Aby chladicí kapalina měla schopnost expandovat při zahřívání, musí být v topném systému instalována expanzní nádrž. Toto je velmi důležitá událost. Chrání potrubí a radiátory před zbytečným zatížením a výrazně zvyšuje životnost funkčních prvků autonomního topného systému.
Budeme mluvit o tom, jak funguje expanzní nádrž v otevřených a uzavřených okruzích. Ukážeme si, jak jej správně nainstalovat v obou verzích systému. V námi prezentovaném článku naleznete popis technologie připojení této rezervní kapacity a užitečná doporučení.
Druhy a funkce expandérů pro vytápění
Expanzní nádrž je potřebná pro kompenzaci vlivu, který má zvýšení objemu chladicí kapaliny během ohřevu na topný systém. Přídavná nádoba připojená k okruhu se stává úložištěm vzniklé přebytečné vody. Když teplota klesne, část chladicí kapaliny opustí nádrž a vrátí se do potrubí.
Proces se opakuje s každým cyklem ohřevu a chlazení. Pokud by v systému takový zásobník nebyl, pak by se při zahřívání vody uvnitř potrubí tlak zvýšil a následně snížil.
Takové výkyvy nepříznivě ovlivňují stav systému. Vedou k netěsnostem na spojích zařízení a potrubí a mohou dokonce způsobit poruchu zařízení.
Membránová nádrž pro vytápění je obvykle umístěna v kotelně. Vhodné umístění – na vratném potrubí mezi čerpadlem a ohřívačem
Expanzní nádrž se volí v závislosti na vlastnostech topného systému. Pro uzavřené okruhy je potřeba speciální uzavřená kapsle s membránou a pro otevřené okruhy je vhodná beztlaková nádoba vhodné konfigurace a správné velikosti.
Měli byste zvolit membránovou nádrž, která je určena pro kontakt s horkou vodou. Obvykle je tělo takových zařízení natřeno červenou barvou. Nádoba pro instalaci v otevřeném okruhu může být vyrobena samostatně, například svařena z plechu. Je ale důležité nejen vybrat správné zařízení, ale také jej správně nainstalovat.
U uzavřených topných systémů se jako expanzní nádrž používají nádrže s membránou, která umožňuje skladovat chladicí kapalinu pod určitým tlakem
Instalace membránového zařízení
Hydraulický akumulátor tohoto typu je instalován tam, kde je minimální pravděpodobnost turbulence chladicí kapaliny, protože pro normální cirkulaci toku vody podél okruhu se používá čerpadlo.
Správná poloha nádoby
Při připojení expanzní nádoby k uzavřenému topnému systému je nutné vzít v úvahu umístění vzduchové komory zařízení.
Gumová membrána se periodicky natahuje a poté smršťuje. Díky tomuto nárazu na něm časem vznikají mikrotrhliny, které postupně přibývají. Poté je třeba membránu vyměnit za novou.
Je lepší nainstalovat expanzní nádrž s membránou tak, aby prostor naplněný vzduchem byl nahoře, prodlouží se tím životnost zařízení
Pokud vzduchová komora takové nádrže během instalace zůstane na dně, pak se tlak na membránu zvýší vlivem gravitace. Trhliny se objeví rychleji, opravy budou potřeba dříve.
Je rozumnější instalovat expanzní nádrž tak, aby komora naplněná vzduchem zůstala nahoře. Tím prodloužíte životnost zařízení.
Vlastnosti výběru místa instalace
Při instalaci membránové expanzní nádrže je třeba vzít v úvahu řadu požadavků:
- Nelze jej umístit blízko zdi.
- Zajistěte volný přístup k zařízení pro jeho pravidelnou údržbu a nutné opravy.
- Nádrž zavěšená na stěně by neměla být příliš vysoká.
- Mezi nádrž a topné potrubí by měl být umístěn uzavírací kohout, který umožní vyjmutí zařízení bez úplného vypuštění chladicí kapaliny ze systému.
- Potrubí připojené k expanzní nádrži, když je namontováno na stěnu, musí být také připevněno ke stěně, aby se odstranilo případné dodatečné zatížení hrdla nádrže.
U membránového zařízení je za nejvhodnější místo připojení považován vratný úsek potrubí mezi oběhovým čerpadlem a kotlem. Teoreticky můžete na přívodní potrubí umístit expanzní nádobu, ale vysoká teplota vody nepříznivě ovlivní integritu membrány a její životnost.
Při instalaci expanzní nádrže je nutné zajistit uzavírací kohouty, které vám umožní odpojit zařízení od systému a vypustit z něj vodu
Při použití zařízení na tuhá paliva je takové umístění také nebezpečné, protože pára může vniknout do nádoby v důsledku přehřátí. To vážně naruší fungování membrány a může ji dokonce poškodit.
Kromě uzavíracího kohoutu a „amerického“ se při připojování doporučuje nainstalovat další T a kohout, což vám umožní vyprázdnit expanzní nádrž před jejím vypnutím.
Nastavení přístroje před použitím
Před instalací nebo bezprostředně po ní je nutné správně seřídit expanzní nádobu, jinak nazývanou expanzní nádoba. To není obtížné, ale nejprve musíte zjistit, jaký tlak by měl být v topném systému. Řekněme, že přijatelný indikátor je 1,5 baru.
Nyní je potřeba změřit tlak uvnitř vzduchové části membránové nádrže. Mělo by být menší než asi 0,2-0,3 bar. Měření se provádí manometrem s vhodnou stupnicí přes vsuvku, která je umístěna na tělese nádrže. V případě potřeby se do komory načerpá vzduch nebo se jeho přebytek odvzdušní.
Před instalací membránové nádrže do topného systému zkontrolujte tlak vzduchu ve vzduchovém prostoru a upravte jej podle požadavků
V technické dokumentaci je obvykle uveden pracovní tlak, který je nastaven výrobcem ve výrobě. Praxe ale ukazuje, že to není vždy pravda. Během skladování a přepravy by mohla z přihrádky uniknout část vzduchu. Nezapomeňte provést vlastní měření.
Pokud je tlak v nádrži nastaven nesprávně, může to vést k úniku vzduchu přes zařízení pro jeho odstranění. Tento jev způsobuje postupné ochlazování chladicí kapaliny v nádrži. Membránovou nádrž není nutné předem plnit chladicí kapalinou, stačí naplnit systém.
Nádrž jako dodatečná kapacita
Moderní modely topných kotlů jsou často již vybaveny vestavěnou expanzní nádobou. Ne vždy však jeho vlastnosti odpovídají požadavkům konkrétního topného systému. Pokud je vestavěná nádrž příliš malá, je nutné nainstalovat další nádrž.
Zajistí normální tlak chladicí kapaliny v systému. Takové doplnění bude relevantní i v případě změny konfigurace topného okruhu. Například, když se gravitační systém přemění na oběhové čerpadlo a staré potrubí zůstane.
To platí také pro všechny systémy s velkým množstvím chladicí kapaliny, například ve dvou-třípatrové chatě nebo kde je kromě radiátorů teplá podlaha. V případě použití kotle s malou vestavěnou membránovou nádrží je instalace další nádrže téměř nevyhnutelná.
Expanzní nádoba bude také vhodná při použití nepřímotopného kotle. Pojistný ventil, podobný tomu instalovanému na elektrokotle, zde nebude účinný, expanzní ventil je adekvátní východisko.
Připojení expanzní nádoby
Místo pro montáž takové nádrže je zvoleno tam, kde bude příjem přebytečné chladicí kapaliny nejúčinnější.
Při zjišťování, jak správně nainstalovat expanzní nádrž v otevřeném topném systému, musíte věnovat pozornost třem důležitým bodům:
- vyberte nejvyšší bod obrysu;
- umístěte nádrž přímo nad topný kotel tak, aby mohly být spojeny svislým potrubím;
- zajistit přepad v případě nehody.
Požadavky jsou vysvětleny vlastnostmi fungování gravitačních topných systémů. Horká chladicí kapalina se pohybuje z kotle potrubím a dostává se do expanzní nádrže, přičemž ztrácí významnou část tepelné energie.
Otevřená expanzní nádoba musí být instalována v nejvyšším bodě topného okruhu a také přímo nad topným kotlem
Ochlazená voda přirozeně proudí potrubím do výměníku tepla pro nové vytápění. Umístění nádrže v nejvyšším bodě umožňuje odstranit vzduchové bubliny, které se dostaly do systému z chladicí kapaliny.
Výpočet kapacity nádrže pro otevřený systém je jednoduchý. Měří se celkový objem chladicí kapaliny v okruhu, 10% tohoto ukazatele bude požadovaná hodnota. Nejčastěji je expanzní nádrž instalována v podkroví.
To je zvláště výhodné, pokud potřebujete velkou kapacitu, protože pro normální provoz systému gravitačního proudění může být zapotřebí značné množství chladicí kapaliny. A malá expanzní nádoba může být dokonce umístěna v kuchyni pod stropem, pokud to umožňuje správné připojení k topnému kotli.
Pokud je expanzní nádoba instalována v nevytápěném podkroví, měla by být izolována, aby se co nejvíce šetřila tepelná energie v domě.
Pokud muselo být zařízení umístěno v podkroví, musíte se postarat o jeho izolaci. To je zvláště důležité, pokud není podkroví vytápěno. Přestože chladicí kapalina vstupuje do nádrže již vychlazená, neměli byste opomíjet možnost ušetřit část tepelné energie. V budoucnu bude trvat méně času a paliva na zahřátí, což výrazně sníží náklady na vytápění.
Pro připojení expanzní nádoby a přepadu je třeba do kotelny zatáhnout dvě potrubí. Přepad je obvykle napojen na kanalizaci, ale někdy se majitelé domu rozhodnou jednoduše vyvést potrubí ven, provede se nouzové vypuštění ven.
Konfigurace expanzní nádrže může být libovolná, taková zařízení jsou vyrobena z plechu, plastových nádrží a dalších materiálů, které dobře snášejí teplo.
Po výběru místa pro instalaci expanzní nádrže a výpočtu jejího objemu musíte najít a nainstalovat vhodnou nádobu. Malé nádrže se montují na stěnu pomocí držáků nebo svorek.
Prostorné nádoby musí být instalovány na podlaze. Takovou nádrž není nutné hermeticky uzavírat, přesto je potřeba víko. Je nutné chránit chladicí kapalinu před nečistotami.
Část vody z otevřeného systému se odpaří, ztracený objem je nutné doplnit. Chladicí kapalina se obvykle přidává do otevřeného okruhu přes expanzní nádrž.
Tento bod je třeba vzít v úvahu při výběru místa pro montáž zařízení. Ne vždy je vhodné nosit vodu v kbelíku na půdu. Je snazší předvídat instalaci přívodního potrubí, které vede do expanzní nádrže.
Závěry a užitečné video k tématu
Ukázka instalace a připojení membránové nádrže k topnému systému krok za krokem:
Zajímavé tipy pro instalaci expanzní nádrže v otevřeném systému:
Konvenční expanzní nádrž, stejně jako membránový akumulátor, není příliš náročná na instalaci. Nevyžaduje speciální dovednosti ani nástroje. Musíte však jasně dodržovat požadavky spojené s vlastnostmi topného systému, pro který se taková instalace provádí.
Chcete mluvit o tom, jak jste nainstalovali expanzní nádrž vlastníma rukama? Máte užitečné informace, které mohou návštěvníkům webu pomoci se samoinstalací? Do níže uvedeného bloku pište komentáře, ptejte se a zveřejňujte fotografie k tématu článku.
Ti, kteří sami montují a instalují topný systém, se často ptají, jak správně nainstalovat expanzní nádrž. Navrhuji nejprve pochopit, co je expanzní nádrž obecně a proč je potřeba.
Expanzní nádrž v topném systému
Fyzikální vlastnosti vody
Jednou z fyzikálních vlastností vody je její téměř nulová schopnost stlačování. To znamená, že když se pokusíte zmenšit jeho objem (tedy stlačit), dojde k prudkému nárůstu tlaku.
A voda (stejně jako jiné materiály) může při zahřátí zvětšit svůj objem. Tato vlastnost se nazývá teplotní roztažnost. U vody začíná již při teplotě +4°C. Když však teplota klesne pod tuto značku, voda se také začne rozpínat. Tento jev se nazývá vodní paradox. Při teplotě +4°C má voda nejvyšší hustotu: hmotnost 1 litr = 1 kg.
U otopných soustav však tento paradox není důležitý, protože teplota vody dodávané kotlem do radiátorů je mnohem vyšší.
Zvětšení objemu vody při zahřívání. Fotografie z agrovodcom.ru
Vezměme si nádobu s přepadem, který omezuje objem na 1000 cm³. Nalijte do ní 1 litr vody o teplotě +4 ° C a poté pokračujte v zahřívání. Hustota vody začne klesat a objem se zvětší.
Protože přetečení omezuje známý objem, přebytečná voda se vylije. Při zahřátí z +4°C na +90°C (normální teplota topné vody) bude tento přebytek 39,95 cm³ (nebo 34,7 g). Právě k tomuto procesu dochází v topném systému, když kotel ohřívá vodu.
Co je expanzní nádrž
Připomeňme: pokud se snažíme stlačit vodu (tedy v našem případě vměstnat zvýšené množství chladiva do daného objemu topného systému), tlak se zvyšuje. Aby přebytečná voda vzniklá při ohřevu nekazila potrubí a spotřebiče, musíte ji někde vypustit, jako v odměrné nádobě v experimentu.
Nemůžeme ale vypustit vodu z topného systému. To znamená, že přebytek musí být dočasně „odložen“ do nějaké „kapsy“, aby se později, když teplota vody klesne a její hustota zvýší, vrátil do systému a voda zabrala stejný objem, jako byla původně.
Expanzní nádrž v topném systému
V topném systému je taková “kapsa”, která přijímá přebytečnou vodu vzniklou při tepelné roztažnosti expanzní nádoba. Jeho úkolem je být tlumičem (kompenzátorem) tlaku v systému.
Otevřené a uzavřené expanzní nádoby
Expanzní nádrže mohou být otevřeného a uzavřeného typu. Tedy komunikaci s atmosférou nebo s řízeným, byť proměnlivým tlakem.
Otevřete expanzní nádobu
Kádinka z popsaného pokusu, do které se při tepelné roztažnosti vylila přebytečná voda, je nejjednodušší otevřená expanzní nádoba. Jeho nevýhodou je, že rozlitou vodu je nutné vracet do systému ručně. Jednoduše řečeno přelití zpět do nádoby, ve které se ohřívala voda.
Taková primitivní metoda samozřejmě není vhodná pro topný systém. Otevřená expanzní nádrž pro vytápění proto schematicky vypadá takto:
Schématické uspořádání expanzní nádrže otevřeného typu. Ilustrace z knihy Scanavi A. N. a Makhov L. M. “Vytápění”
Otevřenou expanzní nádobu lze zakoupit již hotovou nebo vyrobit samostatně. K tomu je vhodná jakákoli nádoba požadovaného objemu, například plastový kanystr.
Expanzní nádrž uzavřený typ
Nyní se častěji snaží používat uzavřené nádrže: jsou kompaktnější a postrádají negativní vlastnosti otevřených, které se vyznačují zamrzáním, nasycením chladicí kapaliny kyslíkem a zvýšenou korozí. Nádrže uzavřeného typu jsou hermetické a skládají se ze dvou komor: vody a vzduchu.
Kompenzace tlaku probíhá následovně: přebytečná voda naplní vodní oddíl a tlačí na pružnou přepážku mezi dvěma komorami a vzduch (nebo plyn) ve vzduchovém prostoru je stlačen. Na rozdíl od vody může být plyn vystaven značnému stlačení bez silného zvýšení tlaku.
Odrůdy membrán expanzních nádrží. Foto z profiteplo.com
- s membránou ve tvaru desky;
- s membránou hruškovitého tvaru.
Jak nainstalovat expanzní nádobu do topného systému
Poté, co jsme se zabývali teoretickými základy a typy expanzních nádrží, přejděme k hlavní otázce: kde a jak nainstalovat expanzní nádrž do topného systému.
Správná odpověď na ni je tam, kde chcete. To znamená, že expanzní nádrž může být instalována jak na „přívodu“ – hlavní lince systému vedoucí z kotle k ohřívačům, tak na „zpátečce“ – potrubí, kterým se voda vrací do topného zařízení (kotle) a odevzdává své teplo radiátorům. V každém případě bude plnit svou funkci jako nárazník, který omezuje růst tlaku.
Expanzní nádrž nainstalovaná na zpětném potrubí
Oba způsoby mají svá pro a proti. Místo instalace je vybráno se zaměřením na konstrukční vlastnosti konkrétního topného systému. Stejně jako snadná instalace a následná údržba.
Nuance
Otevřená nádrž, na rozdíl od membránové, může být instalována v systému s přirozenou cirkulací vody, to znamená v energeticky nezávislém systému, který nevyžaduje elektřinu. Nucený systém vyžaduje čerpadlo. Proto je v nejvyšším bodě instalována otevřená expanzní nádoba umístěná nad všemi ohřívači. Nejčastěji se takový bod nachází v podkroví. Dnes, kdy se využívá i prostor pod střechou v soukromých domech a zařizuje tam obytné prostory, se tato možnost často ukazuje jako nevhodná.
Neexistují žádná omezení pro umístění uzavřené nádrže. Může stát na jakémkoli vhodném místě a v jakékoli poloze.
Schéma instalace otevřené expanzní nádrže. 1 – kotel, 2 – přívodní potrubí chladicí kapaliny, 3 – otevřená expanzní nádoba, 4 – ohřívač, 5 – čerpací jednotka. Fotografie z webu stroim-svoi-dom.ru
Přestože membránová nádrž může být instalována jak před, tak za ohřívači, je obvykle instalována podle druhého schématu (na “zpátečce”). Protože za kotlem je voda zpravidla dodávána o velmi vysoké teplotě, z níž se membrána nádrže může brzy stát nepoužitelnou. Navíc s touto možností instalace (po topných zařízeních) nepodléhají kotel a čerpadlo tlakovým rázům a pracují v komfortnějším režimu.
Je třeba poznamenat, že pokud je čerpadlo v systému externí (není zabudované v kotli), musí být vyrovnávací nádrž instalována před čerpadlem, nikoli za ním. V opačném případě bude expanzní nádoba reagovat na přetlak vytvořený čerpadlem a nebude fungovat správně.
Mimochodem, s výběrem a nákupem expanzní nádrže nespěchejte. Nejprve zkontrolujte, zda je váš kotel již vybaven nejen vlastním čerpadlem, ale také vyrovnávací nádrží umístěnou v kotlovém tělese.
Obecná pravidla
Po určení hypotetického umístění expanzní nádrže vyberte správné místo pro její skutečnou instalaci.
Expanzní nádoba musí být instalována tak, aby byla pohodlná pro údržbu
