Jaký tlak by měl být v expanzní nádobě topného kotle – Thermagent Blog

Řekneme vám, jak vybrat expanzní nádrž pro vytápění. Správná instalace a kontrola membránové nádrže. Chcete-li se dozvědět, jak vypočítat objem expanzní nádoby pro topný systém, přečtěte si blog internetového obchodu Terem

Topný systém není jen kotel, potrubí a radiátory. Pro hladký a dlouhodobý provoz systému jsou nutné další prvky. Jednou z nich je expanzní nebo membránová nádrž. Zvažme, jak funguje expanzní nádrž, její struktura a zásady výběru tohoto prvku pro různé systémy. Proč potřebujete expanzní nádobu Provoz topného systému je založen na cirkulaci chladicí kapaliny (voda nebo nemrznoucí roztok). Se změnou jeho teploty se mění objem. Systém je utěsněn (jinak by docházelo k netěsnostem a dovnitř by se dostával vzduch) a zvýšený objem kapaliny bude dále cirkulovat v systému, což povede ke zvýšení tlaku. Nadměrný tlak je potenciálně nebezpečný a může způsobit poškození oblasti nebo připojení. Distribuční nádrž pomůže předcházet nouzové situaci a kompenzovat kolísání tlaku. Jedná se o speciální nádobu, do které se shromažďuje přebytečná chladicí kapalina při zvětšování jejího objemu. Důležité je, že přebytečná chladicí kapalina, která se dostane do nádrže, se při poklesu teploty ohřevu a snížení objemu chladicí kapaliny vrací zpět do systému. Expanzní nádoba topení hraje v systému důležitou roli. To: kompenzuje změny objemu kapaliny při změně teplotních podmínek; stabilizuje tlak v systému; zabraňuje poškození potrubí, spojů a dalších zařízení; eliminuje odtlakování a vstup vzduchu do systému, což by vedlo k tvorbě vzduchových kapes a narušení cirkulace systému. Rozdělovací nádrž není možné vyměnit za jiné zařízení (například přepouštěcí ventil). V tomto případě nebude nic kompenzovat zmenšený objem kapaliny při poklesu teploty a nebude možné se vyhnout „provětrání“ systému. Typy expanzních nádrží Pro správnou funkci systému je třeba vybrat membránovou nádrž. Zvažme jejich hlavní odrůdy a aplikační vlastnosti. Nádrže otevřeného typu Jedná se o zařízení, které je konstrukčně jednoduchou nádobou ve tvaru válce nebo krychle. Na dně nádoby je spojka s potrubím topného systému. Samotná nádrž je instalována v horním bodě systému: v podkroví, pod střechou, protože je navržena pro práci v systémech s přirozenou cirkulací (chladivo se pohybuje samospádem, bez čerpadla). Takový zásobník zajišťuje nejen kompenzaci tepelné roztažnosti chladicí kapaliny v systému, ale také odstranění vzduchu z otevřeného systému. Výhody otevřených membránových nádrží: jednoduchost designu – zařízení lze dokonce vyrobit samostatně; přirozená cirkulace, díky které je systém energeticky nezávislý – s plynovým kotlem a bez nutnosti oběhového čerpadla bude vše fungovat i bez elektřiny. Hlavní nevýhody: nepohodlí při údržbě nádrže visící ve výšce (a údržba je nezbytná pro kontrolu zbývající kapaliny v ní a její doplnění v případě potřeby); vysoké tepelné ztráty (zejména pokud je nádrž umístěna v nevytápěném podkroví), což vede k nutnosti tepelně izolovat nádrž, aby se chladicí kapalina v ní méně ochlazovala; nebezpečí koroze v nádrži v důsledku kontaktu vody se vzduchem. Také, pokud je objem nádrže malý, stojí za to poskytnout přepadovou trubku, kterou bude přebytečná chladicí kapalina odváděna do kanalizace nebo na ulici. To bude vyžadovat položení dalších trubek. Nádrž otevřeného typu není nejoblíbenějším řešením kvůli svým provozním vlastnostem a nízké popularitě samotného systému vytápění s přirozenou cirkulací. Uzavřené nádrže s plochou membránou Zařízení tohoto typu jsou hermeticky uzavřené nádoby s membránou, která zajišťuje oddělení plynu a chladiva. Plochá diskovitá membrána z pružného materiálu je umístěna uprostřed, připomíná polokouli a může být konvexní nebo konkávní v závislosti na teplotě vody v systému. Nádrž je vybavena pojistnými ventily pro automatické nebo ruční odvzdušnění. Při automatickém vypouštění vzduchu je tlak v systému monitorován pomocí tlakoměru. U ručního ventilu je nutná vizuální kontrola. Takové nádrže lze použít jak v systémech s přirozeným, tak nuceným oběhem chladicí kapaliny. Nádoba je částečně naplněna kapalinou a částečně inertním plynem. Výhody uzavřených nádrží: všestrannost použití – lze použít v systémech s různými typy cirkulace; zvýšená životnost jak samotné nádrže, tak dalších zařízení v systému – kvůli nedostatku kontaktu se vzduchem nejsou v systému žádné agresivní plyny, které vytvářejí riziko koroze na kovových stěnách různých zařízení; vyšší výdržný tlak; snadnější obsluha – zásobník lze umístit do kotelny, což zjednodušuje instalaci a obsluhu, odpadá použití dodatečné tepelné izolace a omezuje práce s automatickým přepouštěcím ventilem; Není potřeba přidávat vodu, protože nedochází k úniku nebo odpařování kapaliny. Membránová nádrž Jedná se o uzavřené nádrže s membránovým separátorem ve tvaru válce (koule, hruška), který je umístěn uvnitř nádrže. Obsahuje přebytečnou chladicí kapalinu. Membrána je vyrobena z elastického polymerového voděodolného materiálu, který je odolný vůči vysokým teplotám. Rozděluje celý vnitřní prostor nádrže na dvě části: vodu a vzduch, eliminuje kontakt mezi horkou kapalinou a stěnami samotné nádrže, což výrazně snižuje tepelné ztráty. Jak se teplota v systému zvyšuje, přebytečná chladicí kapalina vstupuje do membrány, která se natahuje a vzduchová dutina v nádrži se zmenšuje. Zvýšení tlaku vzduchu v druhé části nádrže kompenzuje zvýšení tlaku v systému. Pokud je v nádrži přetlak, oběhové čerpadlo se automaticky zastaví. Začne fungovat, když se tlak normalizuje. Když teplota v systému klesá, chladicí kapalina je tlačena zpět do systému, což umožňuje, aby celkový tlak v něm zůstal konstantní. Tento princip činnosti umožňuje zmenšit velikost nádrže a použít ji jako pojistku. Jeho používání má i další výhody. Výhody uzavřených nádrží s membránou: dlouhá životnost – riziko koroze je nižší než u otevřených nádrží, je možná výměna membrány; malé rozměry nádrže; nízké tepelné ztráty – mezi stěnami nádrže a chladicí kapalinou je vzduchová mezera a samotná nádoba může být umístěna v kotelně; snížení rizika vzduchových zámků v systému a koroze kovových prvků v důsledku nedostatku kontaktu se vzduchem; vyšší maximální hodnota tlaku; jednoduchost obsluhy – nádrž je umístěna v kotelně, ve výšce vhodné pro přístup, není potřeba doplňovat vodu do nádrže (nedochází k odpařování). Membránu lze časem vyměnit – některé nádrže to umožňují, což vám umožňuje ušetřit peníze a nemusíte kupovat nové vybavení, pokud selže pouze vnitřní nádrž a je narušena celistvost. Jak vybrat expanzní nádrž pro vytápění Při výběru správné membránové nádrže je třeba věnovat pozornost několika kritériím. Mezi hlavní patří konstrukce, typ cirkulace v systému, provozní tlak a objem nádrže. V nejjednodušší verzi věnujte pozornost pouze objemu nádrže. Princip „čím více, tím lépe“ zde nefunguje – v tomto případě se v něm bude hromadit voda, ale nebude možné regulovat tlak v systému. Nepraktické je také použití příliš malé nádoby – v tomto případě se přebytečná ohřátá chladicí kapalina uvolní přes nouzový ventil. Nádrž musí být alespoň 10% celkového objemu chladicí kapaliny, na základě skutečnosti, že když se kapalina zahřeje, zvýší se o 3-5% a vyplatí se poskytnout rezervu alespoň 5%. V tomto případě pro topný okruh obsahující cca 100 litrů vody lze pořídit nádrž o objemu 10 litrů. Je možné přesněji vypočítat objem expanzní nádrže jako 10-15% z celkového objemu chladicí kapaliny v systému. Jedná se o součet kapalin v: · topném kotli (uvedeno v pasu zařízení); · radiátory; · potrubí ve všech topných okruzích. Objem chladicí kapaliny v okruzích zjistíte pomocí vzorce: V = (π×D2/4) × L, kde D je vnitřní průměr potrubí; L – délka trubky v cm; π je číslo 3,14. A poslední věc, kterou musíte udělat pro výpočet membránové nádrže, je převést jednotky změny. Ve výše uvedených vzorcích je hodnota uvedena v centimetrech. Chcete-li zjistit objem v litrech, musíte výsledné číslo vydělit 1000. Objem nádrže by měl být v rozmezí 10-15% celkové kapaliny v systému. Výběr expanzní nádoby pro topný systém je ve fázi konečného návrhu, kdy jsou známy všechny hodnoty pro výpočty. Za pozornost stojí i další parametry: provedení (otevřené, uzavřené, membránové), provozní tlak a možnosti instalace (vertikální nebo horizontální). Důležité! Expanzní nádrže pro vytápění lze zaměnit s hydraulickým akumulátorem pro zásobování vodou. Zařízení jsou si do značné míry podobná tvarem i vzhledem. Zásadní rozdíl je ve značení – typový štítek (štítek s hlavními parametry) udává provozní tlak a teplotu. U hydraulických akumulátorů je povolen tlak do 10 bar a teplota do 70°C. Expanzní nádoby jsou určeny pro teploty do 120°C, tlak do 3 barů. Instalace Připojení nádrže závisí na typu zařízení. Takže u kontejneru otevřeného typu je vše docela jednoduché – je třeba najít místo v nejvyšším bodě systému a provést spojení mezi potrubím a kontejnerem pomocí závitového závitu v jeho spodní části. Do míst s minimálním tlakem se doporučuje instalovat uzavřenou expanzní nádobu, tzn. na zpáteční lince. Pro instalaci je vhodné jakékoli místo, kde nebude překážet a nezpůsobovat nepříjemnosti. Instalace probíhá v následujících fázích: Místo pro instalaci se vybírá v závislosti na tom, zda je zakoupena varianta podlahy nebo stěny. Nádrž je připevněna k povrchu stěny nebo podlahy. Topné trubky jsou připojeny. Průměr připojovací trubky musí být stejný jako průměr závitového otvoru na těle nádrže. Pro připojení budete potřebovat T-kus (pro polypropylenové nebo kovoplastové trubky) nebo závitovou trubku (pro ocelové trubky). Samotné připojení k nádrži je provedeno pomocí amerického kohoutku. Kontroluje se tlak ve vzduchové části. Pokud odpovídá údajům uvedeným v datovém listu, můžete otevřít uzavírací ventil a přívod vody. Přebytečný vzduch bude vypuštěn automatickým vzduchovým ventilem. Instalace je dokončena, ale také stojí za to poskytnout nouzové vypouštěcí zařízení. K tomu je po americkém kohoutku instalováno odpaliště s kohoutkem na boční větvi. V případě potřeby pomůže vypustit vodu z nádoby. Údržba Životnost expanzních nádrží, stejně jako mnoha jiných zařízení, závisí na tom, jak dobře jsou dodržována pravidla a předpisy údržby. Zde jsou ty hlavní: 1. Pravidelně, každých šest měsíců nebo častěji, kontrolujte těleso nádrže, zda nevykazuje vnější poškození a korozi. Pokud se na karoserii najdou šmouhy nebo stopy rzi, je třeba odstranit jejich příčinu. 2. Každých šest měsíců se doporučuje porovnat počáteční tlak v plynovém prostoru s vypočtenými charakteristikami. K tomu je potřeba vypustit vodu z vnitřní nádrže a tlakoměrem změřit tlak ve vzduchové dutině. Pokud je nižší než původně nainstalovaný, vyplatí se nádrž načerpat kompresorem. 3. Každý rok je třeba zkontrolovat stav a neporušenost membrány. Poryv v něm může být indikován situací, kdy při vypouštění vody kohoutkem vychází vzduch a tlak ve vzduchové části klesá na atmosférický tlak. Membrána s vadami musí být vyměněna (můžete to udělat sami a membrány najdete v katalogu výrobce, pokud model, který používáte, umožňuje výměnu). Bezpečnostní opatření Základní požadavky při provozu expanzní nádoby: Je zakázáno měnit konstrukci a tvar nádoby. Je zakázáno provozovat zařízení se zjevnými známkami deformace nebo jiného poškození krytu. Statické zatížení zařízení (například potrubí nebo jiných jednotek) není povoleno. Instalační a zkušební práce vyžadují kvalifikaci a odborné školení, svěřte je odborníkům. Používejte pouze originální součásti, pokud je nutné vyměnit jakékoli součásti zařízení. Je nutné zajistit opatření k udržení minimálního a maximálního přípustného tlaku a teploty. Při demontáži zařízení pod tlakem lze práce provádět pouze při jejich odpojení od systému a po vypuštění tlaku na atmosférický tlak. Nedodržení těchto norem může mít za následek zranění a zkrácení životnosti zařízení.

Expanzní nádoba je nezbytnou součástí každého topného systému bez ohledu na jeho typ – otevřený nebo uzavřený – nebo typ kotle – plynový, elektrický, na tuhá paliva. Vyrovnává změny objemu chladicí kapaliny v závislosti na teplotě a zajišťuje správnou činnost všech topných těles: kotle, oběhového čerpadla, radiátorů. Jaký by měl být tlak v expanzní nádrži, jak jej zkontrolovat, kde je nejlepší místo pro instalaci takové součásti – to bude diskutováno níže.

Obrázek od pvproductions na Freepik

Expanzní nádrž (hydraulický akumulátor) umožňuje udržovat tlak v systému na dané úrovni a zabraňuje chybnému chodu přepouštěcího ventilu. Chrání vytápění před vodními rázy a tvorbou vzduchových ucpání. Pokud expanzní nádrž není nainstalována, pak se při zahřátí objem chladicí kapaliny zvyšuje a tlak na vnitřní stěny zařízení, potrubí a baterií se zvyšuje. To může vést ke kritickým situacím: deformace potrubí, radiátorů, porucha zařízení. V nejlepším případě bude fungovat pojistný ventil.

Objem zásobníku se volí pro konkrétní kotel. U nástěnných modelů je to obvykle 6–8 litrů. To stačí pro topný systém o objemu 100–140 litrů. Pokud je chladicí kapaliny více, je nutné nainstalovat větší nádrž nebo přídavnou nádrž. Chcete-li zjistit optimální rozměry nádrže, musíte:

• vypočítat celkový objem chladicí kapaliny. Chcete-li to provést, sečtěte objemy potrubí, radiátoru, topného kotle;
• určit velikost expanzní nádoby. Musí to být alespoň 10 % z celkového objemu s marží.

Objem nádrže se vypočítá pomocí vzorce

Vrb. = Vtot. x βt x 1,1 x 1,5, kde

Vtot. – objem systému, l

βt – koeficient tepelné roztažnosti kapaliny

1,1 – malá rezerva (+10 %) pro chybu výpočtu

1,5 – korekce na užitečný objem nádrže

Pro ethylenglykolová a propylenglykolová tepelná činidla je koeficient tepelné roztažnosti odlišný: 0,06 – Thermagent -30 EKO, 0,055 – Thermagent -65, 0,05 – Thermagent -30. Pro srovnání, voda jako chladivo má koeficient 0,04.

V topných systémech jsou instalovány následující typy expanzních nádrží:

• OTEVŘENO. Instalují se do topných systémů s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny. V tomto případě není nutné oběhové čerpadlo a pohyb pracovního média se provádí v důsledku rozdílu v hustotě mezi vyhřívanou a studenou chladicí kapalinou. Vzduchový prostor není utěsněn;
• ZAVŘENO. Stejně jako otevřené nádrže mají dvě komory. V jedné části je přebytečný objem chladicí kapaliny, ve druhé vzduch a méně často dusík. Přihrádky jsou odděleny pružnou membránou. Vzduchová komora je utěsněna a vybavena vsuvkou pro čerpání a/nebo připojení tlakoměru. Tento typ nádrže je namontován v uzavřeném topném systému.

Všechny expanzní nádoby bez ohledu na objem jsou konstruovány stejně. Pouzdro je vyrobeno z ocelového plechu a je rozděleno na dva vnitřní oddíly elastickou membránou. Nádrž má na jedné straně konektor pro připojení topných trubek, na druhé je vsuvka pro čerpání vzduchu. Když se chladicí kapalina zahřeje, její objem se zvětší a přebytek je nasměrován do jednoho z oddílů. Pružná membrána se deformuje, dokud se tlak pracovní kapaliny a stlačeného vzduchu nevyrovnají. Po poklesu teploty se objem a tlak chladicí kapaliny zmenšují. Stlačený vzduch expanduje a vytlačuje pracovní tekutinu do topného systému.

Kotle otopné soustavy jsou dimenzovány na určitý provozní tlak v potrubí. To je třeba vzít v úvahu při výběru a instalaci expanzní nádrže. Chcete-li to provést, dodržujte následující pravidla:

• během instalace zabraňte úniku vzduchu, jinak bude nastavení tlaku v topném systému nesprávné;
• Jaký je tlak v expanzní nádobě zjistíte pomocí tlakoměru. Pokud dojde k úniku vzduchu, jehla měřiče bude nestabilní;
• pokud je nutné načerpat vzduch do expanzní nádoby, provádí se to pomocí čerpadla, které se připojuje k vsuvce.

Napumpování pumpičkou. Pokud je tlak vzduchu v komoře pod požadovanou hodnotou, provede se čerpání. Standardní úroveň je 1,5 atmosféry, ale to nebude vždy nejlepší volba. Tlak v expanzní nádrži by měl být o 0,2 atmosféry nižší než v systému. Pokud je větší než systémový, pak se přebytečný objem chladicí kapaliny nedostane do nádržky a akumulátor nebude správně fungovat.

Místo instalace. Při instalaci nádrže je důležité vybrat správné místo pro její umístění. Přestože je u mnoha moderních modelů přijatelná instalace kdekoli, odborníci doporučují instalaci na vratné potrubí mezi oběhovým čerpadlem a topným kotlem. Tato pravidla platí pro uzavřený topný systém. Pokud je vytápění otevřeného typu a cirkulace se provádí přirozeně (pod vlivem gravitace), je nádrž namontována v nejvyšším bodě. Jeho vzduchový prostor není utěsněn a je napojen na vnější prostředí.

Hydraulické akumulátory nabízené domácím topenářským trhem se liší objemem a designem. Rozdílný je tedy i tlak, který bude optimální pro konkrétní model expanzní nádoby. Jeho hodnota je uvedena v technické dokumentaci a nejčastěji je 1,5 atm. Tento tlak není vždy vhodný pro již nainstalovaný topný systém, proto je nutné jej upravit. Chcete-li jej nastavit, můžete zavolat specialistovi nebo to udělat sami, protože samotný proces není příliš komplikovaný. Pro konfiguraci expanzní nádrže pro topný systém je třeba provést řadu akcí. Tento:

• měření tlaku v membránovém prostoru. Chcete-li to provést, odšroubujte uzávěr z vsuvky a připojte k ní manometr. Je třeba si uvědomit, že tato zařízení vykazují pouze přetlak. Pokud tedy potřebujete znát absolutní hodnotu, přidejte k údajům tlakoměru 1 atm;
• porovnání výsledku s tím, co je potřeba pro správnou funkci. Technický list nádrže obvykle uvádí, jaký by měl být tlak. Pokud údaje chybí, vypočítá se na základě parametrů otopné soustavy. Tlak v nádrži by měl být o 0,2–0,3 atm nižší než v potrubí. U jednopatrových domů to bude méně, u dvoupatrových více;
• nastavení požadovaného tlaku v nádrži. Vzduch je čerpán do komory přes vsuvku. Vstřikování lze provádět pomocí běžné automobilové pumpy. Pomocí tlakoměru je neustále monitorována hladina tlaku v nádrži. Pokud jsou výrobcem nastavené hodnoty vyšší, než je požadováno, je nutné odvzdušnit. Ujistěte se, že tlak je nižší než tlak v systému, jinak expanzní nádrž nebude fungovat;
• připojení k topnému systému. Nádrž se připojí k topným trubkám a pomalu se plní chladicí kapalinou, dokud se tlak v obou komorách nestane stejný. Poté čerpadlo načerpá pracovní kapalinu. Chladicí kapalina se čerpá, dokud tlak v nádrži nedosáhne provozních hodnot.

Možné problémy během nastavování. Jsou možné následující situace:

1. Nastavení bylo provedeno správně, ale pojistné ventily jsou spuštěny. To znamená, že objem akumulátoru je pro takový systém příliš malý. Je nutné znovu provést výpočty a vybrat nádrž nejméně 10–15% objemu cirkulující pracovní kapaliny.
2. Nádrž je čerpána. Tlak ve vzduchové dutině je vyšší než tlak, při kterém pracuje topný systém. Vzduch bude neustále vytlačovat chladicí kapalinu z nádrže, v důsledku čehož se kompenzační funkce zařízení sníží na nulu.
3. Tlak v nádrži je příliš nízký. Při plnění uzavřeného systému se tepelné činidlo snadno protlačí membránou a vyplní celý objem. Při zvýšení teploty pracovního média a tlaku v systému budou přepouštěcí ventily neustále fungovat a expanzní nádoba se vlastně stane nepoužitelnou.

I přesto, že je nastavení a připojení expanzní nádoby provedeno správně, mohou při spouštění topení a/nebo během provozu nastat problémy.

Tlak klesá. Nejčastěji se tak děje ze dvou důvodů. Prvním je únik chladicí kapaliny. Tato situace je typická pro systémy, ve kterých byla místo vody nalita nemrznoucí směs. Tato chladicí kapalina má velmi vysokou tekutost a snadno prosakuje i mikroskopickými trhlinami. Pokles tlaku pracovní tekutiny vede ke snížení tlaku v expanzní nádrži. Druhým důvodem je pokles tlaku v kotli. Pokud je rozdíl kritický, měli byste zavolat odborníky. Pokud je malý a tlak se po spuštění systému vyrovnal, nemusíte se obávat – jedná se o dočasnou poruchu, kterou automatika odstranila.

Tlak stoupá. Hlavní příčinou je příliš malá expanzní nádrž nebo poškozená membrána (těsnění membrány). Další možností je, že nádrž je příliš blízko oběhového čerpadla, což často vede k vodnímu rázu v okruhu. Chcete-li přesně určit příčinu zvýšení tlaku v nádrži během provozu systému, měli byste kontaktovat odborníka.

Tlak ve vzduchové komoře expanzní nádoby je uveden v její technické dokumentaci. Standardní hodnota je 1,5 atm. To stačí pro připojení k většině autonomních topných systémů. Pokud se charakteristiky topného systému liší od standardních, tlak se upraví tak, aby byl o 0,2 atm nižší než v potrubí. Doporučuje se, aby instalaci systému i seřízení expanzní nádoby provedli odborníci.