم به انواع مختلفی تقسیم می شود که به شرح زیر است:
- ایرسپراتور مکانیکی: ساده‌ترین نوع که با طراحی خاص جریان هوا را جدا می‌کند.
- ایرسپراتور اتوماتیک: دارای شیرهای اتومات برای تخلیه مداوم هوای جداشده.
- ایرسپراتور مغناطیسی (Magnetic Air Separator): علاوه بر هوا، ذرات فلزی را نیز جذب می‌کند.
- ایرسپراتور چندکاره: ترکیبی از ایرسپراتور، رسوب‌گیر و فیلتر برای حذف کامل ناخالصی‌ها.
بیشتر بخوانید: برج خنک کننده
مزایای استفاده از سیستم های ایرسپراتور
حال که شما با ساختار و عملکرد این نوع سیستم آشنا شدید؛ لازم می بینیم لیستی از مزایای این نوع سیستم که سبب شده در روند تصفیه آب از آن استفاده شود را شرح دهیم. از مهم ترین مزایای این نوع سیستم ها به شرح زیر می باشد:
- افزایش راندمان تبادل حرارت: وجود حباب‌های هوا در آب مانع از انتقال مؤثر گرما بین منابع گرمایشی یا سرمایشی و مصرف‌کننده‌ها می‌شود. با حذف هوا، سطح تماس کامل بین سیال و مبدل‌های حرارتی برقرار شده و راندمان سیستم به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد.
- کاهش مصرف انرژی: وقتی سیستم مجبور به کار بیشتر برای جبران اختلالات ناشی از هوا می‌شود، مصرف برق و سوخت بالا می‌رود. ایرسپراتورها با حذف هوای مزاحم، باعث کارکرد روان‌تر و اقتصادی‌تر سیستم می‌شوند.
- جلوگیری از خوردگی داخلی سیستم: هوا حاوی اکسیژن است و وجود آن در آب در گردش می‌تواند باعث اکسید شدن قطعات فلزی سیستم شود. خوردگی ناشی از اکسیژن، یکی از دلایل اصلی خرابی زودهنگام پمپ‌ها، دیگ‌ها، مبدل‌ها و لوله‌ها است. ایرسپراتور با حذف اکسیژن، از خوردگی جلوگیری می‌کند.
- کاهش صداهای آزاردهنده: وجود حباب‌های هوا در لوله‌ها و رادیاتورها می‌تواند منجر به ایجاد صداهای ناهنجار و آزاردهنده شود. ایرسپراتورها با حذف این حباب‌ها، باعث کاهش نویز و عملکرد بی‌صدای سیستم می‌شوند.
- افزایش عمر مفید تجهیزات: با حذف هوا از مدار، شرایط عملکردی تجهیزات بهبود می‌یابد و استهلاک آن‌ها کاهش پیدا می‌کند. این موضوع باعث افزایش طول عمر قطعات حساس مانند پمپ‌ها، بویلرها و چیلرها می‌شود.
- کاهش نیاز به تعمیرات و هواگیری دستی: در سیستم‌های سنتی، اپراتورها باید به‌صورت دستی رادیاتورها و سایر نقاط سیستم را هواگیری کنند. اما با استفاده از ایرسپراتور، این کار به‌صورت خودکار و دائمی انجام شده و نیاز به تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد.
- بهبود عملکرد پمپ‌ها: وجود هوا در مسیر پمپ‌ها باعث ایجاد کویتاسیون (cavitation) و افت فشار می‌شود. این امر نه تنها به پمپ آسیب می‌زند، بلکه فشار مدار را نیز مختل می‌کند. ایرسپراتور با حذف هوا از مدار، شرایط عملکرد پایدار و مطمئنی برای پمپ فراهم می‌کند.
- و…
بیشتر بخوانید: فیلتر ممبران
معایب سیستم های ایرسپراتور
همان طور که می دانید هر سیستمی علاوه بر مزایا دارای یک سری معایب نیز می باشد که معایب این نوع سیستم ها نیز به شرح زیر است:
- هزینه اولیه نسبتاً بالا: یکی از چالش‌های اصلی استفاده از ایرسپراتور، قیمت اولیه خرید و نصب آن است.
- نیاز به فضای مناسب برای نصب: ایرسپراتورها به دلیل طراحی خاص خود نیاز به فضای کافی در مسیر لوله‌کشی دارند. این موضوع ممکن است در موتورخانه‌های کوچک یا سیستم‌هایی با طراحی فشرده، محدودیت ایجاد کند.
- وابسته به شرایط صحیح نصب: عملکرد مؤثر ایرسپراتور کاملاً به مکان و جهت نصب درست آن وابسته است.
- نیاز به نگهداری دوره‌ای (در برخی مدل‌ها): در حالی که ایرسپراتورهای اتومات نیاز به تعمیر ندارند، برخی مدل‌ها به خصوص مدل‌های دارای شیر هواگیری دستی، نیاز به بررسی و نگهداری دوره‌ای دارند.
- عدم عملکرد مؤثر در سیستم‌های خیلی قدیمی: در برخی سیستم‌های بسیار قدیمی یا فرسوده که دارای نشتی‌های متعدد یا زنگ‌زدگی شدید هستند، نصب ایرسپراتور ممکن است به‌تنهایی کارآمد نباشد و نیاز به بازسازی اساسی وجود داشته باشد.
بیشتر بخوانید: فیلتر ممبران فیلمتک