Instalace expanzní nádoby
Při instalaci expanzní nádoby je třeba vzít v úvahu dvě okolnosti:
- Když je nádoba naplněna kapalinou, její hmotnost se výrazně zvýší, takže držák musí být navržen pro zatížení.
- Jednotka musí být volně přístupná pro údržbu (zejména v otevřených systémech, kde bude nutné pravidelně doplňovat vodu).
Způsob instalace bude záviset na použitých materiálech. Může se jednat o svařování, příruby nebo plastové spojení speciální páječkou.
Poměrně častá chyba při použití těsnících materiálů, které nejsou vhodné pro montáž topných těles.
Například tmel na plastová okna - není určen pro práci s vysokými teplotami, takže po chvíli vyteče.
Tipy pro instalaci expanzní nádoby pro topný systém:
- Práce jsou plánovány v teplém období, při kladných teplotách;
- Nezapomeňte nainstalovat pojistný ventil;
- Nejnovější modely plynových kotlů mají ve své konstrukci malou nádrž, neměli byste se na ni spoléhat pouze při značné délce potrubí. Je nutné vše přepočítat a případně nainstalovat další expandér.
- Pokud je v krátkém úseku mezi nádrží a topnými trubkami instalován kohout, umožní to v případě potřeby demontovat jednotku bez narušení provozu celého systému.
Organizace teplého podlahového systému je nejobtížnější v koupelně, protože musíte udělat vše vzduchotěsné, aby systém neinteragoval s vlhkostí. - možnosti zařízení a kroky instalace.
Nádrže s membránou balónového typu.
V tomto případě je vzduchová komora umístěna po obvodu celé nádrže a obklopuje pryžovou komoru pro chladicí kapalinu. Když dorazí, začne se roztahovat jako nafouknutý balón. Díky tomuto nádržovému zařízení je možné přesněji řídit tlak v systému.
Je třeba poznamenat, že balónkové membrány lze vyměnit, když se opotřebují, zatímco membránové membrány nelze vyměnit. Velmi důležitý je materiál, ze kterého je membrána vyrobena. Musí mít tepelnou stabilitu a zároveň vysokou elasticitu. Při výběru nádrže byste se měli seznámit s takovými vlastnostmi membrány, jako je trvanlivost, provozní teplota, odolnost proti vodě a dodržování hygienických a hygienických norem.
Schéma provozu expanzní nádrže
Princip činnosti
Z průběhu fyziky je známo, že kapalina je nestlačitelná.
V topném okruhu se jako nosič tepla používá voda.
V teplotním rozsahu od 20 do 90 stupňů mění objem a při zahřívání se rozšiřuje.
Představíme-li si topnou síť jako nádobu složité konfigurace, pak zahřívání obsahu způsobí prasknutí stěn v důsledku rozpínání kapaliny.
Pro kompenzaci tohoto jevu se používá expanzní nádrž, která slouží jako přídavný objem pro umístění přebytečné chladicí kapaliny.
Po expanzi voda vstupuje do nádrže a po ochlazení (přibližné ceny za topný kabel pro zásobování vodou) se vrací zpět do systému.
Je prostě nemožné odstranit přebytečnou vodu, protože když se ochladí, bude dutina obsazena vzduchem a okruh přestane fungovat.
Víte, co dělat, když voda teče z nádržky do záchodu. Přečtěte si užitečný článek, kde najdete tipy a rady od mistrů instalatérů ohledně odstraňování problémů.
O rozsahu azbestocementových trubek o velikosti 150 mm je napsáno na této stránce.
Expanzní nádrž tak chrání topný systém před přebytkem i nedostatkem chladicí kapaliny a kompenzuje všechny pohyby v jejím objemu.
Konstrukce expanzní nádrže
Expanzní nádrž je tělo z uhlíkové oceli s práškovým červeným, šedým nebo bílým povlakem, uvnitř kterého je pryžová membrána ve formě membrány nebo ve formě válce. První se používá hlavně v malých nádobách, druhý - ve velkých. Nádrže ve výrobě jsou někdy vybaveny pojistným ventilem, který chrání systém před překročením povoleného tlaku. Pokud k tomu dojde, ventil se otevře a uvolní přebytečnou vodu. Je lepší hrát na jistotu a ujistěte se, že to váš produkt má. Pokud ne, kupte a namontujte vedle nádrže.
Expanzní nádrž s membránou ve formě membrány. Takové zařízení je spíše jako sud, rozdělený na dvě části pohyblivou pryžovou přepážkou. Při výrobě je do horní části nádrže čerpán vzduch, který vytváří počáteční tlak. Po připojení nádrže začne chladicí kapalina ze sítě proudit do její spodní komory. V okamžiku, kdy se elastická membrána dostane do nulové polohy a jakoby leží na povrchu chladicí kapaliny, je topný systém považován za zcela naplněný a připravený ke spuštění. Když teplota chladicí kapaliny stoupne, její objem se zvětší a přebytek se vypustí do expanzní nádrže. Stlačením vzduchu se membrána přesune do vzduchové komory, díky čemuž se vnitřní prostor nádrže zvětší a dostane se tam přebytek chladicí kapaliny. Jakmile chladicí kapalina vychladne a vrátí se do původního objemu, působení na membránu ustane a vzduch v horní komoře bez odporu uvede membránu do původní, klidné polohy, čímž automaticky upraví tlak v systému.
Vlastnosti výběru expanzní nádrže pro topný systém, několik nuancí
Při výběru expanzní nádrže je třeba věnovat pozornost následujícím kritériím:
- místo instalace;
- typ topného systému (s přirozeným a nuceným oběhem);
- provozní parametry systému včetně tlaku (je nutné provést výpočty tlaku pro nádrž, chladicí kapalinu, výměník tepla);
- objem expanzní nádrže (nesmí být menší než 10% celkového objemu vody v systému);
- potřeba automatizovaného řízení;
- vlastnosti provozu nádrže (autonomní energeticky nezávislá, s nuceným oběhem a připojením k elektrické síti)
Jedním z kritérií pro výběr zařízení je výpočet vody a jejího tlaku. Při takových výpočtech topného systému se berou v úvahu následující:
- objem vody v kotlové jednotce (je uveden v pasu pro kotel);
- objem vody pro radiátory (je nutné počítat zvlášť pro každý radiátor a shrnout získané hodnoty);
- objem chladicí kapaliny v potrubích systému (vypočtený pro všechny okruhy pomocí vzorce Vtot = π × D2 × L/4, kde D je průměr potrubí, L je délka potrubí).
Tento výpočet vypočítá, jaký objem by měla nádrž mít. Obvykle se při projektování stanoví, že objem expanzní nádrže nesmí být menší než 10-15%. Tato hodnota bude dostatečná k odstranění vzduchu z topného okruhu a ochraně zařízení před prasknutím nebo netěsnostmi během tepelné roztažnosti.
Otevřené a uzavřené topné systémy
Otevřené nádrže se používají pro topné systémy, kde chladicí kapalina cirkuluje samospádem. Nádrž je obvykle válcová nebo obdélníková s otevřeným víkem a je připojena k topnému systému vývodem ve spodní části.
Použití otevřených nádrží má mnohem více nevýhod:
- je nutná pravidelná údržba;
- tepelné ztráty v systému jsou poměrně vysoké;
- vnitřní stěny nádrže podléhají korozi;
- během instalace je nutné další potrubí;
- instalace se provádí v podkroví, což vyžaduje dodatečné vyztužení podlah kvůli velké hmotnosti nádrže.
Příklad otevřené expanzní nádoby z nerezové oceli
Uzavřené nádrže lze použít pro jakýkoli topný systém, ale obvykle jsou vyžadovány pro nucené vytápění. Nádrž je uzavřená, to znamená, že je vyloučen kontakt mezi chladicí kapalinou a okolním vzduchem. Kromě toho mohou být uzavřené nádrže vybaveny automatickými nebo manuálními ventily, tlakoměry pro měření tlaku v systému.
Výhody takového zařízení jsou mnohé:
- zásobník lze namontovat do kotelny, nevyžaduje protimrazovou ochranu;
- úroveň tlaku v systému může být poměrně vysoká;
- nádrž je více chráněna před korozí, její životnost je dlouhá;
- chladicí kapalina se nevypařuje;
- nedochází k tepelným ztrátám;
- údržba systému je jednodušší, není potřeba hlídat tlak, hladinu vody.
Expanzní nádrž uzavřená typu WESTER
Uzavřená membránová nádrž
Pro membránový systém se používá utěsněná nádrž, jejíž provoz je obdobný jako u klasické uzavřené. Princip činnosti je velmi jednoduchý - při zahřívání se chladicí kapalina roztahuje, "přebytečná" voda vstupuje do jednoho oddělení nádrže a vyvíjí tlak na elastickou membránu. Při chlazení se tlak snižuje, vzduch z druhé nádrže tlačí studenou vodu zpět do systému, to znamená, že cirkuluje.
Membrána může být snímatelná nebo nesnímatelná, nepřichází do kontaktu s vnitřními stěnami zařízení. Pokud je membrána poškozena, je nutné ji vyměnit, protože nádrž přestává fungovat.
Mezi výhody použití takového zařízení je třeba poznamenat:
- kompaktní rozměry nádrže;
- chladicí kapalina se nevypařuje;
- tepelné ztráty systému jsou minimální;
- systém je chráněn před korozí;
- je možné pracovat s vysokým tlakem bez obav z poškození systému.
Membránová expanzní nádoba
Výpočet a pravidla instalace expanzní nádoby otevřeného topného systému
Expanzní nádoby se používají ve všech schématech jednotlivých topných systémů. Hlavním účelem expanzní nádoby je kompenzovat objem topného systému způsobený tepelnou roztažností chladicí kapaliny.
Vlastnosti otevřené topné nádrže
Faktem je, že objem chladicí kapaliny se zvyšuje se zvyšujícím se tlakem, a pokud není zajištěna žádná další kapacita, kam by se přebytečný objem vešel, může se tlak v topném systému zvýšit natolik, že dojde k průlomu. Expanzní nádoba se používá k odstranění nadměrného tlaku v systému.
Kromě toho se expanzní nádoba otevřeného topného systému liší od nádrží určených pro uzavřené systémy. V uzavřených systémech se používají nádrže, které nekomunikují s atmosférou. V otevřeném systému je použití takové nádrže nemožné, protože přetlak v nádrži vytvoří velký odpor vůči cirkulaci chladicí kapaliny. Proto se otevřené nádrže používají pro otevřené topné systémy.
Velkou nevýhodou otevřených topných systémů je tedy vypařování chladicí kapaliny z nádrže. V důsledku toho je nutné pravidelně kontrolovat hladinu chladicí kapaliny v nádrži a v případě potřeby dorovnávat ztráty.
U otevřených topných systémů je navíc důležité nejen to, že nádrž dokáže komunikovat s atmosférou, ale také správný výpočet objemu nádrže a správná instalace a připojení k topné soustavě
Výpočet objemu otevřené expanzní nádoby
Tradičně je objem expanzní nádoby definován jako 5 % objemu celého topného systému. Je to dáno tím, že se zvýšením teploty vody na 80 stupňů se její objem zvětší přibližně o 4 %. Připočteme-li k tomu malý prostor, aby voda nepřetékala přes okraje nádrže o další 1 %, v součtu dostaneme objem expanzní nádrže v procentech objemu celého topného systému.
Pokud se v otevřeném systému používá jiné chladivo, pak by měl být objem nádrže upraven na základě tepelné roztažnosti použitého chladiva.
Většina obtíží vzniká při výpočtu objemu chladicí kapaliny v topném systému. Pro výpočet objemu soustavy je nutné sečíst vnitřní objem všech prvků potrubní soustavy otopných těles, topení a kotle. Také objem systému lze nepřímo určit výkonem kotle na základě skutečnosti, že k ohřevu 15 litrů chladicí kapaliny je potřeba 1 kW výkonu kotle.
Instalace a připojení otevřené expanzní nádoby
Na rozdíl od uzavřené expanzní nádrže platí pro otevřenou určitá pravidla.
Nejdůležitějším pravidlem je, že nádrž musí být umístěna nad celým topným systémem. Jinak z něj podle principu komunikujících nádob bude vytékat voda.
Tato okolnost často vede k odmítnutí topného systému otevřeného typu, protože. není vždy možné pohodlně nainstalovat expanzní nádrž.
Druhou důležitou vlastností je, že nádrž musí být připojena k vratnému potrubí. Faktem je, že vratná teplota vody je nižší, a proto se voda bude odpařovat pomaleji.
S ohledem na nízkou teplotu vratné vody lze navíc expanzní nádobu připojit k systému pomocí průhledné hadice, což usnadní kontrolu množství vody v systému.
Kromě toho může být expanzní nádrž opatřena speciálními trubkami, které zabraňují přetečení a kontrolují hladinu vody v nádrži.
Výběr zařízení podle výpočtu
Než budete pokračovat ve výpočtu membrány, musíte vědět, že čím větší je objem topného systému a čím vyšší je maximální teplotní index chladicí kapaliny, tím větší by měla být samotná nádrž.
Existuje několik způsobů, jak se výpočet provádí: kontaktování specialistů v projekční kanceláři, provádění výpočtů samostatně pomocí speciálního vzorce nebo výpočet pomocí online kalkulačky.
Výpočtový vzorec vypadá takto: V = (VL x E) / D, kde:
- VL - objem všech hlavních částí, včetně kotle a dalších topných zařízení;
- E je koeficient roztažnosti chladicí kapaliny (v procentech);
- D je ukazatelem účinnosti membrány.
Stanovení objemu
Nejjednodušší způsob, jak určit průměrný objem topného systému, je podle kapacita topného kotle na základě 15 l/kW. To znamená, že s výkonem kotle 44 kW bude objem všech dálnic systému roven 660 litrům (15x44).
Koeficient roztažnosti pro vodní systém je přibližně 4 % (při teplotě topného média 95 °C).
Pokud se do potrubí nalije nemrznoucí směs, uchýlí se k následujícímu výpočtu:
Hodnocení účinnosti (D) je založeno na počátečním a nejvyšším tlaku v systému a také na počátečním tlaku vzduchu v komoře. Pojistný ventil je vždy nastaven na maximální tlak. Chcete-li zjistit hodnotu ukazatele výkonnosti, musíte provést následující výpočet: D = (PV - PS) / (PV + 1), kde:
- PV - značka maximálního tlaku v systému, pro individuální vytápění je indikátor 2,5 bar;
- PS - plnicí tlak membrány je obvykle 0,5 bar.
Nyní zbývá shromáždit všechny ukazatele ve vzorci a získat konečný výpočet:
Výsledné číslo lze zaokrouhlit nahoru a rozhodnout se pro model expanzní nádrže od 46 litrů. Pokud se jako nosič tepla použije voda, pak objem nádrže bude minimálně 15 % kapacity celého systému. U nemrznoucí směsi je toto číslo 20 %. Stojí za zmínku, že objem zařízení může být o něco větší než vypočítané číslo, ale v žádném případě ne menší.
Vzorec pro výpočet objemu expanzní nádoby
KE - celkový objem celého topného systému. Tento ukazatel je vypočítán na základě skutečnosti, že I kW výkonu topného zařízení se rovná 15 litrům objemu chladicí kapaliny. Pokud je výkon kotle 40 kW, pak bude celkový objem systému KE \u003d 15 x 40 \u003d 600 l;
Z je hodnota teplotního koeficientu chladicí kapaliny.Jak již bylo uvedeno, pro vodu je to asi 4 % a pro nemrznoucí směs různých koncentrací, například 10-20 % ethylenglykolu, od 4,4 do 4,8 %;
N je hodnota účinnosti membránové nádrže, která závisí na počátečním a maximálním tlaku v systému, počátečním tlaku vzduchu v komoře. Tento parametr je často specifikován výrobcem, ale pokud tam není, můžete provést výpočet sami pomocí vzorce:
DV - nejvyšší povolený tlak v síti. Zpravidla se rovná přípustnému tlaku pojistného ventilu a zřídka překračuje 2,5-3 atm pro běžné domácí topné systémy;
DS je hodnota tlaku počáteční náplně membránové nádrže založená na konstantní hodnotě 0,5 atm. na 5 m délky topného systému.
N = (2,5-0,5)/
Ze získaných údajů tedy můžeme odvodit objem expanzní nádoby o výkonu kotle 40 kW:
K \u003d 600 x 0,04 / 0,57 \u003d 42,1 litrů.
Doporučuje se 50 l nádrž s počátečním tlakem 0,5 atm. protože konečné ukazatele pro výběr produktu by měly být o něco vyšší než vypočítané. Mírný přebytek objemu nádrže není tak špatný jako nedostatek jejího objemu. Navíc při použití nemrznoucí směsi v systému odborníci doporučují vybrat nádrž s objemem o 50% větším, než je vypočtený.
Kalkulačka pro výpočet objemu expanzní nádoby pro topný systém
Co potřebujete vědět při výpočtech
Při instalaci topného systému není vždy možné ušetřit využitelný prostor, který je v malých místnostech tak důležitý. Zároveň ale můžete zjistit přesnou hlasitost požadovaného zařízení.
Při výpočtu se používá následující vzorec:
Vb (objem nádrže) = Vt (objem teplonosné kapaliny) * Kt (faktor tepelné roztažnosti) / F (faktor kapacity membránové nádrže)
K určení objemu chladicí kapaliny se používají následující metody:
- zaznamenává se doba zkušebního plnění celé konstrukce. To lze provést pomocí vodoměru;
- sečtěte všechny objemy přítomných mechanismů - potrubí, baterií a zdrojů tepla;
- odpovídá se 15 litrům chladicí kapaliny na kilowatt výkonu zařízení.
Výpočet objemu na samostatném příkladu
Koeficient, který zohledňuje tepelnou roztažnost použité chladicí kapaliny, závisí na přítomnosti nemrznoucích přísad. Mění se v závislosti na procentech těchto přísad a může se měnit i vlivem teploty. Existují speciální tabulky, kde můžete vidět údaje z výpočtu ohřevu chladicí kapaliny. Tyto informace se zadávají do kalkulačky. Pokud je použita voda, pak se to nutně zobrazí v programu.
Nemrznoucí kapaliny jako nosič tepla jsou zvláště důležité, pokud je nutné vypnout topení v chladném období.
Nezapomeňte vzít v úvahu faktor účinnosti membránové expanzní nádrže. Lze ji určit podle následujícího vzorce:
F= (Pm-Pb)/(P1+1)
V tomto případě Pm znamená maximální tlak, který může vést k nouzové aktivaci speciálního pojistného ventilu. Tato hodnota musí být uvedena v pasových údajích produktu.
Schéma ukazuje možnost instalace zařízení
Pb je tlak pro čerpání vzduchové komory zařízení. Pokud byl návrh již napumpován, pak je parametr uveden v technických specifikacích. Tuto hodnotu lze nezávisle měnit. Například k obnovení čerpání pomocí automobilové pumpy nebo k odstranění přebytečného vzduchu pomocí vestavěné vsuvky. Pro autonomní systémy je doporučený indikátor 1-1,5 atmosféry.
Související článek:
Nádrž v otevřeném topném systému
V takovém systému se chladivo – obyčejná voda – pohybuje podle fyzikálních zákonů přirozeným způsobem díky rozdílným hustotám studené a horké vody. K tomu přispívá i sklon potrubí. Chladivo ohřáté na vysokou teplotu směřuje na výstupu z kotle směrem nahoru, vytlačováno studenou vodou přicházející ze vratného potrubí zespodu. Tak dochází k přirozené cirkulaci, v jejímž důsledku se radiátory zahřívají. Použití nemrznoucí směsi v samoproudém systému je problematické, protože v expanzní nádrži je chladicí kapalina v otevřeném stavu a rychle se odpařuje, proto v této kapacitě působí pouze voda.Při zahřátí zvětšuje objem a jeho přebytek vstupuje do nádrže a po ochlazení se vrací do systému. Nádrž je umístěna v nejvyšším bodě vrstevnice, obvykle v podkroví. Aby voda v něm nezamrzala, je izolován izolačními materiály a připojen k vratnému potrubí, aby nedošlo k varu. V případě přeplnění nádrže je voda vypouštěna do kanalizace.
Expanzní nádoba není uzavřena víkem, odtud název topného systému - otevřená. Hladina vody v nádrži musí být kontrolována tak, aby v potrubí nevznikaly vzduchové kapsy vedoucí k neefektivnímu provozu radiátorů. Nádrž je připojena k síti přes expanzní potrubí a pro zajištění pohybu vody je zajištěno cirkulační potrubí. Když se systém naplní, voda dosáhne signálního potrubí, na kterém
klepnout. Pro regulaci expanze vody se používá přepadové potrubí. Je zodpovědný za volný pohyb vzduchu uvnitř nádoby. Pro výpočet objemu otevřené nádrže potřebujete znát objem vody v systému.
