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

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.

Moderní soukromá bytová výstavba v naší zemi, která se nachází v zeměpisných šířkách, kde jsou teplotní výkyvy v průběhu roku více než 50 stupňů, vyžaduje přítomnost vysoce kvalitního a promyšleného vytápění. Dříve pro venkovské chatrče skládající se z jedné nebo dvou místností ve většině případů stačila tradiční kamna. Nyní, když velikost domů narostla a počet samostatných místností i v malém domě je zřídka menší než tři nebo čtyři, vyžaduje moderní pojetí pohodlného bydlení přítomnost ohřevu vody.

Typy a specifika expanzních nádrží

Tento způsob vytápění domu, na rozdíl od kamen, dokáže zajistit stejně příjemnou teplotu ve všech místnostech. Kapalinové vytápění předpokládá přítomnost zařízení produkujícího teplo – kotle a chladicí kapaliny, která cirkuluje potrubím mezi kotlem a radiátory umístěnými v každé z vytápěných místností. Když je kotel vypnutý, chladicí kapalina se nezahřívá a její teplota během krátké doby klesne na pokojovou teplotu. Ukazuje se tedy, že teplota chladicí kapaliny se periodicky mění. Jak je známo z průběhu fyziky, vlastností jakýchkoli těles je jejich rozpínání s rostoucí teplotou. Při zahřívání chladicí kapalina zvětšuje svůj objem. Jenže v uzavřeném okruhu nemá kam jít a pak mu začne stoupat tlak. Časté poklesy tlaku „uvolňují“ systém a rychle vedou k narušení těsnosti jeho důležitých součástí. Řešením je použití expanzní nádoby v topném systému.

Expanzní nádrž je ve svém jádru nádoba, kde má kapalina možnost zvětšit nebo zmenšit svůj objem. Jeho instalace vám umožňuje vyhnout se zvyšování a snižování tlaku chladicí kapaliny při změně její teploty. Instalace expanzní nádrže je povinná při instalaci jakéhokoli kapalného topného systému doma. Typy expanzních nádrží se však liší v závislosti na typu systému, který je v každém konkrétním případě navržen. Ve skutečnosti existují dvě možné možnosti pro kapalinové vytápění prostor: otevřené a uzavřené.

Co si vybrat – otevřený nebo uzavřený systém

Otevřený topný systém je ne zcela uzavřený systém s otevřenou horní částí. Tlak kapaliny závisí na umístění nádoby a hladině chladicí kapaliny v ní. Aby to bylo jasnější, otevřený systém lze přirovnat k pánvi do dvou třetin plné vody bez pokličky, která sedí na sporáku. Stěny a dno naší pánve jsou neprostupné pro kapalinu a nedovolí, aby se rozlila, a horní část je otevřená.

Když se nám pánev zahřeje, voda v ní zvětší svůj objem a zabere ne dvě třetiny, ale třeba tři čtvrtiny jejího objemu, ale zbývající výška jejích stěn ještě stačí na to, aby se voda nerozlila. V otevřeném schématu hraje roli horní části naší pomyslné pánve nádoba otevřeného typu. Taková nádoba má děravý vršek (obvykle zakrytý víkem). Je umístěn nejvýše, nejčastěji v podkroví, nebo v nejvyšší místnosti budovy.

Pokud není použit nucený oběh chladicí kapaliny, je v nejvyšším bodě, bezprostředně za kotlem, instalována otevřená expanzní nádoba. V tomto případě chladicí kapalina ohřátá kotlem na maximum v souladu s fyzikálními zákony spěchá nahoru a vstupuje do expanzní nádrže, odkud proudí potrubím do radiátorů a postupně ztrácí teplo a vrací se zpět do kotel. Tento design má dvě armatury – vstup a výstup a otevřený vršek (zakrytý netěsným víkem). Při použití nuceného oběhu může být nádrž umístěna na libovolném místě (při dodržení zásady, že je umístěna nad všemi ostatními uzly). V tomto případě stačí připojit jednu armaturu zespodu k nádobě, aby kapalina měla při zahřátí přístup k objemu dostatečnému pro její expanzi. Ale taková schémata jsou vzácná.

otevřené systémy Topení jsou vytvořeny především proto, aby byly nezávislé na nuceném oběhu a nevyžadovaly elektrickou energii pro kotle a čerpadla pro cirkulaci vody. Jejich hlavní výhodou je, že fungují bez ohledu na přítomnost či nepřítomnost elektřiny v domě.

Nevýhodou těchto systémů je, že chladicí kapalina cirkuluje poměrně pomalu a je velmi obtížné takový systém navrhnout a vybalancovat tak, aby byla ve všech místnostech domu zachována stejná nastavená teplota. Výhodou expanzní nádrže otevřeného typu je možnost jejího použití k doplnění chladicí kapaliny (vody) do systému, kterou lze jednoduše nalít do nádrže přes její horní kryt. Nevýhodou takového kontejneru je, že přes něj dochází k neúčinné výměně tepla mezi chladivem a okolím, a to právě v místě (v horní části budovy), kde je vytápění místnosti nejméně potřeba. Expanzní nádrž otevřeného typu může být jakákoliv nádoba vyrobená z vhodného materiálu, kterou lze zakoupit hotovou nebo objednat u svářečů.

Uzavřený systém Topení – jedná se o uzavřený okruh, ve kterém je kapalina vždy pod určitým tlakem stanoveným při plnění. V takovém systému se expanzní nádrž již používá pro vytápění uzavřeného typu. Má jednu armaturu, která slouží k připojení k potrubí. Taková nádrž je utěsněná uzavřená nádoba, rozdělená na dvě části – jednu na plyn, druhou na kapalinu. Je dobře známo, že s rostoucím tlakem plyn zmenšuje objem více než kapalina. Tento princip se používá v expanzní nádrži uzavřeného typu. Když se např. voda ohřeje, zvětší se její objem v důsledku zmenšení objemu vzduchové části nádoby a naopak při poklesu teploty se objem zmenší vytlačením přebytečné kapaliny z expanzní nádoby. kvůli tlaku vzduchu.

Expanzní nádrže pro uzavřený systém se dodávají ve dvou typech. Jeden typ nádrže se skládá ze dvou částí oddělených vodotěsnou membránou. V jedné části je plyn – atmosférický vzduch, jehož tlak lze měnit přes běžnou cívku. Na druhou část je připevněna armatura, pomocí které je zařízení připevněno k potrubí. S rostoucí teplotou se membrána ohýbá směrem ke vzduchové části, čímž se zvětšuje objem nádrže a kompenzuje se nárůst tlaku.

Toto provedení není demontovatelné a v případě poškození membrány je nutné ji zcela vyměnit. V zařízení jiného typu plní roli membrány vzduchová komora, která funguje na stejném principu, zmenšuje svůj objem při stoupající teplotě kapaliny a zvětšuje při poklesu. Ale v tomto provedení již může být poškozená membrána nahrazena novou, aniž by se vyměnila celá nádrž. Je třeba poznamenat, že oba typy nádrží jsou velmi spolehlivé a velmi zřídka se porouchají. Ale u zařízení s membránou je nejlepší umístit plnící armaturu nahoru, aby se při plnění potrubí chladicí kapalinou nemohla vytvořit vzduchová kapsa v její vodní části. Expanzní nádoba v uzavřeném systému slouží k regulaci tlaku.

Vháněním vzduchu do „plynové“ části nádrže se zvyšuje tlak chladicí kapaliny a odvzdušňováním lze tlak snížit. Například při instalaci vytápění má nalité chladivo atmosférický tlak, který závisí na výšce, ve které se nachází horní úroveň chladicí kapaliny (na počtu pater domu a výšce horního bodu systému). Zásobník je umístěn v uzavřeném okruhu zpravidla nedaleko vstupu kapaliny, která již ztratila část tepla do kotle. Mnoho kotlů se již vyrábí s vestavěnou expanzní nádobou a duplikovat ji s přídavnou nedává smysl.

Porovnání všech pro a proti.

Je zbytečné diskutovat o tom, která expanzní nádoba je lepší, otevřená nebo uzavřená, protože. do . jejich použití je dáno volbou vhodného typu topného systému. Ale je třeba poznamenat, že nádrž uzavřeného typu zabírá méně místa a je pohodlnější na údržbu, tzn. do . je umístěn v blízkosti kotlového zařízení, obvykle v kotelně, a ztrácí méně tepla než zásobník otevřeného typu. Navíc samotná přítomnost nádoby s kapalinou v horní části objektu představuje potenciální nebezpečí z hlediska zatékání a poškození interiéru domu. Samotný uzavřený topný systém vypadá atraktivněji než otevřený, tzn. do . Cirkulace kapaliny probíhá bez kontaktu se vzduchem, což nasycením vody kyslíkem podporuje korozi klíčových součástí.

Umístění expanzních nádob závisí také na zvoleném typu vytápění. Expanzní nádrž otevřeného typu, jak je uvedeno výše, je umístěna v samé horní části, obvykle v podkroví domu, nádrž uzavřeného typu je umístěna vedle kotle, před potrubím, do kterého vstupuje ochlazená chladicí kapalina.

Objem dostatečné expanzní nádoby lze vypočítat pomocí vzorce: Objem expanzní nádoby = objem chladicí kapaliny v litrech vynásobený 0. S výpočty vám pomůže i online kalkulačka, která vám ihned po zadání příslušných parametrů poskytne požadovanou hodnotu s maximální přesností.

Pokud použijete nádobu s větším objemem, než je nutné, rozhodně to nebude horší, pokud bude menší, nebude schopna zcela kompenzovat změnu tlaku při zahřívání chladicí kapaliny a bude kolísat.

Je důležité mít na paměti:

Při provozu uzavřených systémů je nutné hlídat tlak. Pokud během ohřevu chladicí kapaliny kotlem ovládací zařízení vykazují zvýšení tlaku, je nutné upravit tlak v expanzní nádrži. Silné zvýšení tlaku při ohřevu znamená, že vzduchová část nádrže ztratila tlak a je nutné zjistit, proč se tak stalo. Možná z cívky uniká vzduch, nebo je prasklé těsnění komory (nebo membrány) – pak je potřeba opravit nádrž.
Nejlepší je použít expanzní nádobu s automatickým systémem uvolnění tlaku, pokud jsou překročeny její prahové hodnoty.
Při instalaci nádrže do topného systému nezapomeňte před ní zajistit uzavírací ventil, abyste mohli zařízení odpojit od potrubí a opravit nebo vyměnit, aniž byste ze systému vypustili veškerou chladicí kapalinu.