Inštalácia expanznej nádoby
Pri inštalácii expanznej nádoby je potrebné zvážiť dve okolnosti:
- Keď je nádoba naplnená kvapalinou, jej hmotnosť sa výrazne zvýši, takže držiak musí byť navrhnutý pre zaťaženie.
- Jednotka musí byť voľne prístupná pre údržbu (najmä v otvorených systémoch, kde je potrebné pravidelne dopĺňať vodu).
Spôsob inštalácie bude závisieť od použitých materiálov. Môže to byť zváranie, príruby alebo plastové spojenie so špeciálnou spájkovačkou.
Pomerne častá chyba pri použití tesniacich materiálov, ktoré nie sú vhodné na montáž vykurovacích telies.
Napríklad tmel na plastové okná - nie je určený na prácu s vysokými teplotami, takže po chvíli vytečie.
Tipy na inštaláciu expanznej nádoby pre vykurovací systém:
- Práce sa plánujú počas teplého obdobia, pri plusových teplotách;
- Nezabudnite nainštalovať poistný ventil;
- Najnovšie modely plynových kotlov majú vo svojej konštrukcii malú nádrž, nemali by ste sa na ňu spoliehať iba vtedy, ak je dĺžka potrubia značná. Je potrebné všetko prepočítať a v prípade potreby nainštalovať ďalší expandér.
- Ak je v krátkom úseku medzi nádržou a vykurovacími rúrkami nainštalovaný kohútik, umožní to v prípade potreby demontovať jednotku bez narušenia prevádzky celého systému.
Organizácia systému teplej podlahy je najťažšia v kúpeľni, pretože musíte urobiť všetko vzduchotesné, aby systém neinteragoval s vlhkosťou. - možnosti zariadenia a kroky inštalácie.
Nádrže s membránou balónového typu.
V tomto prípade je vzduchová komora umiestnená pozdĺž obvodu celej nádrže a obklopuje gumovú komoru pre chladiacu kvapalinu. Keď dorazí, začne sa rozširovať ako nafúknutý balón. Vďaka tomuto nádržovému zariadeniu je možné presnejšie regulovať tlak v systéme.
Je potrebné poznamenať, že balónové membrány je možné vymeniť, keď sa opotrebujú, zatiaľ čo membránové membrány nie je možné vymeniť. Veľmi dôležitý je materiál, z ktorého je membrána vyrobená. Musí mať tepelnú stabilitu a zároveň vysokú elasticitu. Pri výbere nádrže by ste sa mali oboznámiť s takými vlastnosťami membrány, ako je trvanlivosť, prevádzková teplota, odolnosť voči vode a dodržiavanie sanitárnych a hygienických noriem.
Schéma expanznej nádoby
Princíp činnosti
Z priebehu fyziky je známe, že kvapalina je nestlačiteľná.
Vo vykurovacom okruhu sa ako nosič tepla používa voda.
V rozsahu teplôt od 20 do 90 stupňov mení objem a pri zahrievaní sa rozširuje.
Ak si vykurovaciu sieť predstavíme ako nádobu komplexnej konfigurácie, tak zohriatie obsahu spôsobí prasknutie stien v dôsledku expanzie kvapaliny.
Na kompenzáciu tohto javu sa používa expanzná nádrž, ktorá slúži ako dodatočný objem na umiestnenie prebytočnej chladiacej kvapaliny.
Po expanzii voda vstupuje do nádrže a po ochladení (približné ceny za vykurovací kábel na zásobovanie vodou) sa vracia späť do systému.
Je jednoducho nemožné odstrániť prebytočnú vodu, pretože keď sa ochladí, dutina bude obsadená vzduchom a okruh prestane fungovať.
Viete, čo robiť, ak voda tečie z nádržky do záchoda. Prečítajte si užitočný článok s tipmi a radami od majstrov inštalatérov na riešenie problémov.
O rozsahu azbestocementových rúr s veľkosťou 150 mm je napísané na tejto stránke.
Expanzná nádrž teda chráni vykurovací systém pred prebytkom aj nedostatkom chladiacej kvapaliny a kompenzuje všetky pohyby v jej objeme.
Dizajn expanznej nádoby
Expanzná nádrž je telo z uhlíkovej ocele s práškovým červeným, šedým alebo bielym povlakom, vo vnútri ktorého je gumová membrána vo forme membrány alebo vo forme valca. Prvý sa používa hlavne v malých nádobách, druhý - vo veľkých. Nádrže v továrni sú niekedy vybavené poistným ventilom, ktorý chráni systém pred prekročením povoleného tlaku. Ak k tomu dôjde, ventil sa otvorí a uvoľní prebytočnú vodu. Je lepšie hrať na istotu a uistiť sa, že to váš produkt má. Ak nie, kúpte a namontujte vedľa nádrže.
Expanzná nádrž s membránou vo forme membrány. Takéto zariadenie je skôr ako sud, rozdelený na dve časti pohyblivou gumenou prepážkou. Pri výrobe sa do hornej časti nádrže čerpá vzduch, ktorý vytvára počiatočný tlak. Po pripojení nádrže začne chladiaca kvapalina zo siete prúdiť do jej spodnej komory. V tom okamihu, keď sa elastická membrána dostane do nulovej pokojnej polohy a akoby leží na povrchu chladiacej kvapaliny, vykurovací systém sa považuje za úplne naplnený a pripravený na spustenie. Keď teplota chladiacej kvapaliny stúpa, jej objem sa zvyšuje a prebytok sa vypúšťa do expanznej nádrže. Stláčaním vzduchu sa membrána presúva do vzduchovej komory, čím sa zväčšuje vnútorný priestor nádrže a vstupuje tam prebytočné chladivo. Akonáhle chladiaca kvapalina vychladne a vráti sa do pôvodného objemu, pôsobenie na membránu sa zastaví a vzduch v hornej komore bez odporu privedie membránu do pôvodnej, pokojnej polohy, čím sa automaticky nastaví tlak v systéme.
Vlastnosti výberu expanznej nádrže pre vykurovací systém, niekoľko nuancií
Pri výbere expanznej nádoby musíte venovať pozornosť nasledujúcim kritériám:
- miesto inštalácie;
- typ vykurovacieho systému (s prirodzeným a núteným obehom);
- prevádzkové parametre systému vrátane tlaku (je potrebné vykonať výpočty tlaku pre nádrž, chladiacu kvapalinu, výmenník tepla);
- objem expanznej nádrže (nesmie byť menší ako 10% celkového objemu vody v systéme);
- potreba automatizovaného riadenia;
- vlastnosti prevádzky nádrže (autonómna energeticky nezávislá, s núteným obehom a pripojením k elektrickej sieti)
Jedným z kritérií pre výber zariadenia je výpočet vody a jej tlaku. Pri takýchto výpočtoch vykurovacieho systému sa berú do úvahy:
- objem vody v jednotke kotla (je uvedený v pase pre kotol);
- objem vody pre radiátory (je potrebné vypočítať samostatne pre každý radiátor a zhrnúť získané hodnoty);
- objem chladiacej kvapaliny v potrubiach systému (vypočítaný pre všetky okruhy pomocou vzorca Vtot = π × D2 × L/4, kde D je priemer potrubia, L je dĺžka potrubia).
Tento výpočet vypočíta, aký objem by mala mať nádrž. Zvyčajne sa pri projektovaní stanovuje, že objem expanznej nádrže nemôže byť menší ako 10-15%. Táto hodnota bude dostatočná na odstránenie vzduchu z vykurovacieho okruhu a ochranu zariadenia pred prasknutím alebo netesnosťou počas tepelnej rozťažnosti.
Otvorené a uzavreté vykurovacie systémy
Otvorené nádrže sa používajú pre vykurovacie systémy, kde chladiaca kvapalina cirkuluje gravitáciou. Nádrž je zvyčajne valcová alebo obdĺžniková s otvorenou hornou časťou a je pripojená k vykurovaciemu systému cez výstup v spodnej časti.
Používanie otvorených nádrží má oveľa viac nevýhod:
- je potrebná pravidelná údržba;
- tepelné straty v systéme sú pomerne vysoké;
- vnútorné steny nádrže sú vystavené korózii;
- počas inštalácie je potrebné ďalšie potrubie;
- inštalácia sa vykonáva v podkroví, čo si vyžaduje dodatočné vystuženie podláh kvôli veľkej hmotnosti nádrže.
Príklad otvorenej expanznej nádoby z nehrdzavejúcej ocele
Uzavreté nádrže môžu byť použité pre akýkoľvek vykurovací systém, ale zvyčajne sú potrebné pre nútené vykurovanie. Nádrž je uzavretá, to znamená, že kontakt medzi chladiacou kvapalinou a okolitým vzduchom je vylúčený. Okrem toho môžu byť uzavreté nádrže vybavené automatickými alebo ručnými ventilmi, tlakomery na meranie tlaku v systéme.
Výhody takéhoto zariadenia sú mnohé:
- zásobník je možné namontovať do kotolne, nevyžaduje protimrazovú ochranu;
- úroveň tlaku v systéme môže byť dosť vysoká;
- nádrž je viac chránená pred koróziou, jej životnosť je dlhá;
- chladiaca kvapalina sa neodparuje;
- nedochádza k tepelným stratám;
- údržba systému je jednoduchšia, nie je potrebné sledovať tlak, hladinu vody.
Expanzná nádrž uzavretá typu WESTER
Uzavretá membránová nádrž
Pre membránový systém sa používa utesnená nádrž, ktorej prevádzka je podobná bežnej uzavretej. Princíp činnosti je veľmi jednoduchý - pri zahrievaní sa chladiaca kvapalina rozširuje, "prebytočná" voda vstupuje do jedného oddelenia nádrže a vytvára tlak na elastickú membránu. Pri chladení sa tlak znižuje, vzduch z druhej nádrže tlačí studenú vodu späť do systému, to znamená, že cirkuluje.
Membrána môže byť odnímateľná alebo neodstrániteľná, neprichádza do kontaktu s vnútornými stenami zariadenia. Ak je membrána poškodená, je potrebné ju vymeniť, pretože nádrž prestane fungovať.
Medzi výhody používania takéhoto zariadenia je potrebné poznamenať:
- kompaktné rozmery nádrže;
- chladiaca kvapalina sa neodparuje;
- tepelné straty systému sú minimálne;
- systém je chránený pred koróziou;
- je možné pracovať s vysokým tlakom bez obáv z poškodenia systému.
Membránová expanzná nádrž
Výpočet a pravidlá inštalácie expanznej nádoby otvoreného vykurovacieho systému
Expanzné nádrže sa používajú vo všetkých schémach jednotlivých vykurovacích systémov. Hlavným účelom expanznej nádrže je kompenzovať objem vykurovacieho systému spôsobený tepelnou rozťažnosťou chladiacej kvapaliny.
Vlastnosti otvorenej vykurovacej nádrže
Faktom je, že objem chladiacej kvapaliny sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom a ak nie je poskytnutá žiadna dodatočná kapacita, kam by sa mohol zmestiť prebytočný objem, potom sa tlak vo vykurovacom systéme môže zvýšiť natoľko, že dôjde k prelomu. Na odstránenie nadmerného tlaku v systéme sa používa expanzná nádrž.
Okrem toho sa expanzná nádrž otvoreného vykurovacieho systému líši od nádrží určených pre uzavreté systémy. V uzavretých systémoch sa používajú nádrže, ktoré nekomunikujú s atmosférou. V otvorenom systéme je použitie takejto nádrže nemožné, pretože nadmerný tlak v nádrži vytvorí veľký odpor voči cirkulácii chladiacej kvapaliny. Preto sa pre otvorené vykurovacie systémy používajú otvorené nádrže.
Preto je veľká nevýhoda otvorených vykurovacích systémov - to je odparovanie chladiacej kvapaliny z nádrže. V dôsledku toho je potrebné pravidelne kontrolovať hladinu chladiacej kvapaliny v nádrži a v prípade potreby dopĺňať straty.
Pri otvorených vykurovacích systémoch je navyše dôležitá nielen komunikácia nádrže s atmosférou, ale aj správny výpočet objemu nádrže a správna inštalácia a pripojenie k vykurovaciemu systému
Výpočet objemu otvorenej expanznej nádrže
Tradične je objem expanznej nádoby definovaný ako 5% objemu celého vykurovacieho systému. Je to spôsobené tým, že so zvýšením teploty vody na 80 stupňov sa jej objem zväčší približne o 4%. Keď k tomu pripočítame malý priestor, aby voda nepretiekla cez okraje nádrže o ďalšie 1 %, celkovo dostaneme objem expanznej nádrže v percentách z objemu celého vykurovacieho systému.
Ak sa v otvorenom systéme používa iná chladiaca kvapalina, potom by sa mal objem nádrže upraviť na základe tepelnej rozťažnosti použitej chladiacej kvapaliny.
Väčšina ťažkostí vzniká pri výpočte objemu chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme. Na výpočet objemu systému je potrebné spočítať vnútorný objem všetkých prvkov potrubného systému radiátorov, kúrenia a kotla. Tiež objem systému môže byť nepriamo určený výkonom kotla na základe skutočnosti, že na ohrev 15 litrov chladiacej kvapaliny je potrebný 1 kW výkonu kotla.
Inštalácia a pripojenie otvorenej expanznej nádoby
Na rozdiel od uzavretej expanznej nádrže existujú určité pravidlá pre otvorenú.
Najdôležitejším pravidlom je, že nádrž musí byť umiestnená nad celým vykurovacím systémom. V opačnom prípade z neho podľa princípu komunikujúcich nádob voda vytečie.
Táto okolnosť často vedie k odmietnutiu vykurovacieho systému otvoreného typu, pretože. nie je vždy možné pohodlne nainštalovať expanznú nádrž.
Druhou dôležitou vlastnosťou je, že nádrž musí byť napojená na spätné vedenie. Faktom je, že vratná teplota vody je nižšia, a preto sa voda odparuje pomalšie.
Vzhľadom na nízku teplotu vratnej vody je navyše možné expanznú nádobu pripojiť k systému pomocou priehľadnej hadice, čo uľahčí kontrolu množstva vody v systéme.
Okrem toho môže byť expanzná nádrž vybavená špeciálnymi rúrkami, ktoré zabraňujú pretečeniu a kontrolujú hladinu vody v nádrži.
Výber zariadenia podľa výpočtu
Pred výpočtom membrány musíte vedieť, že čím väčší je objem vykurovacieho systému a čím vyšší je maximálny teplotný index chladiacej kvapaliny, tým väčšia by mala byť samotná nádrž.
Existuje niekoľko spôsobov, ako sa výpočet vykonáva: kontaktovanie špecialistov v projekčnej kancelárii, vykonávanie výpočtov samostatne pomocou špeciálneho vzorca alebo výpočet pomocou online kalkulačky.
Vzorec výpočtu vyzerá takto: V = (VL x E) / D, kde:
- VL - objem všetkých hlavných častí vrátane kotla a iných vykurovacích zariadení;
- E je koeficient rozťažnosti chladiacej kvapaliny (v percentách);
- D je indikátorom účinnosti membrány.
Stanovenie objemu
Najjednoduchší spôsob, ako určiť priemerný objem vykurovacieho systému, je podľa kapacita vykurovacieho kotla na základe 15 l/kW. To znamená, že s výkonom kotla 44 kW bude objem všetkých diaľnic systému rovný 660 litrom (15x44).
Koeficient rozťažnosti pre vodný systém je približne 4 % (pri teplote vykurovacieho média 95 °C).
Ak sa do potrubí naleje nemrznúca zmes, potom sa uchýlia k tomuto výpočtu:
Hodnotenie účinnosti (D) je založené na počiatočnom a najvyššom tlaku v systéme, ako aj na počiatočnom tlaku vzduchu v komore. Poistný ventil je vždy nastavený na maximálny tlak. Ak chcete zistiť hodnotu ukazovateľa výkonnosti, musíte vykonať nasledujúci výpočet: D = (PV - PS) / (PV + 1), kde:
- PV - značka maximálneho tlaku v systéme, pre individuálne vykurovanie je indikátor 2,5 bar;
- PS - plniaci tlak membrány je zvyčajne 0,5 bar.
Teraz zostáva zhromaždiť všetky ukazovatele vo vzorci a získať konečný výpočet:
Výsledné číslo je možné zaokrúhliť nahor a rozhodnúť sa pre model expanznej nádoby od 46 litrov. Ak sa ako nosič tepla použije voda, potom objem nádrže bude najmenej 15% kapacity celého systému. Pre nemrznúcu zmes je toto číslo 20%. Stojí za zmienku, že objem zariadenia môže byť o niečo väčší ako vypočítané číslo, ale v žiadnom prípade nie menej.
Vzorec na výpočet objemu expanznej nádrže
KE - celkový objem celého vykurovacieho systému. Tento ukazovateľ sa vypočítava na základe skutočnosti, že I kW výkonu vykurovacieho zariadenia sa rovná 15 litrom objemu chladiacej kvapaliny. Ak je výkon kotla 40 kW, potom bude celkový objem systému KE \u003d 15 x 40 \u003d 600 l;
Z je hodnota teplotného koeficientu chladiacej kvapaliny.Ako už bolo uvedené, pre vodu je to asi 4 % a pre nemrznúcu zmes rôznych koncentrácií, napríklad 10 až 20 % etylénglykolu, od 4,4 do 4,8 %;
N je hodnota účinnosti membránovej nádrže, ktorá závisí od počiatočného a maximálneho tlaku v systéme, počiatočného tlaku vzduchu v komore. Tento parameter často špecifikuje výrobca, ale ak tam nie je, môžete vykonať výpočet sami pomocou vzorca:
DV - najvyšší prípustný tlak v sieti. Spravidla sa rovná prípustnému tlaku poistného ventilu a zriedka prekračuje 2,5-3 atm pre bežné domáce vykurovacie systémy;
DS je hodnota tlaku počiatočnej náplne membránovej nádrže na základe konštantnej hodnoty 0,5 atm. na 5 m dĺžky vykurovacieho systému.
N = (2,5-0,5)/
Takže zo získaných údajov môžeme odvodiť objem expanznej nádoby s výkonom kotla 40 kW:
K \u003d 600 x 0,04 / 0,57 \u003d 42,1 litra.
Odporúča sa 50 l nádrž s počiatočným tlakom 0,5 atm. pretože konečné ukazovatele pre výber produktu by mali byť o niečo vyššie ako vypočítané. Mierny prebytok objemu nádrže nie je taký zlý ako nedostatok jej objemu. Okrem toho pri použití nemrznúcej zmesi v systéme odborníci odporúčajú vybrať nádrž s objemom o 50% väčším ako vypočítaný.
Kalkulačka na výpočet objemu expanznej nádoby pre vykurovací systém
Čo potrebujete vedieť pri výpočtoch
Pri inštalácii vykurovacieho systému nie je vždy možné ušetriť využiteľný priestor, ktorý je v malých miestnostiach taký dôležitý. Zároveň však môžete zistiť presnú hlasitosť požadovaného zariadenia.
Pri výpočte sa používa nasledujúci vzorec:
Vb (objem nádrže) = Vt (objem teplonosnej kvapaliny) * Kt (faktor tepelnej rozťažnosti) / F (faktor kapacity membránovej nádrže)
Na určenie objemu chladiacej kvapaliny sa používajú tieto metódy:
- zaznamenáva sa čas skúšobného plnenia celej konštrukcie. To je možné vykonať pomocou vodomeru;
- spočítajte všetky objemy prítomných mechanizmov - potrubia, batérie a zdroje tepla;
- použije sa korešpondencia 15 litrov chladiacej kvapaliny na kilowatt výkonu zariadenia.
Výpočet objemu na samostatnom príklade
Koeficient, ktorý zohľadňuje tepelnú rozťažnosť použitej chladiacej kvapaliny, závisí od prítomnosti nemrznúcich prísad. Mení sa v závislosti od percenta týchto prísad a môže sa meniť aj vplyvom teploty. Existujú špeciálne tabuľky, kde môžete vidieť údaje z výpočtu ohrevu chladiacej kvapaliny. Tieto informácie sa zadávajú do kalkulačky. Ak sa použije voda, potom sa to nevyhnutne zobrazí v programe.
Nemrznúce kvapaliny ako nosič tepla sú obzvlášť dôležité, ak je potrebné vypnúť kúrenie v chladnom období.
Nezabudnite vziať do úvahy faktor účinnosti membránovej expanznej nádrže. Dá sa určiť podľa nasledujúceho vzorca:
F= (Pm-Pb)/(P1+1)
V tomto prípade Pm predstavuje maximálny tlak, ktorý môže viesť k núdzovej aktivácii špeciálneho poistného ventilu. Táto hodnota musí byť uvedená v pasových údajoch produktu.
Diagram zobrazuje možnosť inštalácie zariadenia
Pb je tlak na čerpanie vzduchovej komory zariadenia. Ak už bol dizajn napumpovaný, parameter je uvedený v technických špecifikáciách. Táto hodnota sa môže meniť nezávisle. Napríklad na obnovenie čerpania pomocou autopumpy alebo na odstránenie prebytočného vzduchu pomocou vstavanej vsuvky. Pre autonómne systémy je odporúčaný indikátor 1-1,5 atmosféry.
Súvisiaci článok:
Nádrž v otvorenom vykurovacom systéme
V takomto systéme sa chladiaca kvapalina – obyčajná voda – pohybuje podľa fyzikálnych zákonov prirodzeným spôsobom v dôsledku rozdielnych hustôt studenej a horúcej vody. Prispieva k tomu aj sklon rúr. Chladiaca kvapalina, ohriata na vysokú teplotu, smeruje nahor na výstupe z kotla, vytláčaná studenou vodou prichádzajúcou zo vratného potrubia zospodu. Tak dochádza k prirodzenej cirkulácii, v dôsledku ktorej sa radiátory zahrievajú. Je problematické používať nemrznúcu zmes v samoprúdovom systéme, pretože v expanznej nádrži je chladiaca kvapalina v otvorenom stave a rýchlo sa odparuje, preto v tejto kapacite pôsobí iba voda.Pri zahrievaní zväčšuje objem a jeho prebytok vstupuje do nádrže a po ochladení sa vracia do systému. Nádrž je umiestnená v najvyššom bode obrysu, zvyčajne v podkroví. Aby voda v ňom nezamrzla, je izolovaný izolačnými materiálmi a pripojený k spätnému potrubiu, aby sa zabránilo varu. V prípade preplnenia nádrže je voda vypúšťaná do kanalizácie.
Expanzná nádrž nie je uzavretá vekom, odtiaľ názov vykurovacieho systému - otvorený. Hladinu vody v nádrži je potrebné kontrolovať tak, aby v potrubí nevznikali vzduchové bubliny, čo by viedlo k neefektívnej prevádzke radiátorov. Nádrž je pripojená k sieti cez expanzné potrubie a na zabezpečenie pohybu vody je zabezpečené cirkulačné potrubie. Keď sa systém naplní, voda dosiahne signálne potrubie, na ktorom
poklepať. Na reguláciu expanzie vody sa používa prepadové potrubie. Je zodpovedný za voľný pohyb vzduchu vo vnútri nádoby. Na výpočet objemu otvorenej nádrže potrebujete poznať objem vody v systéme.
