Jak načerpat expanzní nádobu v topném systému?

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.

Jmenování

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.

druhy

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.

Konstrukce a princip činnosti

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.

Vlastnosti instalace expanzní nádrže

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.

Jak nastavit tlak v expanzní nádobě

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.

Příčiny problémů s tlakem při provozu topného systému

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.

Stručné závěry

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.

Ti, kteří samostatně sestavují a instalují topný systém, se často ptají, jak správně nainstalovat expanzní nádrž. Navrhuji nejprve pochopit, co je expanzní nádrž obecně a proč je potřeba.

Expanzní nádrž v topném systému

Proto uděláme vše v pořádku a nejprve si připomeňme naše hodiny fyziky.

Fyzikální vlastnosti vody

Jednou z fyzikálních vlastností vody je její téměř nulová schopnost stlačování. To znamená, že když se pokusíte zmenšit jeho objem (tedy stlačit), dojde k prudkému nárůstu tlaku.

A voda (stejně jako jiné materiály) může při zahřátí zvětšit svůj objem. Tato vlastnost se nazývá tepelná roztažnost. U vody začíná již při teplotě +4°C. Když však teplota klesne pod tuto značku, voda se také začne rozpínat. Tento jev se nazývá vodní paradox. Při teplotě +4°C má voda nejvyšší hustotu: hmotnost 1 litr = 1 kg.

U otopných soustav však tento paradox není důležitý, protože teplota vody dodávané kotlem do radiátorů je mnohem vyšší.

Objem vody se při zahřívání zvětšuje. Fotografie z webu agrovodcom.ru

Vezměme si nádobu s přepadem, který omezuje objem na 1000 cm³. Nalijeme do ní 1 litr vody o teplotě +4°C a poté začneme zahřívat. Hustota vody se začne snižovat a objem se začne zvětšovat.

Protože přetečení omezuje známý objem, přebytečná voda se vylije. Při zahřátí z +4°C na +90°C (obvyklá teplota vody v topném systému) bude tento přebytek 39,95 cm³ (nebo 34,7 g). Přesně k tomuto procesu dochází v topném systému, když kotel ohřívá vodu.

Co je expanzní nádrž

Připomeňme si: pokud se snažíme stlačit vodu (tedy v našem případě vměstnat do daného objemu topného systému zvýšené množství chladiva), tlak se zvýší. Aby přebytečná voda vznikající při topení nepoškodila potrubí a spotřebiče, musíte ji někde vypustit, například do odměrné nádoby v experimentu.

Ale nemůžeme vypustit vodu z topného systému. To znamená, že přebytek je třeba dočasně „odložit“ do nějaké „kapsy“, aby se později, když se teplota vody sníží a její hustota zvýší, vrátil do systému a voda nabrala stejný objem, jako byla dříve. původně.

Expanzní nádrž v topném systému

V topném systému je taková „kapsa“, která přijímá přebytečnou vodu vytvořenou během tepelné roztažnosti expanzní nádoba. Jeho úkolem je působit v systému jako tlakový tlumič (kompenzátor).

Otevřené a uzavřené expanzní nádoby

Expanzní nádrže mohou být otevřené nebo uzavřené. Tedy komunikaci s atmosférou nebo s řízeným, byť se měnícím tlakem.

Otevřete expanzní nádobu

Kádinka z popsaného pokusu, do které se při tepelné roztažnosti nalévala přebytečná voda, je nejjednodušší otevřená expanzní nádoba. Jeho nevýhodou je, že rozlitou vodu je nutné vracet do systému ručně. Jednoduše řečeno přelití zpět do nádoby, ve které se ohřívala voda.

Taková primitivní metoda samozřejmě není vhodná pro topný systém. Otevřená expanzní nádrž pro vytápění proto vypadá schematicky takto:

Schématický návrh expanzní nádrže otevřeného typu. Ilustrace z knihy A. N. Scanaviho a L. M. Makhova „Vytápění“

Otevřenou expanzní nádobu lze zakoupit již připravenou nebo vyrobenou samostatně. K tomu je vhodná jakákoli nádoba požadovaného objemu, například plastový kanystr.

Expanzní nádrž uzavřený typ

Nyní se častěji pokoušejí používat uzavřené nádrže: jsou kompaktnější a postrádají negativní vlastnosti otevřených nádrží, které se vyznačují zamrzáním, nasycením chladicí kapaliny kyslíkem a zvýšenou korozí. Uzavřené nádrže jsou utěsněné a sestávají ze dvou komor: vodní a vzduchové.

Kompenzace tlaku probíhá následovně: přebytečná voda naplní vodní oddíl a vyvine tlak na pružnou přepážku mezi dvěma komorami a vzduch (nebo plyn) umístěný ve vzduchovém prostoru se stlačí. Na rozdíl od vody může být plyn podroben značnému stlačení bez velkého zvýšení tlaku.

Typy membrán expanzních nádrží. Foto z profiteplo.com

• s membránou ve tvaru disku;
• s membránou hruškovitého tvaru.

Jak správně nainstalovat expanzní nádobu do topného systému

Po pochopení teoretických základů a typů kompenzačních nádrží přejdeme k hlavní otázce: kde a jak nainstalovat expanzní nádrž do topného systému.

Správná odpověď na toto je, kde chcete. To znamená, že expanzní nádoba může být instalována jak na „přívodu“ – systémovém vedení vedoucím z kotle k topným zařízením, tak na „zpátečce“ – potrubí, kterým se voda vrací do topného zařízení (kotle), což dává předá své teplo do radiátorů. V každém případě bude plnit svou funkci jako nárazník, omezující růst tlaku.

Expanzní nádrž nainstalovaná na zpětném potrubí

Oba způsoby mají svá pro a proti. Místo instalace se volí na základě konstrukčních vlastností konkrétního topného systému. A také pro snadnou instalaci a následnou údržbu.

Nuance

Otevřená nádrž, na rozdíl od membránové, může být instalována v systému s přirozenou cirkulací vody, tedy v energeticky nezávislém systému, který nevyžaduje elektřinu. Nucený systém vyžaduje čerpadlo. Proto je v nejvyšším bodě instalována otevřená expanzní nádoba umístěná nad všemi topnými zařízeními. Nejčastěji se takový bod nachází v podkroví. V dnešní době, kdy se prostor pod střechou v soukromých domech využívá také k uspořádání obytného prostoru, se tato možnost často ukazuje jako nevhodná.

Neexistují žádná omezení pro umístění uzavřené nádrže. Může stát na jakémkoli vhodném místě a v jakékoli poloze.

Schéma instalace otevřené expanzní nádoby. 1 – kotel, 2 – přívod chladicí kapaliny, 3 – otevřená expanzní nádoba, 4 – topné zařízení, 5 – čerpací jednotka. Fotografie z webu stroim-svoi-dom.ru

Ačkoli membránová nádrž může být instalována před i po topných zařízeních, je obvykle instalována podle druhého schématu (na „zpátečce“). Protože za bojlerem je obvykle dodávána voda o velmi vysoké teplotě, ze které se membrána nádrže může brzy stát nepoužitelnou. Navíc s touto možností instalace (po topných zařízeních) nepodléhají kotel a čerpadlo tlakovým rázům a pracují v komfortnějším režimu.

Upozorňujeme, že pokud je čerpadlo v systému externí (není zabudované v kotli), musí být vyrovnávací nádrž instalována před čerpadlem, nikoli za ním. V opačném případě bude expanzní nádoba reagovat na přetlak vytvořený čerpadlem a nebude správně fungovat.

Mimochodem, nespěchejte s výběrem a nákupem expanzní nádrže. Nejprve zkontrolujte, zda je váš kotel již vybaven nejen vlastním čerpadlem, ale také vyrovnávací nádrží umístěnou v kotlovém tělese.

Obecná pravidla

Po určení hypotetického umístění expanzní nádrže vyberte správné skutečné místo pro její instalaci.

Expanzní nádoba musí být instalována tak, aby byla snadná na údržbu.

• vyrovnávací nádrž musí být instalována tak, aby byla pohodlná pro obsluhu: mezi nádrží a stěnou nebo jiným zařízením musí být ponechán volný prostor;
• vodovodní armatury by neměly vyvíjet tlak nebo tahat na potrubí nádrže: zajistěte přívodní potrubí samostatně; tím se také zjednoduší demontáž kontejneru v případě potřeby;
• Pro demontáž a opravu nebo výměnu nainstalujte před nádrž samostatný uzavírací ventil.