Jak vypočítat požadovaný objem expanzní nádoby?

Topný systém má určitý objem chladicí kapaliny. Během procesu ohřevu se chladicí kapalina rozšiřuje a během procesu chlazení se smršťuje – to je normální provozní režim topného systému. Při expanzi se zvětšuje objem chladicí kapaliny a v důsledku toho se zvyšuje tlak v topném systému na hodnotu nastavenou na pojistném ventilu, což vede k vypouštění chladicí kapaliny ze systému. Aby se zabránilo vypouštění chladicí kapaliny, je nutné nainstalovat expanzní nádrž. Když se chladicí kapalina roztáhne, její přebytek se bude hromadit v expanzní nádrži a když se ochladí, chladicí kapalina opustí nádrž a naplní topný systém.

Existují dvě expanzní nádoby:

• Otevřete expanzní nádobu. Používá se v systémech s nízkým tlakem chladicí kapaliny. Otevřená expanzní nádoba je nádoba spojená s atmosférou (neutěsněná), instalovaná v horním bodě topného systému. Díky tomu se chladicí kapalina při zahřívání v kotli roztahuje a přebytečný objem se při ochlazení systému přesouvá do otevřené expanzní nádrže a samotná chladicí kapalina se vrací do systému vlivem gravitace. Protože je nádrž instalována v nejvyšším bodě systému, vzduch generovaný v topném systému stoupá nahoru do expanzní nádoby a opouští topný systém otevřenou nádrží systému. Otevřené topné systémy se v současné době prakticky nepoužívají. Nevýhody otevřené expanzní nádoby: kontakt chladiva s atmosférou a sycení vzduchem, odpařování chladiva v expanzní nádobě, zvýšené tepelné ztráty z expanzní nádoby, nutnost umístit tuto nádobu na nejvyšší bod systému, ve vytápěné místnosti.
• Uzavřená expanzní nádoba. Uzavřená nádoba (ve tvaru vejce) oddělená EPDM membránou, do vnější dutiny je čerpán vzduch a ve druhé dutině je umístěno chladivo. Chladicí kapalina, která se při zahřátí roztahuje, expanduje a přebytečný objem se dostává do vodní dutiny expanzní nádrže, přičemž se pryžová membrána natahuje a vzduch ve vzduchové dutině se začíná stlačovat. Stlačený vzduch jako pružina udržuje potřebný odpor vůči chladicí kapalině a při poklesu objemu chladicí kapaliny (při chlazení) tlačí chladicí kapalinu zpět do topného systému. Na zpětném potrubí kotle je instalován uzavřený zásobník, mezi kotlem a expanzní nádobou by neměly být instalovány žádné uzavírací ventily.

Existují tři způsoby, jak vypočítat objem expanzní nádrže:

• Přibližný – ve většině případů v soukromých domech je tento výpočet dostatečný. Objem expanzní nádoby musí být minimálně 10 % celkového objemu chladicí kapaliny v topném systému.
• Přibližný – když není znám celkový objem chladicí kapaliny v topném systému. V tomto případě je objem expanzní nádoby (litr) roven výkonu kotle (kW). Příklad: výkon kotle je 40 kW, objem expanzní nádoby je 40 litrů. Tato metoda je méně přesná než krok 1.
• Výpočtová – která bere v úvahu plný objem celého topného systému, maximální teplotu chladicí kapaliny, provozní tlak atd. Tento výpočet se provádí při výběru expanzní nádoby ve výkonných a objemových topných systémech.

V= (C*e*K1)/(1-P1/P2)*K2, где

• C, litr – objem chladicí kapaliny v topném systému, abyste jej vypočítali, musíte sečíst objemy chladicí kapaliny: v kotli (uvedeno v pokynech), ve všech radiátorech (uvedeno v pokynech), v položených potrubích; ;
• e je koeficient tepelné roztažnosti chladicí kapaliny (pro vodu je roven 0,029 při teplotě 80 °C);
• P1, bar – předčerpací tlak vzduchu ve vzduchové dutině expanzní nádoby;
• P2, bar – maximální tlak v systému, určený pojistným ventilem nainstalovaným na kotli nebo v systému, předpokládá se, že reakční tlak ventilu je roven provoznímu tlaku uvedenému v pasportu kotle;
• K1 = 1,2 – bezpečnostní faktor;
• K2 je koeficient užitečného objemu (vybraný z tabulky) a je určen z maximální možné teploty chladicí kapaliny při provozu kotle a ukazuje, o kolik procent se objem vody zvětší oproti výchozímu.

Vyberte, vyberte a kupte expanzní nádrž zdarma na dalexa.ru.

Pechnik Egorov 10. března 2019

V topných sítích s chladivem cirkulujícím v síti je třeba vzít v úvahu, že objem kapaliny se během ohřevu zvyšuje, takže přebytečné chladivo musí být umístěno v nějaké nádrži zabudované v okruhu. Je důležité správně vypočítat tuto expanzní nádrž a její parametry. Existují dva systémy ohřevu vody, které jsou vybaveny otevřenou nebo uzavřenou expanzní nádobou.

Otevřená nádrž v topných sítích

Kapacita vyrovnávací nádoby určuje koncepci objemu expanzní nádoby pro ohřev. V otevřených a uzavřených topných systémech bude objem nádrže stejný, takže úkol nádrží je stejný: přijímat přebytečná média, ke kterým dochází při ohřevu, a kompenzovat přetlak. Přestože jsou otevřené a uzavřené nádrže konfigurovány tak, aby vykonávaly stejné funkce, jedná se o zcela odlišná zařízení.

Instalace otevřené nádrže do okruhu topného systému nevyžaduje žádné speciální výpočty. Vyrobte nádrž ve tvaru krychle nebo válce s kapacitou 10% celkového objemu a nainstalujte ji v nejvyšším bodě. Při zahřátí se kapalina v systému rozpíná a stoupá do nádrže a při ochlazení naopak klesá. Vzduch, který se do něj dostal při plnění, bude také proudit do horní části systému, protože v otevřené nádobě nevznikne vysoký tlak. Objemné a děravé – hlavní nevýhody takového tanku.

Princip fungování expanzní nádrže a také to, jak ji správně vybrat, uvidíte ve videu:

Výpočet objemu uzavřené nádrže

Abyste pochopili, jaký objem expanzní nádrže je potřebný pro vytápění uzavřeného typu, musíte vzít v úvahu několik parametrů. Právě tyto ukazatele ovlivní další provoz:

• množství kapaliny, která přenáší teplo systémem (čím více je, tím větší je nádrž);
• jaký druh tepelného nosiče bude použit (různé kapaliny zvětšují objem různými způsoby);
• maximální teplota, na kterou se chladicí kapalina zahřeje.

Taková expanzní nádrž je nádoba kulatého nebo oválného tvaru s membránovým ventilem uvnitř, rozdělující ji na dvě poloviny. Do jednoho z nich se čerpá vzduch a druhý se používá k příjmu přebytečné kapaliny. Tlak zůstává v normálních mezích. Expanzní nádoby bývají vybaveny pojistným ventilem pro případ překročení množství chladicí kapaliny.

Nesprávný výpočet expanzní nádrže pro vytápění uzavřeného typu povede k mnoha problémům. Pokud je například kapacita nádrže příliš velká, nebude schopna vytvořit potřebný tlak v systému. Pokud je instalována malá nádrž, bude pozorováno neustálé zvyšování tlaku, což povede k úniku v systému.

Pro výpočet objemu expanzní nádrže pro vytápění potřebujete znát množství nosiče tepelné energie v potrubích a radiátorech. Tuto hodnotu můžete zjistit dvěma způsoby:

• měřit při plnění systému;
• proveďte výpočet matematicky pomocí vzorce.

Pro měření množství chladicí kapaliny při plnění systému můžete použít měřidlo nebo počítat počet litrů při ručním plnění.

Pro matematický výpočet hydraulického kompenzátoru si budete muset v charakteristikách kotle přečíst množství kapaliny, které se do něj vejde. Musíte také zjistit z pasu výměníku tepla množství kapaliny, které obsahuje, a vypočítat kapacitu potrubí pomocí vzorce. Vhodný vzorec pro výpočet objemu válcových nádob V = 3,14 x R2 x H, kde:

• V je požadovaný ukazatel vnitřního objemu potrubí;
• 3,14 je konstantní hodnota;
• R2 je hodnota vnitřního poloměru trubky na druhou;
• H je délka topného potrubí.

Výsledek bude získán v krychlových centimetrech; Výsledné číslo je nutné vynásobit koeficientem roztažnosti v závislosti na zvoleném druhu látky, která v potrubí předává teplo. Pro vodu je toto číslo přibližně 0,04%, pro kapaliny na bázi nemrznoucích směsí – 0,05%.

Chcete-li získat požadovaný výsledek, musíte použít vzorec Vb = Vc x k, kde:

• Vb – objem nádrže;
• Vc je množství chladicí kapaliny v okruhu;
• k je hodnota koeficientu použitého pro typ chladicí kapaliny.

Při výpočtu objemu expanzní nádoby pro topný systém uzavřeného typu je důležité vzít v úvahu maximální přípustnou teplotu, na kterou bude médium ohříváno, a horní hranici tlaku vytvořeného uvnitř celého okruhu. Pokud máte počáteční údaje, můžete vypočítat expanzní nádrž pro vytápění pomocí kalkulačky na online zdrojích.

Profesionální doporučení

U kotlů se dvěma okruhy a automatickým ovládáním je expandér instalován z výroby, ale v praxi nestačí, takže odborníci doporučují instalaci dodatečného hydraulického kompenzátoru.

Po provedení výpočtů, nákupu a instalaci vyrovnávací nádrže je nutné ji správně nakonfigurovat. Na tom bude záviset dlouhý a bezchybný provoz celé topné linky.