Kterou expanzní nádrž si vybrat pro vytápění soukromého domu | články

V článku se dozvíte, která expanzní nádoba je vhodná pro uzavřené a otevřené topné systémy a jak vypočítat požadovaný objem expandéru.

Expanzní nádoba je nedílnou součástí každého topného systému v soukromém domě. Tato speciální nádržka shromažďuje přebytečnou chladicí kapalinu, jejíž objem se při zahřátí zvětšuje, a poté kompenzuje nedostatek kapaliny při ochlazení systému. Hlavním úkolem takové nádrže je udržovat optimální tlak v uzavřeném topném okruhu a tím zabránit selhání celého systému jako celku.

Typy expanzních nádrží

Při výběru požadované jednotky byste měli vzít v úvahu typ topného systému. Může být otevřená nebo zavřená.

Uzavřený typ.

V uzavřeném topném systému, který se vyznačuje nuceným oběhem chladicí kapaliny, je instalována expanzní nádrž uzavřeného typu („membrána“). Jedná se o zcela utěsněnou nádobu s membránou pro chladicí kapalinu, která je částečně naplněna kapalinou a inertním plynem. Instalace takového zařízení je možná kdekoli, ale nejoptimálnější se považuje za vedle oběhového čerpadla. Vzhledem ke konstrukčním vlastnostem takové nádrže vyžaduje instalaci dalšího vybavení: bezpečnostní ventil, automatický odvzdušňovací ventil a manometr. V závislosti na umístění membrány existují 2 typy expandérů:

• S diskovou membránou (plochá membrána). Plochá membrána připomíná polokouli a je namontována uprostřed expandéru, čímž odděluje inertní plyn a přiváděné chladivo. Při zahřátí vstupuje voda do nádrže a vytváří zátěž na membráně, která zase nabývá konvexního tvaru. Při chlazení se objem kapaliny zmenšuje a proudí zpět do okruhu. Vzhledem ke konstrukčním prvkům není výměna membránového pláště u takových zařízení možná. Tento typ membránové nádrže je zastaralý.
• S membránou balónkového typu. Takový expandér s vyměnitelnou membránou hruškovitého tvaru je nejoblíbenější a nejúčinnější. Membránový plášť ve formě koule, umístěný uvnitř nádrže, zabraňuje kontaktu ohřáté kapaliny se stěnami nádrže. V případě potřeby můžete membránu vyměnit, což šetří peníze na provoz zařízení.

Výhody:

• Nedochází k odpařování chladicí kapaliny, což eliminuje kontrolu nad hladinou kapaliny v nádrži.
• Ochrana vnitřní nádrže před korozí. V membránových expanzních nádržích se kapalina nedostává do kontaktu s kovovými stěnami nádrže díky polymerní vrstvě (membráně).
• Není potřeba izolace. Expanzní nádoba se instaluje přímo vedle topného kotle, v kotelně nebo jiné místnosti objektu.
• Minimální tepelné ztráty a udržení stabilního tlaku v systému.
• Nízké provozní náklady.

Nevýhody:

• Sledování tlaku uvnitř nádrže, pro které je nutné instalovat další zařízení.
• Nebezpečí poškození nebo selhání v důsledku tlakových rázů.

otevřený typ.

Tento typ nádrže je instalován v topném systému s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny. Uzavřený okruh není zcela izolován od atmosféry, což eliminuje přetlak.

Expanzní nádrž otevřeného typu je namontována v nejvyšším bodě potrubí, aby se zabránilo rozlití kapaliny.

Takové zařízení je zpravidla instalováno v podkroví domu. Aby se zabránilo ochlazení nebo zamrznutí chladicí kapaliny, je expanzní nádrž předizolována.

Výhody:

• Jednoduchý design;
• Přijatelné náklady;
• Plná autonomie topného systému;
• Snadnost instalace a provozu.

Nevýhody:

• Náchylnost ke korozi a rzi. U otevřeného systému dochází k přímému kontaktu s atmosférou, což nepříznivě ovlivňuje ocelové prvky nádrže.
• Nutnost neustále sledovat hladinu vody v nádrži. V otevřené nádobě dochází k velkému odpařování chladicí kapaliny a je nutné ji pokaždé doplnit.
• Při použití tohoto typu nádrže není možné použít nemrznoucí směs, protože rychle se odpařuje a jeho doplňování bude příliš drahé.
• Velké tepelné ztráty. Bez použití tepelně izolačních materiálů může taková expanzní nádoba topnému systému pouze ublížit.

Tento typ zařízení, stejně jako samotný otevřený topný systém, je považován za zastaralý a neúčinný. Vzduch obsažený v topném okruhu přispívá k tvorbě vzduchových zámků, korozi a rzi, což snižuje životnost všech zařízení.

Přečtěte si o všech výhodách a nevýhodách dvou typů topných systémů v tomto materiálu: “Otevřené a uzavřené topné systémy: klady a zápory.”

Jaký je požadovaný objem expanzní nádoby?

Při výběru expanzní nádrže pro vytápění soukromého domu byste se měli také rozhodnout pro požadovaný objem kapacity.

Kapacita nádrže se vypočítá na základě objemu chladicí kapaliny v topném okruhu, procentuálního obsahu nemrznoucí směsi, koeficientu roztažnosti kapaliny a maximálního provozního tlaku expanzní nádoby.

V = (VL x E) / D

VL je celkový objem chladicí kapaliny v topném systému.
Celkový objem kapaliny v topném okruhu bez přídavného zásobníku tepla lze vypočítat podle obecného vzorce: 1 kW = 15 l.

E je koeficient roztažnosti chladicí kapaliny.
Při zahřátí na maximálně 95 stupňů je koeficient roztažnosti vody 4%, s přidáním 10% nemrznoucí směsi – 4,4%.

D je koeficient účinnosti membránové nádrže, který se vypočítá podle vzorce:

D = (PV – PS) / (PV + 1)

PV je maximální tlak topného systému (obvykle 2,5-3 bar).

PS – tlak vstřikování vzduchu do nádrže (musí odpovídat statickému tlaku systému od 0,5 do 1,5 bar v závislosti na výšce systému, kde 0,5 bar = 5 metrů tlaku).

Existuje také obecný princip výběru, ve kterém je objem expanzní nádrže zvolen v poměru 8-10% celkového objemu chladicí kapaliny systému.

Jaký by měl být tlak?

Aby systém a expanzní nádoba fungovaly efektivně, tlak v nádobě by neměl klesnout pod své mezní hodnoty. Všechny potřebné indikátory jsou zpravidla uvedeny v uživatelské příručce dodané se zakoupeným kontejnerem. Za průměrný provozní tlak pro expanzní nádoby se považuje 1,2 bar.

Výkon

Chcete-li vybrat vhodnou expanzní nádrž pro vytápění soukromého domu, musíte znát a vzít v úvahu mnoho faktorů. Nejste si jisti svým výběrem? Obraťte se na společnost Progreem, kde vám kvalifikovaní specialisté pomohou vybrat optimální nádrž a vypočítat její požadovaný objem.

Membránová expanzní nádoba neboli hydraulický akumulátor je povinným článkem v řetězci uzavřených topných systémů, plnící funkci stabilizátoru tlaku uvnitř okruhu.

Principy práce

Chladicí kapalina cirkulující v systému, ať už je to voda nebo nemrznoucí kapalina, vlivem vysoké teploty (cca 90 °C) ztrácí na hustotě, ale v důsledku expanze nabývá na objemu, což vede ke zvýšení tlaku v celém systému a uvolnění pojistného ventilu.
Expanzní nádrž má pohyblivou elastickou přepážku – membránu, která jí umožňuje na jedné straně absorbovat přebytečnou chladicí kapalinu při zahřátí a na druhé straně je nasáván vzduch, který funguje jako druh pružiny, která udržuje optimální tlak, když se voda nebo nemrznoucí směs ochladí . Bez ohledu na rozdíl v objemech chladicí kapaliny v systému tedy zůstane tlak stabilní pro nepřerušovaný provoz topení.

Konstrukce membránové expanzní nádrže:

• Kovové tělo s dutinami pro vzduch a chladicí kapalinu.
• Membrána je pohyblivá pryžová membrána.
• Vzduchový ventil.
• Potrubí pro připojení k hlavní síti.

Membránové nádoby mohou být dvou typů:

Membránové nádrže jsou obvykle malého objemu (130–150 l) a mají nevyměnitelnou membránu. Válcové nádrže jsou univerzálnější, protože mají membránový oddíl, do kterého je voda čerpána bez kontaktu s kovovým tělem, a také vyměnitelnou membránu, která je namontována na šroubované přírubě. Jsou spolehlivější a instalují se na systémy s objemem přesahujícím 150 litrů.

Instalace a připojení expanzní nádoby

Expanzní nádoba je připojena k potrubí na straně čerpadla pro cirkulaci. Dále jsou instalovány uzavírací ventily a vypouštěcí ventil. Jsou potřebné k vypuštění vody a odpojení od systému. Doporučuje se, aby byl uzavírací ventil chráněn proti náhodnému uzavření. Potřebujete také přívodní kohoutek. Bylo by užitečné nainstalovat manometr a ruční nastavení tlaku.

Oběhové čerpadlo se instaluje pouze v uzavřených topných systémech, kde je nutné mechanicky pohybovat chladicí kapalinou. V takových systémech jsou samozřejmě instalovány uzavřené kontejnery. Celý systém je utěsněn, což umožňuje použití nemrznoucí směsi bez možnosti odpařování.

Vlastní nádrž musí být instalována v místnosti, kde teplota vzduchu neklesne pod 0 °C. Instalace by měla být provedena s ohledem na bezproblémový přístup k připojovacím armaturám a vzduchovému ventilu, měla by být možná výměna membránové příruby.

Nádrž je většinou namontována svisle vzduchovým ventilem nahoru a potrubím pro připojení k hlavnímu potrubí dolů. Malé nádrže se připevňují ke stěně pomocí držáků, které obvykle nejsou součástí sady a je nutné je dokoupit. Prostornější jsou umístěny na podlaze na kovových nožičkách.

Potrubí spojující systém s nádrží se musí rovnat průměru potrubí. V opačném případě se na vstupu a výstupu chladicí kapaliny vytvoří zbytečné tlakové ztráty, které negativně ovlivní celý topný systém jako celek. Nádrž musí být instalována po propláchnutí celého systému.

• místo instalace je zvoleno nesprávně, přístup pro údržbu je obtížný;
• objem expanzní nádrže je nesprávně určen;
• Byla použita nesprávná sada uzavíracích ventilů nebo těsnění.

Jaká velikost membránové expanzní nádoby je potřeba pro vytápění?

Při výpočtu potřebného objemu se obvykle bere 10 % objemu celého systému. Pokud je systém 150 l, pak bude nádrž 15 l. Tato metoda je velmi jednoduchá a primitivní, lze ji použít pouze k přiblížení velikosti nádoby. Existuje mnoho faktorů, které je třeba vzít v úvahu pro optimální výkon systému. Pokud v této oblasti nemáte specifické dovednosti, neměli byste se věnovat amatérským činnostem, ale je lepší se obrátit na specialisty. Koneckonců to může vést k pravidelným poklesům tlaku nebo rychle učinit některé komponenty nepoužitelnými.

Například některé plynové kotle již mají ve své konfiguraci expanzní nádrže, ale někdy nestačí instalace přídavných nádrží, aniž by byla zohledněna vestavěná;

Příprava k provozu

Před spuštěním topného systému a před naplněním nádrže vodou nebo nemrznoucí kapalinou je vzduch čerpán do expanzní nádrže vzduchovým ventilem. K tomu můžete použít automatický kompresor. Je to pohodlné, protože má manometr. Většina výrobních nádrží je již naplněna pracovním médiem ve formě dusíku nebo vzduchu, přesto se vyplatí porovnat stávající tlak s tím, co je uvedeno v technické dokumentaci.

V soukromých domech nebo bytech jsou instalovány expanzní nádoby s plynovým oddílem naplněným již z výroby s tlakem 1,5 baru. Tento tlak je dostačující a není potřeba žádné další čerpání. Výrobci také uvádějí v návodu ke kotli požadovaný počáteční tlak pro doplnění chladicí kapaliny, bez kterého se kotel ani nezapne.

Při startování je potřeba zahřát systém alespoň na 70 °C. Chladicí kapalina se začne roztahovat a uvolňovat vzduch, který je třeba odstranit. A poté zaznamenejte tlak při expanzi přístrojem. To pomůže určit konečný tlak pro pojistný ventil při aktuálních 70 °C.

Nejčastější problém v provozu systému

Změny tlaku jsou častým problémem. Je důležité vědět, na co si v takových případech dát pozor a jaká opatření přijmout.

1. Zkontrolujte statický tlak. Vypneme oběhová čerpadla, pokud se nic nezměnilo, problém je v nich.
2. Pokud tlak neustále klesá, pak s největší pravděpodobností dochází k úniku chladicí kapaliny. Oblast úniku je nutné identifikovat postupným odpojováním každého z nich.

1. Možná jsou někde zavřené kohoutky nebo ventily.
2. Porucha oběhového čerpadla.
3. Množství chladicí kapaliny překračuje normu. Možná pomůže restart automatizace.
4. Systémové filtry jsou znečištěné.
5. Vytvořil se vzdušný zámek.
6. Průměry potrubí ve spojení s kotlem jsou příliš úzké.
7. Termostat blokuje přívod chladicí kapaliny. Zařízení je třeba překonfigurovat.

Důležitá je také kvalita materiálů, ze kterých jsou díly nádrže vyrobeny. Jeden z klíčových prvků – membrána má tendenci se opotřebovávat. Kvalita pryže má vliv na její schopnost přesněji a plynuleji reagovat na změny tlaku. V balónových nádržích to není problém, protože membránu lze vyměnit a tělo nepřijde do kontaktu s vodou nebo nemrznoucí kapalinou, což eliminuje negativní dopad na stěny nádrže.