Jakou velikost by měla mít expanzní nádoba v topném systému?

K určení objemu expanzní nádrže, minimální průměr připojovacího potrubí, počáteční tlak plynového prostoru a počáteční provozní tlak v otopné soustavě se vypočítá otopná soustava.

Metoda výpočtu expanzních nádrží je poměrně složitá, ale s minimálním zvážením tohoto problému můžete určit řadu jednoduchých vztahů mezi objemem nádrže a dalšími parametry:

1. S rostoucí kapacitou topného systému je potřeba větší objem expanzní nádoby.
2. S rostoucí maximální teplotou vody v topném systému je potřeba větší objem nádrže.
3. Se zvýšením maximálního přípustného tlaku v topném systému lze objem snížit.
4. S poklesem výšky od místa instalace expanzní nádoby k hornímu bodu topného systému je možné zmenšit objem nádrže.

Je třeba poznamenat, že expanzní nádoby v topném systému jsou nezbytné nejen pro kompenzaci měnícího se objemu v okruhu topného systému, ale také pro doplnění stávajících úniků chladicí kapaliny. K tomu je v expanzní nádrži zajištěna určitá zásoba vody – provozní objem. Typicky výpočtový algoritmus zahrnuje provozní objem vody ve výši 3% z celkové kapacity topného systému.

VÝBĚR EXPANZNÍ NÁDRŽE NA PŘÍKLADU VYBAVENÍ ZNÁMÉ ZNAČKY UNIPUMP

Výběr expanzní nádoby musí být vyroben s ohledem na jeho teplotní a pevnostní charakteristiky. Tlak a teplota v místě připojení nádrže nesmí překročit maximální přípustné hodnoty.

Objem expanzní nádrže musí být větší nebo roven objemu získanému jako výsledek výpočtu. Zvýšením objemu nad vypočítanou hodnotu nevznikne žádné hmatatelné poškození.

Při instalaci expanzních nádrží je nutné vzít v úvahu jejich rozměry a korelovat je s velikostí dveřních nebo okenních otvorů, přičemž je třeba vzít v úvahu, že expanzní nádrže o průměru větším než 750 mm a výšce větší než 1,5 m mohou mít k jejich přesunu budou nutné problémy s dopravou a mechanizací. V tomto případě je možné postavit topný systém založený nikoli na jedné expanzní nádrži, ale na několika membránových nádržích menšího objemu.

Měli byste vědět, že při použití glykolových směsí jako chladicí kapaliny je nutné vybrat expanzní nádrž s rezervou o 50% větší, než je hodnota získaná při výpočtu. V opačném případě bude prvním příznakem nesprávně zvolené expanzní nádrže nebo nedostatečného seřízení častý provoz pojistného ventilu.

Začněme tedy s výpočtem. Pro výpočet pracovního objemu membránové expanzní nádrže je nutné určit celkový objem topného systému sečtením vodních objemů kotle, topných zařízení a potrubí.

Nejjednodušší způsob výpočtu expanzní nádrže v topném systému:

Po zjištění objemu chladicí kapaliny v systému je nutné jej vynásobit 0,08 – 0,1 tj. přibližně 8-10% objemu topného systému. Můžete tedy zjistit, že systém 100 litrů chladicí kapaliny vyžaduje expanzní nádrž o objemu asi 8-10 litrů.

Objem expanzní nádoby V = (VL x E) / D, kde

— celkový objem systému (kotel, radiátory, potrubí, výměníky tepla atd.)

— koeficient roztažnosti kapaliny %

— účinnost membránové expanzní nádrže

Je poměrně obtížné vypočítat objem topného systému, takže přibližný výpočet lze získat znalostí výkonu topného systému pomocí vzorce založeného na poměru 1 kW = 15 litrů.

Například: topný výkon pro domácnost 45 kW, pak celkový objem (výkon) topného systému VL = 15 x 45 = 675 l.
Expanze kapaliny – 4% přibližně pro systémy ohřevu vody s maximální teplotou až 95°С Pokud systém používá jako chladicí kapalinu etylenglykol, lze přibližný výpočet expanzního koeficientu provést pomocí následujícího vzorce:
10 % – 4 % x 1,1 = 4,4 %
20 % – 4 % x 1,2 = 4,8 % atd.
účinnost membránové expanzní nádrže D = (PV – PS) / (PV + 1), kde
PV – maximální provozní tlak otopné soustavy (výpočtový tlak pojistného ventilu se rovná maximálnímu provoznímu tlaku), pro chaty obvykle postačuje Lišta 2,5
PS – plnicí tlak membránové expanzní nádoby (musí se rovnat statickému tlaku topného systému; (0,5 bar = 5 metrů)

Příklad přibližného výběru nádrže

Vytápěná plocha domu je 400 m², výška systému je 5 m, požadovaný topný výkon je 45 kW, pak objem požadované expanzní nádoby bude:

= 45 x 15 = 675 l.

= 2,5 bar; PS = 0,5 bar

Pochopení hlavních funkcí, které provádí, vám pomůže vybrat expanzní nádrž.

Hlavním úkolem expanzní nádrže (jak se také nazývá z anglického „expanze“ – expandovat) je absorbovat přebytečný objem chladicí kapaliny, který vzniká v důsledku tepelné roztažnosti.

Jak moc se zvětší objem vody jako hlavního chladiva při zahřátí?

Při ohřevu vody z 10 o C na 80 o C se její objem zvětší přibližně o 4 %. Nesmíme také zapomenout, že uzavřená expanzní nádrž se skládá ze dvou částí, z nichž jedna přijímá přebytek expandující chladicí kapaliny a druhá je čerpána plynem nebo vzduchem pod tlakem.

S ohledem na konstrukci expanzní nádrže se doporučuje zvolit její objem jako 10 – 12% objemu veškeré vody v topném systému domu:

• v potrubí;
• v topných zařízeních;
• ve výměníku tepla kotle;
• malý počáteční objem vody, který s počáteční teplotou pod tlakem vstupuje do vlastní nádrže (statický tlak v systému je obvykle vyšší než tlak vzduchu v expanzní komoře).

Jak vypočítat objem vody v systému?

Použijte malý program, který vám pomůže vypočítat objem vody v potrubí. (stáhnout)

Údaje o objemu vody v topných zařízeních a v kotli lze převzít z datových listů konkrétního výrobce těchto výrobků.

Konfigurujeme nádrž pro práci v topném systému.

Pro nastavení expanzního stroje využijeme doporučení známého německého výrobce podobného zařízení Reflex.

Podrobné pokyny si můžete stáhnout kliknutím pravým tlačítkem myši na odkaz: „Návod k instalaci a údržbě membránových expanzních nádrží Reflex“.

Zde uvedeme základní principy pro nastavení nádrže.

Při nastavování nádrže se potýkáme s různými typy tlaků, které je třeba vzájemně koordinovat:

• P_umění. – statický tlak systému (rovný výšce vodního sloupce, určenou naopak výškou topného systému od místa připojení nádrže k vrcholu posledního nejvyššího prvku);
• P – tlak vzduchu ve vzduchové komoře nádrže;
• P_prosit – počáteční plnicí tlak;
• P_{prodloužený} – tlak vytvořený v systému v důsledku rozpínání objemu vody;
• P_kon – tlak, který vzniká v důsledku dodatečného doplňování při uvedení topného systému do režimu horní provozní teploty. (Pokud je v systému zahrnut expanzní tlak);
• P_cl – tlak pojistného ventilu (pro soukromé domy 3 bar);
• P_макс – maximální provozní tlak, na který je navržen nejcitlivější prvek systému (obvykle výměník tepla kotle).

Co udělat před nastavením nádrže

Všechny uvedené tlaky musí být vyjádřeny v barech (1 bar = 10 m). Vezměme si jako základ dvoupatrový dům s výškou topného systému 4 m.

Nádrž musí být odpojena od topného systému nebo uzavřena kohoutkem. Tlak ve vodní komoře musí být uvolněn. Při čerpání vzduchu by tlak v systému neměl mít vliv, jinak nebude možné nádrž upravit.

Stejný nutně je nutné provést, když před začátkem topné sezóny zkontrolujete tlak v nádrži, nebo když máte podezření, že nádrž přestala fungovat – vytekla gumová žárovka.

Vlevo nabízíme schéma připojení nádrže k topnému systému.

Je rozdíl, jak nádrž nainstalovat: s vodním potrubím nahoře nebo dole? Z hlediska jeho provozu a dynamiky tlakových změn v otopné soustavě není rozdíl. Ale z hlediska jejího fungování: v případě poruchy membrány (když je netěsná) je rozdíl.

Pokud je nádrž připojena k topnému systému vodním potrubím směrem nahoru, pak pokud membrána selže, nádrž nebude schopna přenášet vodu do systému, ačkoli bude naplněna vodou.

A pokud to připojíte opačně (vodovodní trubkou dolů), tak i když je vadná, expanzní nádoba bude stále schopna uvolnit chladicí kapalinu.

Nastavení nádrže.

Začněme s P_umění. = 4/10 = 0,4 bar;

Další musíme vytvořit tlak P (pumpujte vzduch do příslušné komory expanzní nádoby).

Jaký je tlak P je potřeba to napumpovat? Použijme vzorec z Reflexu:

Podle doporučení Reflexu P > nebo = 1 bar.

Protože výška našeho domu je malá a částka P_umění. a P méně než 1 bar, vezměte hodnotu P = 1 bar.

Nádrž nainstalujeme do systému nebo otevřeme uzavírací ventil.

pak otevřete doplňovací ventil a vytvořte počáteční tlak v systému P_prosit.

do jaké míry? K tomu nám pomohou následující doporučení:

P_prosit > nebo = P + 0,3 bar nebo P_prosit = 1 + 0,3 = 1,3 bar.

Nyní zapněte kotel, zahřejte systém na požadovanou teplotu, předpokládejte 80 o C a odstraňte vzduch ze systému, na manometru sledujte, jak se vytváří nový tlak – expanzní tlak P_{prodloužený}, která dosáhne určité hodnoty.

A konečně, znovu zapněte make-up a nastavte tlak v systému na P_kon, což by mělo být podle vzorce:

To je vše, expanzní nádrž je připravena k použití!

Několik důležitých bodů:

• Podavač není vždy nutné otevírat podruhé. Musíte se orientovat pomocí tlakoměru. Pokud máte ve svém systému pojistný ventil 3 bar a manometr již ukazuje, že tlak ve vyhřívaném systému je 2,5 baru, není nutné doplňování otevírat podruhé.
• Při dobíjení vytápěného systému je nutné pamatovat na nebezpečí vytvoření tepelného šoku pro kotel. Když stěny kotle zahřátého na vysokou teplotu přijímají studenou vodu, dochází k vnitřnímu pnutí v samotném kovu, což v případě litinového kotle může vést k prasklinám, a tím k poškození kotle. Teplou vodu je nutné doplňovat při ochlazení systému na 40 o C nebo při instalaci doplňování ve značné vzdálenosti od samotného kotle.
• Při zvyšování tlaku v systému, a to i na malou úroveň, musíte vzít v úvahu prvky topného systému, které jste nainstalovali. Provozní tlak systému by v žádném případě neměl překročit maximální přípustnou hodnotu pro nejcitlivější prvek (viz datové listy výrobce).
• Pokud zkontrolujeme tovární nastavení expanzních nádrží a porovnáme je se zde uvedenými doporučeními, zjistíme, že toto nastavení je zcela přijatelné pro většinu topných systémů v soukromých domech.

“K čemu jsou potom všechny ty výpočty?” “Proč věci komplikovat?”
odpovídáme. Výpočty jsou potřebné k pochopení mechanismu nastavení expanzní nádrže v následujících případech:

• když tlak ve vzduchové komoře klesl nebo úplně chybí;
• když je rozhodnuto o výměně membrány nádrže;
• když potřebujete nakonfigurovat expanzní nádrž pro nestandardní objekt.

Dodejme také, že existuje něco jako efektivní využitelný objem expanzní nádoby – množství vody, které může nádrž absorbovat a poté se vrátit do systému. Optimálnosti tohoto ukazatele lze dosáhnout pouze správnou konfigurací nádrže.

Co tento ukazatel ovlivňuje?

Zjednodušeně řečeno: přímo na něm závisí objem vody v expanzní nádrži („rezerva“ nádrže) a následně objem vody, který může vrátit zpět do systému.

Kdy je to potřeba?

V důsledku malých netěsností (kapka po kapce) nebo odpařování je v systému méně vody. A dokud má nádrž zásobu vody, dodává ji do systému, tlak neklesá. Jakmile však tato zásoba dojde, proces ztráty chladicí kapaliny pokračuje. To vede ke snížení tlaku a aktivaci automatiky kotle. Systém se zastaví nebo jednoduše nemůže fungovat, protože objem vody v něm je nedostatečný.

Souhlasíte s tím, že je rozdíl v tom, zda vaše nádrž, pokud je špatně nakonfigurována, pojme 100 g vody nebo zda dokáže kompenzovat ztráty v litrech, a tím usnadňuje fungování topného systému, dokud není odstraněn únik a systém je znovu napájen .

To platí zejména pro venkovské domy, kde majitelé nebydlí pravidelně, a pak hrozí předčasné odstavení topného systému a jeho odmrazování.

Stejná schopnost nádrže kompenzovat objem chladicí kapaliny je prostě nezbytná při automatickém nebo ručním snižování teploty kotle. Chladivo se zahřeje na nižší teplotu, zmenší se i jeho objem. A právě zde přichází na pomoc expanzomat.

Správně vyberte a nakonfigurujte expanzní nádrž! Přejeme hodně štěstí!