מתי להשתמש בשסתומי אוויר ומהם היתרונות והסוגים שלהם?

מהם היתרונות והתפקיד של שסתום אוויר?

בקרה על אוויר במערכות מים חשובה לא פחות מבקרה על המים עצמם. היתרונות המרכזיים בשימוש בשסתומי אוויר הם שיפור יעילות המערכת וקיצור זמן המילוי, חיסכון באנרגיה וכן הגנה מפני היווצרות ואקום והתמוטטות צנרת. שסתומי האוויר מבקרים את האוויר בכל אחד מהשלבים הבאים:

מילוי קו צנרת

כדי לאפשר מילוי יעיל, יש לשחרר או לפנות את האוויר. במקרה שהאוויר אינו משתחרר ביעילות, זמן מילוי הצנרת יגדל באופן משמעותי. נפח גדול של אוויר שלא שוחרר במהלך מילוי הצנרת עלול לגרום לעליות לחץ.

הפעלה בלחץ (מצב יציב)

בועות אוויר יצטברו בנקודות הגבוהות במערכת, ויקטינו בהדרגה את שטח החתך היעיל של הצינור. התוצאה תהיה ירידה בספיקה ועלייה בעלויות האנרגיה (כדי לשמור על הספיקה המתוכננת). במקרים קיצוניים, המשאבה לא תוכל לספק את הלחץ הנוסף הנדרש להתגברות על כיסי האוויר, והזרימה במערכת עלולה להיפסק לחלוטין.

בנוסף, אוויר מפריע לרכיבי ההפעלה כגון משאבות, מגופי ויסות ומסננים. מדי מים מכניים, אשר הקריאות שלהם מבוססות על מהירות הנוזל, יספקו קריאות לא מדויקות בשל נוכחות אוויר במד המים. כמו כן, נוכחות של אוויר בנפחים גבוהים במערכת תורמת להגברת הקורוזיה בצנרת מתכת.

ניקוז קו צנרת

במהלך ריקון המערכת, בין אם עקב פריצה (פיצוץ קו מים) או תחזוקה, ייווצרו לחצים שליליים (מצבי ואקום). לחצים שליליים עלולים להזיק לרכיבים שונים ובתנאים חמורים אף לגרום לקריסת הצנרת. הכנסת אוויר תבטל את הלחצים השליליים ותגן על המערכת.

הלם מים (Pressure surge)

הלמות לחץ עשויות להיגרם כתוצאה מהפסקת משאבה, סגירת מגוף מהירה ועוד. סביר להניח כי באותה עוצמה שבה הלחץ עולה, הוא גם ירד. במקרים מסוימים, הלחץ הופך לשלילי (תנאי ואקום), ובמקרים חמורים יותר עלולה להתרחש התנתקות עמודת מים, יחד עם היווצרות חללים.

ללא בקרה נאותה של לחץ ההלם, המערכת עלולה להיפגע באופן משמעותי. נטרול תנאי ואקום ידרוש יניקת אוויר בנקודות קריטיות, בהתאם לניתוח הלם מים.

אילו סוגים של שסתום אוויר קיימים?

ישנם 3 סוגים בסיסיים של שסתומי אוויר:

1. שסתום אוויר אוטומטי (שחרור אוויר)
   • המגוף משחרר כיסי אוויר כלואים במהלך פעולה בלחץ. יש לו נחיר קטן יחיד, הנקרא נחיר אוטומטי, בקטרים של 0.04 – 0.2 אינץ'; 1 – 5 מ"מ.
2. שסתום אוויר קינטי (שחרור/יניקת אוויר)
   • המגוף מפנה אוויר במהלך מילוי הצנרת ומאפשר יניקת אוויר במקרה של ריקון המערכת או היווצרות ואקום. למגוף פתח אחד גדול, הנקרא נחיר קינטי, בקטרים של 1–10 אינץ'; 25–250 מ"מ. שסתום אוויר קינטי, המוגבל רק ליניקת אוויר, ידוע גם כשובר ואקום.
3. שסתום אוויר משולב
   • המגוף משלב את תפקוד שסתום האוויר האוטומטי והקינטי. הוא מפנה אוויר במהלך מילוי הצנרת, מאפשר שחרור יעיל של כיסי אוויר מצינורות בלחץ, ומאפשר יניקת אוויר במקרה של ריקון הרשת או היווצרות ואקום. למגוף שני נחירים – אוטומטי וקינטי.

שסתומי אוויר מסווגים גם לפי סוג המים:

1. שסתומי אוויר למים נקיים:
   • לשימוש עם מי שתייה, מי השקיה, מים ממוחזרים או מים בשימוש חוזר.
2. שסתומי אוויר למים לא נקיים:
   • לשימוש עם מים לא נקיים, לדוגמה, ביוב עירוני, מערכות תעשייתיות וכרייה. תפקידם זהה לשסתומי אוויר למים נקיים; עם זאת, ההבדל העיקרי הוא בגוף המוארך ובחלקים הפנימיים שתוכננו להפריד בין המים למנגנון השסתום.

מהן התכונות הנוספות עבור שסתומי אוויר?

1. הגנה מהלם מים – SP (ללא הלם)
   • מתוכנן לסגור באופן חלקי את הנחיר הקינטי במהלך שחרור האוויר. הוא מונע הלם/מכה הנגרמים מסגירה מהירה של הנחיר הקינטי במהלך מילוי הצנרת או הפרדת עמודת מים. תכונת הגנת ההלם מבטיחה פעולה חלקה יותר ומונעת נזק לשסתום האוויר או למערכת.
2. סגירה בסיוע – AC
   • תכונה זו דומה ל-SP, אך במקרה זה דיסק ה-SP מוחזק כלפי מעלה באמצעות קפיץ. המשמעות היא, שללא קשר ללחץ הקו, הזרימה החוצה מתבצעת רק דרך דיסק ה-SP (נקודת מעבר = 0).
3. מניעת זרימה פנימה – IP
   • מונע כניסת אוויר אטמוספרי במקרים שבהם הדבר עלול לגרום לנזק למשאבות, צורך באתחול מחדש או הפרעה לסיפונים. בנוסף, הוא מונע כניסת מי הצפה או מים מזוהמים לרשתות מי שתייה.