Proč potřebujete membránovou nádrž pro zásobování vodou?

Hlavní kritéria pro výběr membránové expanzní nádrže pro domácnost

Provoz systému zásobování teplou vodou je založen na cirkulaci teplé vody, což znamená, že se jedná o neustálou změnu tlaku. Expanzní nádoba slouží ke stabilizaci tlaku v systému, zajištění konstantního tlaku vody, zabránění poškození potrubí a předčasnému opotřebení zařízení. Jak si vybrat hydraulický akumulátor pro zásobování teplou vodou – na to přijdeme v tomto článku.

Proč potřebujete expanzní nádobu

Expanzní nádoba je navržena tak, aby eliminovala pokles tlaku vody v systému zásobování teplou vodou. Objem vody a tedy i tlak klesá s klesající teplotou a roste s jejím nárůstem. Neustále se zvyšující tlak, pokud se včas neuvolní, může vést k poškození nebo prasknutí potrubí, ale neustálé uvolňování horké vody ze systému povede k poklesu tlaku a nízkému tlaku. Hlavní úkoly hydraulické nádrže:

• prevence vodních rázů (náhlých změn tlaku) ve vodovodním systému;
• prevence předčasného opotřebení čerpacího zařízení a prodloužení jeho životnosti;
• vytvoření zásoby vody.

Expanzní nádoba naplněná vzduchem pod určitým tlakem kompenzuje nárůst objemu teplé vody a vytváří optimální podmínky pro provoz čerpací stanice. Jeho kapacita je obvykle desetina kapacity celého zařízení, nejméně však 4 %. Příliš malý hydraulický akumulátor prostě nebude správně fungovat.

3 klíčová kritéria pro výběr expanzní nádoby

Většina kupujících při výběru hydraulického akumulátoru hledí pouze na jeho objem, což je částečně pravda, ale kromě objemu je důležité zvážit i design a provozní tlak.

Výstavba

Expanzní nádrž se skládá z ocelové nádrže se dvěma oddíly oddělenými elastickou membránou. Jeden z nich obsahuje vzduch nebo dusík a funguje jako „polštář“, který pohlcuje změny objemu vody, která naplňuje okruh. Nádrž je vyrobena z oceli. Membrána je obvykle vyrobena z EPDM, materiálu s vysokou elasticitou a tepelnou odolností. Na nádrži je instalován malý ventil, který umožňuje odvzdušnit nebo načerpat vzduch v případě nedostatku tlaku.

Podle umístění nádrže se rozlišují dva typy akumulátorů:

1. Vertikální hydraulické akumulátory.
2. Horizontální hydraulické akumulátory.

Tlak

Minimální provozní tlak musí být takový, aby v kterémkoli bodě okruhu a v jakémkoli provozním režimu instalace byl stávající tlak vyšší než atmosférický tlak nebo napětí nasycení vodní páry při maximální provozní teplotě. Mělo by to stačit, aby se zabránilo kavitaci. V každém případě platí, že čím vyšší je provozní teplota, tím vyšší by měla být bezpečnostní rezerva – minimálně 0,2 baru pro systémy pod 90°C a 0,5 baru pro systémy s vyššími teplotami.

Maximální pracovní tlak bude o něco nižší než nastavený tlak pro pojistný ventil, který bude naopak nižší než nejnižší z maximálních pracovních tlaků zařízení a přístrojů, které jsou součástí okruhu. Typicky je maximální pracovní tlak mezi 8 a 10 bary, v závislosti na modelu akumulátoru.

Minimální a maximální tlak je nutné upravit podle výšky expanzní nádoby.

Objem

„Čím větší nádrž, tím více vody v ní v rezervě“ je chybný úsudek. Úkolem expanzní nádoby je regulovat tlak v systému a ne akumulovat vodu. Objem nádrže se doporučuje volit podle počtu míst odběru vody:

• 1-2 body – do 50 l;
• 3-4 body – 80-100 l;
• 4-5 bodů – 150-200 litrů.

Je důležité vzít v úvahu nejen počet míst příjmu vody, ale také výkon čerpadla:

• 0,5 kW – od 24 l;
• 1 kW – 50 l;
• 1,5 kW – 100 l;
• 2 kW – více než 100 litrů.

Toto jsou přibližné hodnoty, které by měly sloužit jako vodítko při volbě objemu akumulátoru v závislosti na výkonu čerpadla. Přesný výpočet objemu se provádí podle vzorce:

• Vt – objem nádrže (litr);
• Amax (bar) – maximální objem spotřebované vody (litry / min);
• Pmin (bar) – minimální tlak, při kterém se čerpadlo spouští;
• Pmax (bar) – maximální tlak, při kterém je čerpadlo vypnuto;
• Pres (bar) – počáteční tlak v nádrži;
• K – koeficient odpovídající výkonu čerpadla P, pro výpočet objemu přiváděné vody Vu = K Amax.

Standardní počáteční tlak expanzní nádoby je 0,2 bar.

Užitečné tipy

Jedním z častých problémů při instalaci hydraulického akumulátoru je výběr místa pro jeho instalaci. Expanzní nádoba musí být připojena k přívodu u kotle, před čerpadlem nebo uzavíracími ventily. Pro snadné použití je samozřejmě lepší jej nainstalovat na místo, které k němu poskytuje volný přístup. Nejčastěji je umístěn v kotelně, i když může být umístěn v jiné samostatné technické místnosti. Při montáži a instalaci jednotky k ní lze připojit elektromagnetický průtokoměr, který zjednoduší kontrolu tlaku, teploty, hladiny vody v nádrži a její periodickou údržbu.

Jednotka vydrží déle, pokud je instalována svisle se vzduchovou komorou nahoře. Správné připojení k systému je vždy provedeno přes uzavírací kulový ventil. Po montáži je třeba nastavit vhodný startovací tlak, který najdete na typovém štítku. Je důležité, aby nebyl příliš vysoký, takže při překročení tlaku by se mělo stlačením ventilu uvolnit trochu vzduchu. Pokud je tlak nízký, musíte nádrž naplnit vzduchem pomocí čerpadla.

Expanzní nádoba je klíčová pro bezpečnost a správný provoz teplovodního systému, proto je třeba k jejímu výběru, instalaci a údržbě přistupovat co nejzodpovědněji.

Moderní soukromá bytová výstavba v naší zemi, která se nachází v zeměpisných šířkách, kde jsou teplotní výkyvy v průběhu roku více než 50 stupňů, vyžaduje přítomnost vysoce kvalitního a promyšleného vytápění. Dříve pro venkovské chatrče skládající se z jedné nebo dvou místností ve většině případů stačila tradiční kamna. Nyní, když velikost domů narostla a počet samostatných místností i v malém domě je zřídka menší než tři nebo čtyři, vyžaduje moderní pojetí pohodlného bydlení přítomnost ohřevu vody.

Typy a specifika expanzních nádrží

Tento způsob vytápění domu, na rozdíl od kamen, dokáže zajistit stejně příjemnou teplotu ve všech místnostech. Kapalinové vytápění předpokládá přítomnost zařízení produkujícího teplo – kotle a chladicí kapaliny, která cirkuluje potrubím mezi kotlem a radiátory umístěnými v každé z vytápěných místností. Když je kotel vypnutý, chladicí kapalina se nezahřívá a její teplota během krátké doby klesne na pokojovou teplotu. Ukazuje se tedy, že teplota chladicí kapaliny se periodicky mění. Jak je známo z průběhu fyziky, vlastností jakýchkoli těles je jejich rozpínání s rostoucí teplotou. Při zahřívání chladicí kapalina zvětšuje svůj objem. Jenže v uzavřeném okruhu nemá kam jít a pak mu začne stoupat tlak. Časté poklesy tlaku „uvolňují“ systém a rychle vedou k narušení těsnosti jeho důležitých součástí. Řešením je použití expanzní nádoby v topném systému.

Expanzní nádrž je ve svém jádru nádoba, kde má kapalina možnost zvětšit nebo zmenšit svůj objem. Jeho instalace vám umožňuje vyhnout se zvyšování a snižování tlaku chladicí kapaliny při změně její teploty. Instalace expanzní nádrže je povinná při instalaci jakéhokoli kapalného topného systému doma. Typy expanzních nádrží se však liší v závislosti na typu systému, který je v každém konkrétním případě navržen. Ve skutečnosti existují dvě možné možnosti pro kapalinové vytápění prostor: otevřené a uzavřené.

Co si vybrat – otevřený nebo uzavřený systém

Otevřený topný systém je ne zcela uzavřený systém s otevřenou horní částí. Tlak kapaliny závisí na umístění nádoby a hladině chladicí kapaliny v ní. Aby to bylo jasnější, otevřený systém lze přirovnat k pánvi do dvou třetin plné vody bez pokličky, která sedí na sporáku. Stěny a dno naší pánve jsou neprostupné pro kapalinu a nedovolí, aby se rozlila, a horní část je otevřená.

Když se nám pánev zahřeje, voda v ní zvětší svůj objem a zabere ne dvě třetiny, ale třeba tři čtvrtiny jejího objemu, ale zbývající výška jejích stěn ještě stačí na to, aby se voda nerozlila. V otevřeném schématu hraje roli horní části naší pomyslné pánve nádoba otevřeného typu. Taková nádoba má děravý vršek (obvykle zakrytý víkem). Je umístěn nejvýše, nejčastěji v podkroví, nebo v nejvyšší místnosti budovy.

Pokud není použit nucený oběh chladicí kapaliny, je v nejvyšším bodě, bezprostředně za kotlem, instalována otevřená expanzní nádoba. V tomto případě chladicí kapalina ohřátá kotlem na maximum v souladu s fyzikálními zákony spěchá nahoru a vstupuje do expanzní nádrže, odkud proudí potrubím do radiátorů a postupně ztrácí teplo a vrací se zpět do kotel. Tento design má dvě armatury – vstup a výstup a otevřený vršek (zakrytý netěsným víkem). Při použití nuceného oběhu může být nádrž umístěna na libovolném místě (při dodržení zásady, že je umístěna nad všemi ostatními uzly). V tomto případě stačí připojit jednu armaturu zespodu k nádobě, aby kapalina měla při zahřátí přístup k objemu dostatečnému pro její expanzi. Ale taková schémata jsou vzácná.

otevřené systémy Topení jsou vytvořeny především proto, aby byly nezávislé na nuceném oběhu a nevyžadovaly elektrickou energii pro kotle a čerpadla pro cirkulaci vody. Jejich hlavní výhodou je, že fungují bez ohledu na přítomnost či nepřítomnost elektřiny v domě.

Nevýhodou těchto systémů je, že chladicí kapalina cirkuluje poměrně pomalu a je velmi obtížné takový systém navrhnout a vybalancovat tak, aby byla ve všech místnostech domu zachována stejná nastavená teplota. Výhodou expanzní nádrže otevřeného typu je možnost jejího použití k doplnění chladicí kapaliny (vody) do systému, kterou lze jednoduše nalít do nádrže přes její horní kryt. Nevýhodou takového kontejneru je, že přes něj dochází k neúčinné výměně tepla mezi chladivem a okolím, a to právě v místě (v horní části budovy), kde je vytápění místnosti nejméně potřeba. Expanzní nádrž otevřeného typu může být jakákoliv nádoba vyrobená z vhodného materiálu, kterou lze zakoupit hotovou nebo objednat u svářečů.

Uzavřený systém Topení – jedná se o uzavřený okruh, ve kterém je kapalina vždy pod určitým tlakem, stanoveným při plnění. V takovém systému se expanzní nádrž již používá pro vytápění uzavřeného typu. Má jednu armaturu, která slouží k připojení k potrubí. Taková nádrž je utěsněná uzavřená nádoba, rozdělená na dvě části – jednu na plyn, druhou na kapalinu. Je dobře známo, že s rostoucím tlakem plyn zmenšuje objem více než kapalina. Tento princip se používá v expanzní nádrži uzavřeného typu. Když se např. voda ohřeje, zvětší se její objem díky zmenšení objemu vzduchové části nádoby a naopak při poklesu teploty se objem zmenší vytlačením přebytečné kapaliny z expanzní nádoby. kvůli tlaku vzduchu.

Expanzní nádrže pro uzavřený systém se dodávají ve dvou typech. Jeden typ nádrže se skládá ze dvou částí oddělených vodotěsnou membránou. V jedné části je plyn – atmosférický vzduch, jehož tlak lze měnit přes běžnou cívku. Na druhou část je připevněna armatura, pomocí které je zařízení připevněno k potrubí. Při zvyšování teploty se membrána ohýbá směrem ke vzduchové části, čímž se zvětšuje objem nádrže a kompenzuje se nárůst tlaku.

Toto provedení není demontovatelné a v případě poškození membrány je nutné ji zcela vyměnit. V zařízení jiného typu plní roli membrány vzduchová komora, která funguje na stejném principu, zmenšuje svůj objem při stoupající teplotě kapaliny a zvětšuje při poklesu. Ale v tomto provedení již může být poškozená membrána nahrazena novou, aniž by se vyměnila celá nádrž. Je třeba poznamenat, že oba typy nádrží jsou velmi spolehlivé a velmi zřídka se porouchají. Ale u zařízení s membránou je nejlepší umístit plnící armaturu nahoru, aby se při plnění potrubí chladicí kapalinou nemohla v její vodní části vytvořit vzduchová kapsa. Expanzní nádoba v uzavřeném systému slouží k regulaci tlaku.

Vháněním vzduchu do „plynové“ části nádrže se zvyšuje tlak chladicí kapaliny a odvzdušňováním lze tlak snížit. Například při instalaci vytápění má nalité chladivo atmosférický tlak, který závisí na výšce, ve které se nachází horní úroveň chladicí kapaliny (na počtu pater domu a výšce horního bodu systému). Zásobník je umístěn v uzavřeném okruhu zpravidla nedaleko vstupu kapaliny, která již ztratila část tepla do kotle. Mnoho kotlů se již vyrábí s vestavěnou expanzní nádobou a duplikovat ji s přídavnou nedává smysl.

Porovnání všech pro a proti.

Je zbytečné diskutovat o tom, která expanzní nádoba je lepší, otevřená nebo uzavřená, protože. do . jejich použití je dáno volbou vhodného typu topného systému. Ale je třeba poznamenat, že nádrž uzavřeného typu zabírá méně místa a je pohodlnější na údržbu, tzn. do . je umístěn v blízkosti kotlového zařízení, obvykle v kotelně, a ztrácí méně tepla než zásobník otevřeného typu. Navíc samotná přítomnost nádoby s kapalinou v horní části objektu představuje potenciální nebezpečí z hlediska zatékání a poškození interiéru domu. Samotný uzavřený topný systém vypadá atraktivněji než otevřený, tzn. do . Cirkulace kapaliny probíhá bez kontaktu se vzduchem, což nasycením vody kyslíkem podporuje korozi klíčových součástí.

Umístění expanzních nádob závisí také na zvoleném typu vytápění. Expanzní nádrž otevřeného typu, jak je uvedeno výše, je umístěna v samé horní části, obvykle v podkroví domu, nádrž uzavřeného typu je umístěna vedle kotle, před potrubím, do kterého vstupuje ochlazená chladicí kapalina.

Objem dostatečné expanzní nádoby lze vypočítat pomocí vzorce: Objem expanzní nádoby = objem chladicí kapaliny v litrech vynásobený 0. S výpočty vám pomůže i online kalkulačka, která vám s maximální přesností dá požadovanou hodnotu ihned po zadání příslušných parametrů.

Pokud použijete nádobu s větším objemem, než je nutné, rozhodně to nebude horší, pokud bude menší, nedokáže zcela vyrovnat změnu tlaku při zahřátí chladicí kapaliny a dojde k jejímu kolísání.

Je důležité mít na paměti:

Při provozu uzavřených systémů je nutné hlídat tlak. Pokud během ohřevu chladicí kapaliny kotlem ovládací zařízení vykazují zvýšení tlaku, je nutné upravit tlak v expanzní nádrži. Silné zvýšení tlaku při ohřevu znamená, že vzduchová část nádrže ztratila tlak a je nutné zjistit, proč se tak stalo. Možná z cívky uniká vzduch, nebo je prasklé těsnění komory (nebo membrány) – pak je potřeba opravit nádrž.
Nejlepší je použít expanzní nádobu s automatickým systémem uvolnění tlaku, pokud jsou překročeny její prahové hodnoty.
Při instalaci nádrže do topného systému nezapomeňte před ní zajistit uzavírací ventil, abyste mohli zařízení odpojit od potrubí a opravit nebo vyměnit, aniž byste ze systému vypustili veškerou chladicí kapalinu.