Powietrze w instalacji to w pewnym sensie niechciany gość. Jeżeli już jest, należy się go skutecznie i jak najszybciej pozbyć. Jeżeli tego nie zrobimy, w dłuższej perspektywie może to doprowadzić do zmniejszenia efektywności systemu grzewczego, a w skrajnych przypadkach do uszkodzenia urządzeń w nim pracujących. Aby poznać różnice w oddziaływaniu powietrza w instalacjach z pompą ciepła i kotłem gazowym, musimy sięgnąć do samego początku.
Powietrze w instalacji może występować w kilku formach i może być usuwane za pomocą różnych metod i urządzeń.
Wolne pęcherze powietrza – odpowietrznikami
Pierwsza z nich to wolne pęcherze, które dostają się do układu podczas jego napełniania. Ważne jest, aby jak najwięcej tego powietrza zostało usunięte z instalacji. Stosuje się do tego najprostsze urządzenia, jakimi są odpowietrzniki automatyczne lub ręczne. W dużym uproszczeniu, pęcherze unoszą się w górę trafiając do odpowietrznika, a następnie za pomocą specjalnego mechanizmu (wersje automatyczne) usuwane są na zewnątrz. Jeżeli nawet po napełnieniu instalacji pozbędziemy się wszystkich pęcherzy powietrza to nie znaczy, że problem zostanie rozwiązany.
Mikropęcherze – separatorami powietrza
Drugą bowiem formą „niechcianego gościa” są mikropęcherze. Niestety w takiej postaci powietrze nie może być usunięte z obiegu przez zwykłe odpowietrzniki. Możemy oczywiście czekać aż połączą się z czasem w pęcherze, ale jest to proces długi i nie zawsze skuteczny. Wiemy z doświadczenia, że grzejniki często musimy odpowietrzać przed każdym sezonem, co świadczy o ciągłym wytrącaniu się powietrza z czynnika grzewczego. Mikropęcherzy skutecznie można się pozbyć za pomocą separatorów powietrza. Dzięki specjalnej konstrukcji polegającej na wprowadzaniu strumienia cieczy w wirowy lub turbulentny przepływ, urządzenia tego typu oddzielają mikopęcherze od wody, umożliwiając ich połączenie w większe pęcherze. Następnie powietrze w tej formie wędruje w górę separatora i zostaje usunięte przez odpowietrznik automatyczny.
Trzecią postać powietrza stanowią rozpuszczone gazy, które naturalnie znajdują się w wodzie. W sprzyjających warunkach (spadek ciśnienia lub wzrost temperatury) przekształcają się w mikropęcherze. Takie warunki może wytworzyć pracująca pompa obiegowa, w której miejscowo dochodzi do spadku ciśnienia (okolice wirnika). Także nagły wzrost temperatury czynnika grzewczego na zasilaniu instalacji będzie sprzyjał powstawaniu mikropęcherzy. Dlatego to właśnie miejsce jest idealne do montażu separatora powietrza.
Działanie separatora powietrza: jeżeli w instalacji znajduje się powietrze, gromadzi się ono w górnej części separatora, obniżając pływak oraz pozwalając powietrzu wydostać się na zewnątrz (Fot. Afriso) 
Turbulentny przepływ czynnika przez separator powietrza Discal (Fot. Caleffi)
Usuwanie powietrza szczególnie ważne dla pomp ciepła
Powietrze może w różny sposób oddziaływać na urządzenia pracujące w instalacji. W przypadku pomp ciepła ma to bardzo duże znaczenie. Dlaczego? W wymiennikach pomp ciepła zachodzą procesy parowania i skraplania czynnika chłodniczego. Aby urządzenie miało jak najlepszą wydajność, ciepło wytworzone podczas przemian fazowych musi być odebrane w całości.
Co za tym idzie, przepływ przez wymiennik musi być odpowiedni. Jeżeli będzie inaczej, sprężarka zacznie się włączać i wyłączać (taktować), co ma bezpośredni wpływ na jej żywotność.
Podczas normalnej pracy sprężarki, co jakiś czas następuje jej rozmrażanie. Proces ten powinien być wykonany w jak najkrótszym czasie, dlatego też bardzo ważny jest odpowiedni przepływ i przekaz ciepła.
Wielu producentów pomp ciepła z tego właśnie powodu uzależnia gwarancję na produkt. Wymagają oni zastosowania separatorów zanieczyszczeń i powietrza. Te pierwsze montujemy na powrocie z instalacji, natomiast separator powietrza należy zainstalować na zasilaniu tuż za pompą obiegową lub tuż za kotłem.
Powodem złego przepływu może być właśnie powietrze. Tworzące się zatory oraz mikropęcherze zwiększają opory hydrauliczne, które musi pokonać pompa. Jeżeli będą za duże, to niestety wartość przepływu zmaleje i w efekcie spadnie wydajność pompy ciepła oraz całej instalacji. Należy tutaj wspomnieć również o przewodności cieplnej wody i powietrza (powietrze jest izolatorem). Im więcej powietrza znajduje się w wodzie, tym mniej efektywnie ciepło będzie transportowane do poszczególnych części instalacji. W przypadku ogrzewania płaszczyznowego, pęcherze powietrza powstałe z mikropęcherzy mogą doprowadzić nawet do całkowitego zablokowania poszczególnych pętli
i uniemożliwić odpowiednie przekazanie ciepła do pomieszczeń.
Pobierz Schemat instalacji hydraulicznej dla pompy ciepła (fot. Mitsubishi)
Kocioł gazowy bardziej odporny na powietrze
Na kotły gazowe powietrze nie ma aż tak negatywnego wpływu. Jeżeli nawet mniej wody przepłynie przez wymiennik i mniej ciepła zostanie przekazane, samemu urządzeniu nic się nie stanie. Nie wpłynie to na jego żywotność i kocioł się po prostu wyłączy. Dlatego w tego typu instalacjach wymagane są separatory zanieczyszczeń chroniące wymiennik i pompy obiegowe. Natomiast warto również zamontować separator powietrza choćby ze względu na późniejszą prawidłową pracę całej instalacji.
Dobór separatora
Dobierając odpowiedni separator powietrza, należy kierować się nie tylko jego średnicą nominalną, ale również przepływem. Ważny jest nie tyle przepływ maksymalny, co ten, przy którym urządzenie działa najskuteczniej. Wartość tego przepływu jest znacznie mniejsza i nie zawsze podawana przez producentów. Z reguły separatory dedykowane dla kotłów gazowych nie zawsze sprawdzają się w układach z pompą ciepła. Co więcej, w przypadku kotłów gazowych bardzo popularnym rozwiązaniem jest separator zanieczyszczeń z funkcją separatora powietrza. Niestety takie urządzenie musi być montowane wyłącznie na powrocie i jako typowy separator powietrza nie spełnia wtedy swojej funkcji.
Powietrze oddziałuje na instalację zawsze w ten sam sposób, natomiast nie zawsze tak samo na źródło ciepła, jakim jest kocioł gazowy czy pompa ciepła. W instalacji powietrze prowadzi do zatorów i wytrącania się osadów blokujących pracujące w niej urządzenia. W przypadku pompy ciepła może skrócić jej żywotność, zmniejszyć sprawność i doprowadzić do zmniejszenia wydajności całej instalacji. Negatywny proces odziaływania powietrza jest długotrwały, ale za to bardzo skuteczny. Warto już na samym początku dobrze zabezpieczyć instalację, żeby później, często już po upływie gwarancji, nie żałować.