Expanzní nádrž, hydraulická nádrž nebo klapka v topném systému, pokud není hlavním zařízením, je velmi důležitým prvkem, který zajišťuje bezpečnost topného systému jako celku. Toto zařízení kompenzuje teplotní expanzi síťové vody v době spuštění systému. Podle zákonů termodynamiky každá kapalina při zahřívání zvětšuje svůj objem.
Aby mohl uzavřený topný systém fungovat, je napájen vodou a vzduch je zcela odvzdušněn. Bez toho nebude oběhové čerpadlo fungovat.
Při zapnutí hořákového zařízení kotle se teplo ze spalování paliva předává ohřáté vodě, která expanduje a přechází do speciálního zařízení, kde se akumuluje. Když se systém ochladí, znovu vstoupí do vnitřního topného okruhu.
Zařízení
V maloobchodní síti existují dva typy expanzních nádrží: nástěnné, balónové a fungující na membránovém principu. První z nich jsou instalovány v systémech s nízkou teplotou vody a jsou natřeny modrou barvou, zatímco ty druhé s červeným značením se používají v systémech s vodou s vysokou teplotou.
Hydraulická nádrž je vyrobena ve formě uzavřené nádoby s nainstalovanou separační membránou, vyrobenou ze speciálního pryžového materiálu se zvýšenou elasticitou a pevností.
Počáteční provozní tlak v expanzní nádobě uzavřeného typu se považuje za tlak (P) ve vzduchovém prostoru při 18 °C v prázdné jednotce. Bude se rovnat statickému v naplněném vnitropodnikovém potrubním systému bez vzduchových kapes v potrubí.
V tuto chvíli je membrána v rovnovážném stavu, protože tlak vzduchu v komoře je stabilizován systémem ohřevu vody, klapku nelze plnit ze sítě a pracovní kapacita bude volná pro budoucí teplotní kompenzaci prostředí. .
Funkce expanzní nádoby uzavřeného topného systému. Kompenzace zvýšeného objemu vody v topném systému při spouštění procesů. Díky svým fyzikálním vlastnostem, kdy teplota vody dosáhne cca 100 C, se její objem v potrubí zvětší o 4.30 %. Tento proces je doprovázen zvýšením P, které ovlivňuje potrubní systém a připojená zařízení.
Tlak může být destruktivní a způsobit selhání topného systému.
Aby se zabránilo prasknutí potrubního systému, je na vratném potrubí před kotlem instalována hydraulická nádrž, která je naplněna přebytečnou síťovou vodou. Svou konstrukcí tlumí vodní rázy v topných trubkách, ke kterým dochází při odvzdušnění nebo náhlém odpojení sítí od kotle armaturami na přívodním potrubí.
Jaký tlak by měl být v tlumiči
Důležitou charakteristikou hydraulické nádrže je pracovní objem zařízení, úměrný P a nepřesahující vypouštění síťové vody, při maximálních přípustných teplotních podmínkách. Před určením, jaký tlak by měl být v expanzní nádobě topného systému, se shromažďují technické údaje topného systému.
Výchozí údaje pro stanovení provozních parametrů klapky:
- Celkový objem chladicí kapaliny, litr;
- objem vody v potrubí vnitropodnikového systému, litr;
- objem baterie, litr;
- objem kotlové vody, litr.
Výsledný celkový objem se vynásobí korekčním faktorem stanoveným pro konkrétní kapalinu. Tímto způsobem určí, jaký tlak by měl být v expanzní nádobě topného systému.
Takže pro potrubní systém o objemu 100 litrů budete potřebovat hydraulickou nádrž o objemu:
- pro vodní chladicí kapalinu: 100×0,2 = 20 l;
- pro nemrznoucí kapalinu: 100×0,15 = 15l.
Počáteční P v hydraulické nádrži je nastaveno výrobcem – 0.75 atm, ale to nestačí pro bezproblémový provoz sítí. Podmínky výrobců zařízení určují maximální tlak, při kterém je přípustné provozovat kotel na tuhá paliva a pomocná zařízení – ne vyšší než 3 atm.
Pokud objem chladicí kapaliny v klapce „chodí“ z 20% na 80%, přestože P v nádobě = 3 atm, pak se to považuje za normální provozní režim. Výpočet tlaku v expanzní nádrži plynového kotle závisí na skutečném indikátoru v potrubí. Pokud P = 1.4 atm, pak by měla být klapka naplněna při teplotě chladicí kapaliny 18-20 C:
Klapka P = 1.4 × 0.8 = 1.12 atmosféry.
To bude provozní parametr pro hydraulickou nádrž, která zajistí bezproblémový provoz při spuštění vytápění domu.
Jak zkontrolovat tlak
Tlak v klapce se kontroluje pomocí standardního ručního tlakoměru. Výrobce jej speciálně vybavil koncovkou opatřenou cyklistickou vsuvkou. Kontrola dle provozních norem by měla být prováděna minimálně 1x ročně, nejlépe v době povinné údržby topného zařízení, při které bude kontrolován výkon hlavního a pomocného zařízení kotle.
Vsuvka je umístěna naproti vstupnímu potrubí kotle. K ovládání nebo nastavení indikátoru použijte standardní automobilovou pumpu, která je dodávána s manometrem. Před testováním určete jednotky měření na stupnici přístroje, pokud jsou uvedeny v MPa, bude třeba vypočítat, jaký bude tlak, vyjádřený v atmosférách:
1.0 při =1.0 kgf/cm2= 0.1 MPa
Důležité! Pokud se během procesu měření ukáže, že P je nízké, například pod 1.12 atmosféry, seřídí se hydraulická nádrž. V opačném případě okamžitě vyroste v potrubí uvnitř domu, což způsobí nouzové vypnutí kotelní jednotky a všech pomocných zařízení. V tomto případě bude fungovat automatický bezpečnostní systém nebo dojde k vypuštění síťové vody do kotelny prostřednictvím bezpečnostního uzavíracího ventilu.
Jak upravit tlak
Klapka se načerpá, když je pracovní nádrž prázdná. Jelikož je instalován na vratném potrubí před kotlem, stačí z něj vodu vypustit. Nafukování se provádí běžnou cyklistickou pumpou, proces je řízen manometrem. Pokud zařízení nemůže kompenzovat P ve vodovodní síti, je zařízení s největší pravděpodobností vadné, protože praskla membrána/ventil.
Algoritmus pro měření pracovního tlaku:
- Vypněte kotel a oběhové čerpadlo.
- Vypínám uzavírací a regulační ventily v prostoru, kde je umístěna hydraulická nádrž.
- Vypusťte vodu odtokovým potrubím kotle.
- Pokud je nádrž umístěna na kotli, uzavřete přívodní a vratné potrubí na vstupu/výstupu jednotky.
- Odstraňte uzávěr vsuvky a připojte autopumpu.
- Napumpujte vzduch až na 1.5 atmosféry a počkejte, dokud ze zařízení nevyteče veškerá zbývající voda, poté vzduch vypusťte.
- Uzavřete uzavírací a regulační ventily a pomocí oběhového čerpadla uveďte tlak v klapce na provozní tlak. Pokud je v zařízení vyšší, než je přípustné, odvzdušněte přebytek pomocí šoupátka.
- Vyjměte čerpadlo, nasaďte uzávěr na vsuvku a uzavřete vypouštěcí potrubí.
- Otevřete uzavírací a regulační ventily. Napájejí systém a kontrolují činnost hydraulické nádrže.
Poslední operace se provádí během spouštěcích procedur na kotlové jednotce. Během těchto procesů by ručička tlakoměru na přívodu vody do sítě neměla vibrovat a P sítě by mělo plynule stoupat bez trhání.
Doporučení
Pokud je klapka správně nakonfigurována, nedojde k žádnému vodnímu rázu v síti.
Pokud však nastanou nouzové práce, je nutné využít rad a doporučení specialistů.
Příčiny vodního rázu při instalaci nádrže mohou být: nesprávně zvolené zařízení pro tlak a objem, deformace nebo prasknutí membrány, porucha vsuvky, nesprávná instalace při instalaci vytápění v zemi.
Dávejte pozor! Při nákupu modelu hydraulické nádrže je třeba věnovat pozornost možnosti seřízení zařízení, jinak se zařízení nevyplatí kupovat.
Seřízení se provádí s přihlédnutím ke skutečným objemům vody v síti v souladu s doporučeními výrobce klapek a instalovaným zařízením kotle.
Klapka v topném systému soukromého domu je tedy důležitým zařízením odpovědným za bezpečný provoz instalace kotle. Pro zásobování teplem jsou zakoupeny červené hydraulické nádrže s vestavěným řídicím systémem. Taková zařízení se snadno integrují do stávajících topných systémů, jednoduše se upraví na konkrétní teploty, čímž je zajištěn bezproblémový provoz tepelných energetických zařízení.
Přes skutečnost, že expanzní nádoba – Jedná se o pomocný prvek topného systému, bez něj je jeho efektivní fungování nemožné. Navíc jedním z jeho nejdůležitějších parametrů je tlak. V článku mistr instalatér vám řekne, jaký tlak by měl být v expanzní nádrži uzavřeného topného systému.
Typy a zařízení
Existují dva typy topných systémů, uzavřené a otevřený typ. V otevřeném systému voda přirozeně cirkuluje. To znamená, že neexistují žádná další zařízení pro vytváření tlaku vody. Expanzní nádoby pro tento topný systém se používají bez horního krytu. Upevňovací obrys takových nádob je nahoře. Aby se zajistilo, že se v potrubním systému nehromadí vzduch, který narušuje normální fungování chladicí kapaliny, je nutné neustále sledovat hladinu vody v expanzní nádrži.
Dalším typem topného systému je uzavřený systém. Říká se mu také autonomní topný systém. Hlavním rozdílem je, že tlak v expanzní nádrži uzavřeného typu topného systému je vytvořen čerpadlo. Proto se někdy používá jako chladicí kapalina nemrznoucí činidlo aby se zabránilo zamrznutí potrubí v zimě například při výpadku proudu nebo plynu. Tento systém je zcela utěsněn, takže v okruhu je instalována zcela uzavřená expanzní nádrž.
Membránová expanzní nádoba pro uzavřený topný systém
Membránová expanzní nádrž je navržena tak, aby kompenzovala tepelnou roztažnost chladicí kapaliny a udržovala požadovaný tlak v uzavřených topných systémech.
Kapaliny, které se používají v topných systémech, zvětšují při zahřívání svůj objem vlivem tepelné roztažnosti. Například objem vody při zahřátí na 90 °C vzroste o 3,55 %. Pokud se používá jako chladicí kapalina v topném systému nemrznoucí činidlo založené na Propylenglykol, pak se objem kapaliny ještě zvětší.
V uzavřeném topném systému bez expanzní nádoby povede i mírné zvýšení teploty k prudkému zvýšení tlaku a spuštění pojistný ventil. Ventilem vyteče nadměrné množství chladicí kapaliny.
Membránová expanzní nádoba pro ohřev je nádoba rozdělená na dvě části pohyblivou membránou. Jedna část nádoby je připojena k topnému systému a naplněna chladicí kapalinou. Vzduch je čerpán do jiné části nádoby pod určitým tlakem.
Při změně objemu kapaliny v topném systému se membrána v nádrži pohybuje jedním nebo druhým směrem. V důsledku toho se také mění objem obsazený kapalinou v nádrži. Stlačený vzduch na druhé straně membrány působí jako pružina, udržuje provozní tlak chladicí kapaliny a zabraňuje činnosti pojistného ventilu.
Provozní omezení a bezpečnostní požadavky
V závislosti na konstrukci expanzní nádoby a použitých materiálech ukládají výrobci určitá omezení pro jejich použití v topných systémech.
Výrobci zpravidla kladou určité požadavky na složení a korozivní vlastnosti chladicí kapaliny v topném systému. Například omezují obsah ethylenglykolu v nemrznoucím roztoku.
Je zakázáno používat expanzní nádobu při tlacích překračujících přípustné hodnoty uvedené v technické dokumentaci výrobce. V místě připojení expanzní nádoby k topnému systému je nutné instalovat bezpečnostní skupinu, která hlídá a omezuje tlak v nádobě.
V topných systémech soukromých domů a autonomním vytápění bytů se používají nádrže a další topná zařízení s provozním tlakem nejméně 3 bary.
Instalace, instalace a připojení expanzní nádoby
Expanzní nádoba je instalována ve vytápěné místnosti. Nádrž je umístěna na místě, které je snadno přístupné pro údržbu. Montáž se provádí tak, aby byl přístup ke vzduchové vsuvce, přírubě a spojovacím armaturám.
Doporučuje se instalovat expanzní nádobu svisle, spojovací trubkou dolů a vzduchovou vsuvkou nahoru.
Malé expanzní nádoby se obvykle připevňují ke stěně pomocí držáku. Upevňovací díly zpravidla nejsou součástí balení produktu a je nutné je objednat samostatně. Velké nádrže jsou instalovány na podlaze, na nohách.
Expanzní nádoba je na sací straně oběhového čerpadla napojena na zpětné potrubí topného systému.
V místě připojení, na vedení k nádrži, je nutné nainstalovat uzavírací ventily, chráněné před náhodným zavřením. Kromě toho by měl být instalován vypouštěcí ventil pro vyprázdnění nádrže. Výrobci nádrží obvykle pro své výrobky nabízejí speciální připojovací uzavírací a odvodňovací armatury. Tyto sady je nutné objednat samostatně.
Pro připojení nádrže k vratnému potrubí by měly být použity trubky s vnitřním průměrem rovným průměru spojovací trubky nádrže.
Expanzní nádoba se připojuje k topnému systému po propláchnutí systému.
Membránové expanzní nádoby jsou někdy zabudovány do kotlů. Například, dvouokruhové plynové kotle, zpravidla již mají vestavěnou expanzní nádrž o určité kapacitě. Pokud se objem vestavěné expanzní nádoby pro topný systém ukáže jako malý, je nutné namontovat novou nádrž venku před kotel na vratné potrubí. Objem nové nádrže se volí jako obvykle, bez ohledu na kapacitu vestavěné nádrže.
Nastavení tlaku v expanzní nádobě
Před uvedením topného systému do provozu, před naplněním nádrže chladící kapalinou, je vzduchovým ventilem – vsuvkou pomocí autočerpadla přečerpán vzduch do expanzní nádrže. Velikost tlaku vzduchu je řízena manometrem vestavěným do čerpadla nebo samostatným zařízením. Mnoho výrobců prodává expanzní nádoby již naplněné vzduchem nebo dusíkem na určitý tlak uvedený v technické dokumentaci. V každém případě je nutné zkontrolovat, zda je počáteční tlak vzduchu v nádrži dostatečný.
Počáteční tlak ve vzduchové komoře expanzní nádoby – Po:
Po > Pst + 0,2 bar
Kde Pst je statický tlak otopného systému v místě instalace nádrže – roven výšce vodního sloupce od místa připojení expanzní nádoby k hornímu bodu otopného systému (výška sloupu 10 m = 1 bar).
Počáteční tlak ve vzduchové komoře je nutné zkontrolovat a upravit, pokud v nádrži není kapalina – otevřete spojovací šroubení a vylijte zbývající chladicí kapalinu z nádrže. Expanzní nádoby zabudované v kotli se také vyprázdní.
V topném systému soukromého domu je vhodné instalovat expanzní nádobu se vzduchovou komorou naplněnou z výroby vzduchem nebo dusíkem při tlaku Po = 0,75 – 1,5 bar. Tuto hodnotu tlaku nastavenou ve výrobě lze ponechat nezměněnou, i když je výrazně vyšší než hodnota vypočítaná pomocí vzorce Po. Ve většině případů je tento tlak zcela dostatečný pro topné systémy soukromého domu nebo bytu.
Expanzní nádoby zabudované v kotli jsou obvykle již naplněny vzduchem nebo dusíkem na tlak uvedený v návodu ke kotli. Před instalací kotle je nutné zkontrolovat tlak vzduchu v expanzní nádobě a případně jej upravit – načerpat nebo odvzdušnit.
Počáteční tlak převyšuje statický tlak minimálně o 0,2 baru. nutné k vytvoření tlaku v systému, což snižuje riziko vzniku vakua, odpařování a kavitace.
V další fázi je nádrž připojena k topnému systému. Poté se otevře doplňovací ventil a otopný systém a nádrž se naplní chladicí kapalinou s počátečním doplňovacím tlakem – Pnach.
Pnach > nebo = Po + 0,3 bar
Pokud například Po = 1 bar, pak Pnach >= 1,3 bar.
Po je počáteční tlak ve vzduchové komoře expanzní nádoby.
Výrobci kotlů, například plynových kotlů, často uvádějí v technické dokumentaci doporučený počáteční tlak pro doplnění chladicí kapaliny v systému. Pokyny také uvádějí minimální tlak chladicí kapaliny, pod kterým kotel prostě nezačne pracovat. V tomto případě naplňte systém počátečním tlakem uvedeným v návodu ke kotli.
Dále zapněte kotel a zahřejte topný systém na maximální provozní teplotu (například 75 °C). Při zahřívání vody se uvolňuje vzduch v ní rozpuštěný. Odstraňujeme vzduch z topného systému. Sledujeme údaje na tlakoměru a zaznamenáváme hodnotu tlaku v systému s expandovanou vodou – Exp.
Nakonec vypneme oběhové čerpadlo a znovu zapneme doplňování a tlak v systému při maximální teplotě chladicí kapaliny přivedeme na konečnou – Pkon:
Kde Rcl je otevírací tlak pojistného ventilu topného systému.
Například pokud Pkl = 3 bar, pak se tlak v systému přivede na Pkon
Výše popsaný způsob úpravy tlaku expanzní nádoby umožňuje zvýšit efektivní využitelný objem expanzní nádoby na maximum. Nádrž bude schopna absorbovat největší množství vody a poté ji vrátit zpět do systému. To se může hodit například v případě malých netěsností v systému. Nádrž bude schopna vypouštět vodu do systému po dlouhou dobu – tlak v systému bude klesat pomaleji. Topný systém zůstane v provozu po delší dobu. Nebo v důsledku ochlazení chladicí kapaliny může tlak v systému klesnout pod minimum potřebné pro zapnutí kotle. V tomto případě automatika nebude schopna spustit topení. Při úpravě tlaku podle výše uvedeného způsobu se riziko takového vývoje sníží na minimum.
Příčiny poklesu tlaku
Navzdory skutečnosti, že tlak v nádrži by měl být konstantní, během provozu topného systému často klesá.
Existuje několik důvodů, proč krevní tlak klesá:
- Únik chladicí kapaliny. Takové problémy se obvykle objevují v topných systémech, které pracují na nemrznoucí směsi, která může proniknout i malými trhlinami. V důsledku toho dochází k netěsnostem. Musí být odstraněny před nafouknutím expanzní nádoby v topném systému vzduchem.
- Snížený tlak v kotli. Pokud výrazně klesne, měli byste kontaktovat odborníky. Pokud tlak kriticky neklesl a po spuštění systému se vyrovnal, lze jej použít, protože takové poruchy jej nemohou poškodit.
Jak měřit a upravovat tlak v expanzní nádobě
Tlak v topném systému je řízen tlakoměry, ale samotná nádoba nemá armaturu pro instalaci tohoto zařízení. Existuje však vsuvka, ve které je namontována cívka pro čerpání nebo vypouštění vzduchu. Je umístěn na straně proti přívodu chladicí kapaliny. Vsuvka je ve skutečnosti analogem automobilové pumpy, takže pro kontrolu tohoto parametru nebo jeho úpravu můžete použít běžnou automobilovou pumpu s vestavěným manometrem.
Na stupnici tlakoměru automobilu jsou hodnoty uváděny v MPa, zatímco tlak v topném okruhu je udáván v barech nebo kgf/cm2. Snadno se překládá:
1 Bar = 1 atm = 100 000 Pa = 0,1 MPa
Měření tlaku pomocí tlakoměru automobilu:
- Musíte vypnout kotel a počkat 5-10 minut, dokud se cirkulace systému úplně nezastaví;
- Uzavřete uzavírací ventily v oblasti, kde se nachází hydraulická nádrž. Vypusťte vodu přes vypouštěcí armaturu. Pokud je membránová nádrž zabudována do kotle, pak je přívod a zpětný tok chladicí kapaliny uzavřen;
- Odšroubujte uzávěr vsuvky a připojte k němu čerpadlo;
- Pumpujte vzduch na 1,5 atm a počkejte, dokud zbývající chladicí kapalina nevyteče z membránové nádrže, poté vzduch znovu vypusťte;
- Zavřete uzavírací ventily a pomocí čerpadla uveďte tlak v membránové nádrži na doporučený tlak v části výše. Pokud je nádrž přečerpaná, musíte přebytek odvzdušnit přes cívku;
- Vyjměte čerpadlo, našroubujte uzávěr na vsuvku a uzavřete vypouštěcí armaturu. Otevřete uzavírací ventil a doplňte vodu do topného systému přes doplňovací kohout;
- Je snadné zkontrolovat, zda je tlak vzduchu nastaven správně nebo ne. Když kotel dosáhne provozních parametrů, ručička tlakoměru neskočí, tlak narůstá plynule bez skoků.
V příběhu – Jaký tlak čerpat do expanzní nádoby pro topný systém
V příběhu – Jak načerpat tlak do expanzní nádoby
V příběhu – Jak upravit tlak vzduchu v expanzní nádobě plynového kotle
V příběhu – Jak načerpat topnou nádrž bez jejího odpojení a bez vypuštění celého systému, zvláště když na nádrži nejsou žádné kohouty
