Instalace expanzní nádrže v uzavřeném topném systému
Jednou z výhod autonomního topného systému je schopnost udržovat příjemnou teplotu v domě bez ohledu na začátek a konec topné sezóny a ušetřit na účtech za energie. Schematicky se skládá z topného kotle a okruhu, kterým cirkuluje horká chladicí kapalina. Jako chladicí kapalina se obvykle používá voda. Důležitou roli v topných zařízeních hraje cirkulační systém teplé vody, který se skládá z několika částí. Správnost jeho provozu do značné míry závisí na takovém konstrukčním prvku, jako je expanzní nádrž.
- 1. Porovnejme uzavřené a otevřené topné systémy
- 2. Konstrukce a funkce expanzní nádoby v topném okruhu
- 3. K čemu vede nedostatečný objem vestavěného zásobníku kotle?
- 4. Výpočet požadovaného objemu membránové nádrže
- 5. Nastavte optimální tlak v nádrži
- 6. Vyberte místo pro instalaci expanzní nádoby
- 7. Jak správně nainstalovat uzavřenou expanzní nádrž vlastními rukama
- 8. Komentáře návštěvníků k tématu článku
Porovnejme uzavřené a otevřené topné systémy
Provoz otevřeného topného systému je založen na zákonech termodynamiky, díky kterým se chladicí kapalina pohybuje. Z oblasti vysokého tlaku a odpovídající teploty na výstupu z kotle se voda pohybuje potrubím do oblasti s nižším tlakem a její teplota klesá. Ochlazená chladicí kapalina se posílá zpět do kotle a proces se opakuje. Tak dochází k přirozené cirkulaci kapaliny podle fyzikálních zákonů.
Protože při ohřevu vody se její objem zvětšuje, je v konstrukci otevřeného topného systému k dispozici expanzní nádrž. Pro efektivní pohyb chladicí kapaliny otevřeného typu je expanzní nádrž instalována v nejvyšším bodě systému a topný kotel v nejnižším. Instalace expanzní nádrže v podkroví se zdá být nejlepší možností. Jeho zařízení není složité.
V průběhu času se voda odpařuje, takže její hladina musí být včas doplněna. Během přestávek v používání topení a při negativních okolních teplotách je nutné vodu vypustit, jinak v potrubí zamrzne a praskne. Otevřený systém vytápění má následující výhody:
- nezávislost na zdrojích elektrické energie;
- nedostatek hluku;
- snadná údržba;
- rychlý start a zastavení.
V uzavřeném topném systému se voda neodpařuje, protože je utěsněná. Pohyb chladicí kapaliny se provádí pomocí tlakového nebo oběhového čerpadla, které naleznete v článku „Které oběhové čerpadlo si vybrat pro systém ohřevu vody pro soukromý dům, technické vlastnosti“. Zároveň je pro efektivní provoz zapotřebí také expanzní nádoba vyrobená z odolného kovu. Uzavřený topný systém se skládá z topného kotle, oběhového čerpadla, potrubní sítě, radiátorů a expanzní nádoby. Uzavřený topný systém má následující výhody:
- není třeba neustále sledovat hladinu chladicí kapaliny;
- možnost použití nemrznoucí směsi;
- vnitřní nastavení tlaku;
- možnost připojení dalších zařízení.
Při správné instalaci topného zařízení budou obě možnosti fungovat perfektně. Volba mezi nimi je určena provozními podmínkami a vlastnostmi umístění. Rozdíly mezi těmito dvěma systémy jsou následující:
- V otevřeném topném systému je expanzní nádoba umístěna v nejvyšším bodě. V uzavřeném topném systému může být umístěn téměř kdekoli.
- Pravděpodobnost vzniku vzduchových zámků v uzavřeném topném systému je mnohem nižší. To je způsobeno zvýšeným vnitřním tlakem a nedostatkem přímého kontaktu s atmosférou.
- Pro provoz otevřeného topného systému jsou zapotřebí trubky velkého průměru. Instalační práce je komplikována nutností vzít v úvahu hydraulická pravidla při rozdělování toků, zatáčkách, sklonech a tak dále.
- Trubky malého průměru používané v uzavřeném topném systému snižují jeho náklady. Zde je důležité správně nainstalovat oběhové čerpadlo tak, aby při svém provozu vytvářelo co nejmenší hluk.
Konstrukce a funkce expanzní nádoby v topném okruhu
Funkcí expanzní nádoby v otevřeném topném okruhu je přijímat přebytečnou vodu, když se vlivem ohřevu rozpíná, a při poklesu teploty ji vracet zpět do systému. Nádoba není utěsněná a chladicí kapalina je v přímém kontaktu s okolím, takže se v otevřeném topném systému odpařuje voda. Zařízení má jednoduchý design, v případě potřeby si jej můžete vyrobit sami.
Mezi nevýhody otevřeného systému patří nutnost neustálého sledování hladiny vody při jejím odpařování, nebezpečí zamrznutí kapaliny v expanzní nádrži a nemožnost použití nemrznoucí směsi jako chladicí kapaliny. Navíc vzduch vstupující do systému způsobuje tvorbu vzduchových zámků, korozi vnitřních částí a jejich kavitaci.
V uzavřeném topném okruhu je expanzní nádoba vyrobena z vysoce pevného kovu. Zařízení se skládá ze dvou polovin, vzájemně hermeticky uzavřených. Konstrukce obsahuje patní ventil a vnitřní membránu. Při zvýšení teploty chladicí kapaliny se ventil otevře a přebytečná kapalina ze zvýšeného objemu vstupuje do expanzní nádrže.
Membrána vyrobená z žáruvzdorné vysokopevnostní pryže jej rozděluje na dvě části. Do horní části utěsněné nádoby je čerpán plyn a do spodní části vstupuje horká chladicí kapalina, která stlačuje membránu a plynové prostředí umístěné za ní. Když se pracovní kapalina ochladí, v důsledku expanze plynného média ji membrána vtlačí zpět do topného okruhu.
Membránová nádrž může být instalována vodorovně nebo svisle v libovolné poloze.
Výkon uzavřené expanzní nádoby nezávisí na její orientaci v prostoru, což se nedá říci o její životnosti. Pro prodloužení životnosti membránové nádrže je lepší ji umístit tak, aby byla vzduchová komora nahoře. Postupem času se v membráně objeví trhliny, a dokud jejich velikost a počet nedosáhne kritické úrovně, bude systém správně fungovat, když je nádoba umístěna svisle. Ve vodorovné poloze (pokud se v membráně objeví trhliny) vzduch z její poloviny rychle pronikne do chladicí kapaliny a naopak, což bude vyžadovat naléhavou výměnu nádrže.
K čemu vede nedostatečný objem vestavěné nádrže kotle?
Nedostatečný objem vestavěného zásobníku kotle může vést k poruchám topného systému. Při zahřívání kapalina expanduje a její přebytek vstupuje do expanzní nádrže. Pokud je její objem nedostatečný, nádrž přeteče a nouzový přetlakový ventil vypustí chladicí kapalinu do odpadu. Zbývající ochlazená chladicí kapalina se vrací zpět do topného okruhu.
V důsledku poklesu jeho množství se snižuje vnitřní tlak v systému. Pokud se sníží o malé množství, kotel bude fungovat, pokud se tlak výrazně sníží, bude zablokován provoz topného zařízení.
Pokud nedojde k rychlému doplnění hladiny chladicí kapaliny do normálu, systém může odmrazit, takže k takovým nouzovým situacím by nemělo docházet.
Výpočet požadovaného objemu membránové nádrže
Požadovaný objem membránové nádrže se vypočítá pomocí jednoduchého vzorce. Jeho hodnota je deset procent z celkového množství chladicí kapaliny cirkulující systémem, pokud voda působí v této kapacitě. Celkový objem chladicí kapaliny lze určit podle údajů vodoměru při plnění topného systému.
Přesnější údaj získáte sečtením objemu všech potrubí, kapacity kotle a baterií. Předpokládá se, že na kilowatt výkonu kotlového zařízení je zapotřebí patnáct litrů chladicí kapaliny, to znamená, že celkový objem kapaliny je určen vynásobením jmenovitého výkonu kotle patnácti. Tato hodnota bude v rámci dovolené chyby.
Pokud například topné zařízení vyžaduje k provozu tři sta litrů vody, pak by objem membránové nádrže měl být třicet litrů. Tento parametr se zvyšuje o padesát procent při použití nemrznoucí kapaliny jako chladicí kapaliny, to znamená, že v tomto případě bude požadovaný objem čtyřicet pět litrů. Navíc je potřeba počítat s možností netěsností a navýšit vypočítanou hodnotu přibližně o tři procenta. Pokud je velikost membránové nádrže správně určena, nouzový přetlakový ventil nefunguje.
Nastavení optimálního tlaku v nádrži
Před připojením expanzní nádoby a jejím naplněním chladicí kapalinou je nutné nastavit optimální tlak v její vzduchové komoře odpovídající tomuto parametru v topné síti. K provedení tohoto postupu je ze vzduchového prostoru odstraněn plastový kryt, pod kterým je vsuvka, stejná jako u pneumatik automobilů. Tlak měřený tlakoměrem se nastavuje na požadovanou hodnotu napumpováním pomocí pumpy nebo odvzdušněním stisknutím táhla vsuvky.
Optimálního tlaku v nádrži se dosáhne úpravou vnitřního tlaku v uzavřeném topném systému směrem dolů. To se provádí tak, že pryžová membrána je přitlačena na straně chladicí kapaliny. V opačném případě, když se ochladí, bude vzduch nasáván automatickými průduchy, což by v žádném případě nemělo být povoleno. Pokud je například vnitřní tlak v síti 1,2 atmosféry, pak jeho optimální hodnota v expanzní nádrži bude jedna atmosféra. Po nastavení této hodnoty můžete otevřít kohoutek a naplnit systém chladicí kapalinou.
V intervalu šesti měsíců je nutné kontrolovat tlak v uzavřené vyrovnávací nádrži a provést vizuální kontrolu mechanického poškození.
- Odpojte expanzní nádrž od hlavního potrubí;
- tlak v něm uvolněte stisknutím tyče cívky;
- odstraňte poškozenou membránu, vypusťte přebytečnou vodu a nainstalujte novou;
- Po nastavení optimálního tlaku připevněte nádobu na místo.
Výběr místa pro instalaci expanzní nádrže
Instalace expanzní nádoby závisí na typu topného systému a účelu samotné nádoby. Na vratné potrubí před topný kotel a oběhové čerpadlo je lepší instalovat uzavřenou kompenzační nádrž.
Pokud je umístěna na přívodním potrubí, životnost membrány se sníží v důsledku neustálého vystavení vyšší teplotě chladicí kapaliny. Kromě toho může v tomto případě, pokud dojde k nouzové situaci, do expanzní nádoby proniknout pára, v důsledku čehož membrána již nebude kompenzovat tlak chladicí kapaliny, protože směs vzduchu a páry je stlačitelné médium.
Expanzní nádoba je připojena přes uzavírací kulový ventil. To je provedeno tak, aby bylo možné v případě potřeby rychle vyměnit vyrovnávací nádrž bez čekání na vychladnutí chladicí kapaliny. Instalace druhého kohoutku umožňuje předběžné vypouštění horké vody ze zásobníku.
Jak správně nainstalovat uzavřenou expanzní nádrž vlastními rukama
Schéma zapojení není nijak zvlášť složité. Uzavřenou expanzní nádrž můžete správně nainstalovat vlastními rukama podle následujícího schématu připojení. Předehřívací kotel je odpojen od napájení, přívod chladicí kapaliny je uzavřen a voda z radiátorů je vypuštěna.
Pokud se pro instalaci používají polypropylenové trubky, budete pro jejich instalaci potřebovat speciální páječku. Budete také potřebovat spojky a rohy. Je lepší použít „americké“ armatury, protože umožňují snadné vyjmutí nádoby pro údržbu a opravy. Níže je sekvenční diagram akcí pro instalaci expanzní nádrže.
- Na závitovou část armatury nádrže je navinut těsnící závit.
- Na armaturu je našroubován adaptér pro instalaci baterie.
- Na závitovou část adaptéru je navinut těsnící závit.
- Na adaptéru je instalován uzavírací ventil.
- Na závitovou část „amerického“ je navinuta těsnící nit. „Američan“ se našroubuje do kohoutku pomocí kleští a nastavitelného klíče.
- Na závitovou část úhelníku je navinut těsnící závit. Roh je zabalen v „americkém“.
- Na tělo nádrže je umístěna příchytka pro zajištění nádrže, která je součástí dodávky.
- Na opačné straně nádrže je vsuvka pro vstřikování vzduchu, na kterou je našroubováno plastové víčko.
Po umístění expanzní nádoby na zvolené místo se zkontroluje kvalita všech spojů a do systému se přivede chladicí kapalina. Poté, co vnitřní tlak v bateriích dosáhne vypočtených hodnot, vzduchové kapsy se z nich uvolní a topný systém se spustí na plný výkon. Kompenzační nádrž je instalována tak, aby byla pohodlná pro údržbu, to znamená, že mezi ní a stěnou zůstal volný prostor.
Všechny spoje musí být utěsněny tmely, které jsou odolné vůči vysokým teplotám, jinak nevyhnutelně dojde k netěsnostem. Membránová expanzní nádoba v uzavřeném topném systému je instalována na straně přívodu studené vody. Při provádění všech manipulací je nutné dodržovat bezpečnostní požadavky.
Vážený čtenáři! Vaše připomínky, návrhy nebo zpětná vazba poslouží jako odměna autorovi materiálu. Děkuji za pozornost!
Následující video bylo pečlivě vybráno a pomůže vyřešit všechny zbývající otázky.
