Z čoho sa skladá expanzná nádrž kúrenia? Expanzná nádrž vykurovania

Vykurovanie je kľúčovým systémom podpory života v súkromnom dome a jeho stabilná prevádzka je veľmi dôležitá. Jedným z parametrov, ktorý je potrebné sledovať, je krvný tlak. Ak je príliš nízka, kotol nebude fungovať, ak je príliš vysoká, zariadenie sa príliš rýchlo opotrebuje. Na stabilizáciu tlaku v systéme je potrebná expanzná nádrž na vykurovanie. Zariadenie je jednoduché, ale bez neho nebude vykurovanie dlho fungovať.

Prečo potrebujete expanznú nádrž na vykurovanie?

Keď je vykurovací systém v prevádzke, chladiaca kvapalina často mení svoju teplotu - buď sa ohrieva alebo ochladzuje. Je zrejmé, že objem kvapaliny sa mení. Buď sa zvyšuje alebo znižuje. Prebytočná chladiaca kvapalina je vytlačená do expanznej nádrže. Účelom tohto zariadenia je teda kompenzovať zmeny v objeme chladiacej kvapaliny.

Typy a zariadenia

K dispozícii sú dva systémy ohrevu vody - otvorený a uzavretý. V uzavretom systéme zabezpečuje cirkuláciu chladiacej kvapaliny obehové čerpadlo. Nevytvára dodatočný tlak, jednoducho tlačí vodu danou rýchlosťou cez potrubia. V takomto vykurovacom systéme je uzavretá expanzná nádrž na vykurovanie. Uzavretá sa nazýva preto, že ide o utesnenú nádobu, ktorá je rozdelená na dve časti elastickou membránou. V jednej časti je vzduch, v druhej sa prebytočná chladiaca kvapalina vytlačí. Kvôli prítomnosti membrány sa nádrž nazýva aj membránová nádrž.

Otvorený vykurovací systém nevyžaduje obehové čerpadlo. V tomto prípade je expanzná nádrž na vykurovanie jednoducho akákoľvek nádoba - dokonca aj vedro - ku ktorej sú pripojené vykurovacie potrubia. Nevyžaduje ani veko, aj keď ho môže mať.

V najjednoduchšej verzii je to kontajner zváraný z kovu, ktorý je inštalovaný v podkroví. Táto možnosť má významnú nevýhodu. Keďže nádrž nie je utesnená, chladiaca kvapalina sa odparuje a je potrebné sledovať jej množstvo - priebežne dopĺňať. To sa dá urobiť ručne - z vedra. To nie je príliš pohodlné – hrozí, že zabudnete doplniť zásoby vody. Hrozí, že systém sa prevzdušní, čo môže viesť k jeho poruche.

Pohodlnejšie je automatické ovládanie hladiny vody. Pravda, potom budete musieť okrem vykurovacích rúrok vyviesť aj prívod vody do podkrovia a tiež niekam viesť prepadovú hadicu (rúru) v prípade pretečenia nádrže. Nie je však potrebné pravidelne kontrolovať množstvo chladiacej kvapaliny.

Výpočet objemu

Existuje veľmi jednoduchá metóda na určenie objemu expanznej nádrže na vykurovanie: vypočíta sa 10% objemu chladiacej kvapaliny v systéme. Mali ste to spočítať pri vypracovaní projektu. Ak tieto údaje nie sú k dispozícii, môžete objem určiť experimentálne - vypustite chladiacu kvapalinu a potom naplňte novú, pričom ju súčasne zmerajte (preneste cez meter). Druhým spôsobom je výpočet. Určte v systéme, pridajte objem radiátorov. Toto bude objem vykurovacieho systému. Z tohto čísla zistíme 10 %.

Vzorec

Druhým spôsobom, ako určiť objem expanznej nádrže na vykurovanie, je jej výpočet pomocou vzorca. Tu budete tiež potrebovať systémový objem (označený písmenom C), ale budú potrebné aj ďalšie údaje:

• maximálny tlak Pmax, pri ktorom môže systém pracovať (zvyčajne sa odoberá maximálny tlak kotla);
• počiatočný tlak Pmin - od ktorého systém začína prevádzku (toto je tlak v expanznej nádrži uvedený v pase);
• koeficient rozťažnosti chladiacej kvapaliny E (pre vodu 0,04 alebo 0,05, pre nemrznúcu zmes je uvedený na štítku, ale zvyčajne v rozmedzí 0,1-0,13);

Po všetkých týchto hodnotách vypočítame presný objem expanznej nádoby pre vykurovací systém pomocou vzorca:

Výpočty nie sú veľmi zložité, ale oplatí sa s nimi trápiť? Ak je systém otvorený, odpoveď je jasná – nie. Náklady na nádobu veľmi nezávisia od objemu, navyše si ju môžete vyrobiť sami.

Expanzné nádrže pre vykurovanie uzavretého typu sa oplatí počítať. Ich cena veľmi závisí od objemu. V tomto prípade je však lepšie brať to s rezervou, pretože nedostatočný objem vedie k rýchlemu opotrebovaniu systému alebo dokonca k jeho zlyhaniu.

Ak má kotol expanznú nádobu, ale jej kapacita pre váš systém nestačí, nainštalujte druhú. Celkovo by mali dať požadovaný objem (inštalácia sa nelíši).

Čo bude výsledkom nedostatočného objemu expanznej nádoby?

Pri zahrievaní sa chladiaca kvapalina rozširuje, jej prebytok končí v expanznej nádrži na vykurovanie. Ak sa všetok prebytok nezmestí, uvoľní sa cez núdzový pretlakový ventil. To znamená, že chladiaca kvapalina ide do kanalizácie.

Potom, keď teplota klesne, objem chladiacej kvapaliny sa zníži. Ale keďže je ho v systéme už menej ako bolo, tlak v systéme klesá. Ak je nedostatok objemu zanedbateľný, takýto pokles nemusí byť kritický, ale ak je príliš malý, kotol nemusí fungovať. Toto zariadenie má nižší limit tlaku, pri ktorom je funkčné. Keď sa dosiahne spodná hranica, zariadenie sa uzamkne. Ak ste v tomto čase doma, môžete situáciu napraviť pridaním chladiacej kvapaliny. Ak tam nie ste, systém môže zamrznúť. Mimochodom, práca na limite tiež nevedie k ničomu dobrému - zariadenie sa rýchlo pokazí. Preto je lepšie hrať na istotu a vziať si o niečo väčší objem.

Tlak v nádrži

V niektorých kotloch (zvyčajne plynových) pas uvádza, aký tlak je potrebné nastaviť na expandéri. Ak takýto záznam neexistuje, pre normálnu prevádzku systému by mal byť tlak v nádrži o 0,2-0,3 atm nižší ako pracovný.

Vykurovací systém nízkopodlažného súkromného domu zvyčajne funguje pri 1,5-1,8 atm. Podľa toho by v nádrži malo byť 1,2-1,6 atm. Tlak sa meria bežným tlakomerom, ktorý je pripojený k vsuvke umiestnenej v hornej časti nádoby. Vsuvka je ukrytá pod plastovým krytom, odskrutkujte ju a získajte prístup k cievke. Môžete ním tiež uvoľniť nadmerný tlak. Princíp činnosti je rovnaký ako pri auto cievke - doštičku ohýbate niečím tenkým, čím sa vzduch prevzdušní na požadovanú úroveň.

Môžete tiež zvýšiť tlak v expanznej nádobe. K tomu budete potrebovať auto pumpu s manometrom. Pripojte ho k vsuvke a napumpujte na požadované hodnoty.

Všetky vyššie uvedené postupy sa vykonávajú s nádržou odpojenou od systému. Ak je už nainštalovaný, nie je potrebné ho odstraňovať. Tlak v expanznej nádrži vykurovacieho systému môžete skontrolovať na mieste. Len buď opatrný! Je potrebné skontrolovať a upraviť tlak v expanznej nádrži na vykurovanie, keď systém nefunguje a chladiaca kvapalina bola vypustená z kotla. Pre presnosť meraní a nastavenia zásobníka je dôležité, aby bol tlak na kotli nulový. Vodu preto vypúšťame opatrne. Potom pripojíme čerpadlo s tlakomerom a upravíme parametre.

Kam to dať do systému

Expanzná nádoba v uzavretom systéme je umiestnená za kotlom pred čerpadlom, teda tak, aby vytvárala prúdenie v opačnom smere. Takto systém funguje spoľahlivejšie. Takže konkrétne miesto inštalácie závisí od toho, kde máte obehové čerpadlo.

K systému je pripojený cez odpalisko. Do potrubia vyrežete T-kus, nasmerujete kolmý výstup nahor a naskrutkujete naň nádrž. Ak stena neumožňuje umiestniť nádobu, budete musieť urobiť koleno, ale nádrž bude otočená nahor. Teraz môžeme predpokladať, že expanzná nádrž je nainštalovaná.

Ale pre pohodlie kontroly je vhodné nainštalovať ďalšie odpalisko za nádrž a nainštalovať uzatvárací ventil na jej voľný výstup. To umožňuje kontrolu membránovej nádrže bez vypustenia celého systému - odreže nádrž. Zatvorte kohútik a vypustite vodu z kotla. Skontrolujte tlak na odpojenej vetve (v kotle). Musí byť nula. Potom môžete vykonať všetky ostatné nastavovacie práce.

Najbežnejšou chladiacou kvapalinou vo vykurovacích systémoch je voda. Pri zahrievaní má však voda tendenciu expandovať. V dôsledku toho sa tlak vo vnútri potrubia zvyšuje a prvky systému môžu zlyhať.

Použitie expanznej nádoby je potrebné na zníženie vplyvu expanzie chladiacej kvapaliny v systéme na potrubia a radiátory. Jeho prebytok, získaný pri zahrievaní, sa dostane do kapacity nádrže a zaťaženie sa zníži. Keď teplota chladiacej kvapaliny klesne, mechanizmus nádrže vytlačí chýbajúcu kvapalinu späť.

Neprítomnosť expanznej nádoby vo vykurovacom systéme môže spôsobiť netesnosti.

V závislosti od spôsobu zabezpečenia pohybu chladiacej kvapaliny existujú 2 typy zariadení:

• Na vykurovanie, kde je cirkulácia zabezpečená čerpadlom, sa používa uzavretý typ expanznej nádoby. Vo vnútri jeho kontajnera je elastická membrána, ktorá rozdeľuje vnútro zariadenia na dve časti. Horná časť je naplnená vzduchom alebo plynom a prebytočná chladiaca kvapalina vstupuje do spodnej časti.
• Pre systémy, v ktorých prirodzene dochádza k cirkulácii vody alebo nemrznúcej zmesi, sa používajú expanzné nádrže otvoreného typu. Inštaluje sa v najvyššom bode obrysu. Otvorený typ nádrže však prispieva k výskytu koróznych procesov, takže takéto výrobky sú menej populárne ako zariadenia uzavretého typu.

Mechanizmus prirodzeného obehu

Typ uzavretých vykurovacích okruhov, ktorý nevyužíva obehové čerpadlo, je systém s prirodzenou cirkuláciou. Princíp jeho fungovania je založený na najjednoduchších fyzikálnych zákonoch. Voda ohriata z kotla sa pohybuje potrubím nahor. V dôsledku prechodu cez radiátory a potrubia sa teplota vody znižuje, mení smer a ponáhľa sa dole do vykurovacieho kotla. Potom sa cyklus opakuje.

Absencia obehového čerpadla a uzavreté okruhy zaisťujú veľmi dlhú životnosť vykurovacích telies.

Systém bez expanznej nádoby

H2_2

Pri prirodzenej cirkulácii je pokles tlaku malý a potrubia sú inštalované so sklonom zodpovedajúcim smeru pohybu chladiacej kvapaliny. Tieto vlastnosti umožňujú neinštalovať expanznú nádrž.

Ak je potrebné uvoľniť tlak, používa sa typ potrubnej armatúry - poistný ventil. Je určený na ochranu potrubí a zariadení pred pretlakom.

Mechanizmus činnosti poistného ventilu:

1. Keď v systéme dôjde k tlakovému rázu, ventil automaticky uvoľní prebytočnú chladiacu kvapalinu z potrubia. To znamená, že ak dôjde k nadmernému tlaku, mechanizmus uvoľní určité množstvo vody;
2. Po uvoľnení časti kvapaliny sa tlak zníži a ventil sa automaticky uzavrie. Predpokladom úspešnej prevádzky vykurovania je včasné a bezproblémové otvorenie ventilu pri prekročení prevádzkového tlaku.

Použitie expanznej nádrže je výhodnejšie, pretože počas jej prevádzky nedochádza k uvoľňovaniu kvapaliny, ktorej množstvo je ťažké kontrolovať. Na jeho zber budete musieť nainštalovať ďalší kontajner. Okrem toho, ak zlyhá poistný ventil, môže dôjsť k poškodeniu celého okruhu.

Dôležité! Vzhľadom na výskyt netesností sa neodporúča používať nemrznúcu zmes pri nastavovaní tlaku poistným ventilom z dôvodu značných nákladov na nemrznúcu zmes.

Je potrebné poznamenať, že bezpečnostné mechanizmy sa musia pravidelne kontrolovať so zapojením špecializovaných organizácií, zatiaľ čo nádrž nie je potrebné kontrolovať.

Rozhodnutie použiť poistný ventil namiesto nádrže vo vykurovacom systéme musí byť urobené opatrne, vedome si súvisiacich rizík.

Aby sa chladiacej kvapaline poskytla možnosť expandovať pri zahrievaní, je potrebné do vykurovacieho systému nainštalovať expanznú nádrž. Toto je veľmi dôležitá udalosť. Chráni potrubia a radiátory pred zbytočným zaťažením a výrazne zvyšuje životnosť funkčných prvkov autonómneho vykurovacieho systému.

Povieme si, ako funguje expanzná nádrž v otvorených a uzavretých okruhoch. Ukážeme si, ako ho správne nainštalovať v oboch verziách systému. V našom článku nájdete popis technológie pripojenia tejto zálohovacej kapacity a užitočné odporúčania.

Expanzná nádrž je potrebná na kompenzáciu vplyvu, ktorý má zvýšenie objemu chladiacej kvapaliny počas ohrevu na vykurovací systém. Dodatočná nádoba pripojená k okruhu sa stáva skladovacím priestorom pre výslednú prebytočnú vodu. Keď teplota klesne, časť chladiacej kvapaliny opustí nádrž a vráti sa do potrubia.

Proces sa opakuje s každým cyklom zahrievania a chladenia. Ak by v systéme nebol taký zásobník, potom by sa pri zahrievaní vody vo vnútri potrubí tlak zvýšil a potom znížil.

Takéto rozdiely negatívne ovplyvňujú stav systému. Vedú k netesnostiam na spojoch zariadení a potrubí a môžu dokonca spôsobiť poruchu zariadenia.

Expanzná nádrž sa vyberá v závislosti od charakteristík vykurovacieho systému. Pre uzavreté okruhy potrebujete špeciálnu uzavretú kapsulu s membránou a pre otvorené okruhy je vhodná neutesnená nádoba vhodnej konfigurácie a požadovanej veľkosti.

Mali by ste si vybrať membránovú nádrž, ktorá je určená na kontakt s horúcou vodou. Telo takýchto zariadení je zvyčajne natreté červenou farbou. Nádobu na inštaláciu v otvorenom okruhu si môžete vyrobiť sami, napríklad zvariť z plechu. Je však dôležité nielen vybrať správne zariadenie, ale aj správne ho nainštalovať.

Pre uzavreté vykurovacie systémy sa ako expanzná nádrž používajú nádoby s membránou, ktorá umožňuje skladovanie chladiacej kvapaliny pod určitým tlakom

Inštalácia membránového zariadenia

Hydraulický akumulátor tohto typu je inštalovaný tam, kde je minimálna pravdepodobnosť turbulencie chladiacej kvapaliny, pretože čerpadlo sa používa na normálnu cirkuláciu prietoku vody pozdĺž okruhu.

Správna poloha nádoby

Pri pripájaní expanznej nádoby k zariadeniu musíte brať do úvahy umiestnenie vzduchovej komory zariadenia.

Gumová membrána sa periodicky naťahuje a potom sťahuje. Vďaka tomuto nárazu sa na ňom časom objavia mikrotrhlinky, ktoré sa postupne zväčšujú. Potom je potrebné membránu vymeniť za novú.

Ak vzduchová komora takejto nádrže zostane počas inštalácie na dne, tlak na membránu sa zvýši vplyvom gravitácie. Trhliny sa objavia rýchlejšie a opravy budú potrebné skôr.

Je zmysluplnejšie inštalovať expanznú nádrž tak, aby priestor naplnený vzduchom zostal navrchu. Tým sa predĺži životnosť zariadenia.

Funkcie výberu miesta inštalácie

Pri inštalácii membránovej expanznej nádrže je potrebné vziať do úvahy niekoľko požiadaviek:

1. Nedá sa umiestniť blízko steny.
2. Zariadenie by malo byť voľne prístupné pre pravidelnú údržbu a nevyhnutné opravy.
3. Nástenná nádrž by nemala byť umiestnená príliš vysoko.
4. Medzi nádržou a vykurovacími rúrkami by mal byť umiestnený uzatvárací ventil, ktorý vám umožní odstrániť zariadenie bez úplného vypustenia chladiacej kvapaliny zo systému.
5. Pri inštalácii na stenu musia byť potrubia pripojené k expanznej nádrži tiež pripevnené k stene, aby sa odstránilo prípadné dodatočné zaťaženie potrubia nádrže.

Pre membránové zariadenie je najvhodnejším miestom pripojenia spiatočka potrubia medzi obehovým čerpadlom a kotlom. Teoreticky môže byť inštalovaný na prívodnom potrubí, ale vysoké teploty vody negatívne ovplyvnia celistvosť membrány a jej životnosť.

Pri používaní zariadení na tuhé palivo je takéto umiestnenie nebezpečné aj preto, že para môže vniknúť do nádoby v dôsledku prehriatia. To vážne naruší fungovanie membrány a môže ju dokonca poškodiť.

Nastavenie zariadenia pred použitím

Pred inštaláciou alebo bezprostredne po nej je potrebné správne nakonfigurovať expanznú nádrž, inak nazývanú expanzná nádrž. Nie je to ťažké, ale najprv musíte zistiť, aký tlak by mal byť vo vykurovacom systéme. Povedzme, že prijateľná hodnota je 1,5 baru.

Teraz musíte zmerať tlak vo vzduchovej časti membránovej nádrže. Malo by to byť menej asi o 0,2-0,3 baru. Merania sa vykonávajú tlakomerom s vhodnou gradáciou cez vsuvkovú prípojku, ktorá je umiestnená na tele nádrže. V prípade potreby sa do priehradky načerpá vzduch alebo sa prebytočný vzduch vypustí.

Pred inštaláciou membránovej nádrže do vykurovacieho systému skontrolujte tlak vzduchu vo vzduchovom priestore a upravte ho podľa požiadaviek

V technickej dokumentácii je zvyčajne uvedený prevádzkový tlak, ktorý je nastavený výrobcom vo výrobe. Ale prax ukazuje, že to nie je vždy pravda. Počas skladovania a prepravy môže z priehradky uniknúť vzduch. Musíte si urobiť vlastné merania.

Ak nie je tlak v nádrži nastavený správne, môže to viesť k úniku vzduchu cez zariadenie na odvod vzduchu. Tento jav spôsobuje postupné ochladzovanie chladiacej kvapaliny v nádrži. Membránovú nádrž nie je potrebné vopred napĺňať chladiacou kvapalinou, jednoducho naplňte systém.

Nádrž ako dodatočná kapacita

Moderné sú často už vybavené vstavanou expanznou nádržou. Jeho vlastnosti však nie vždy zodpovedajú požiadavkám konkrétneho vykurovacieho systému. Ak je vstavaná nádrž príliš malá, musíte nainštalovať ďalšiu nádrž.

Zabezpečí normálny chod systému. Toto doplnenie bude relevantné aj pri zmene konfigurácie vykurovacieho okruhu. Napríklad, keď sa gravitačný systém premení na obehové čerpadlo a staré potrubia zostanú.

To platí pre všetky systémy s významným objemom chladiacej kvapaliny, napríklad v dvoj- alebo trojposchodovej chate alebo tam, kde je okrem radiátorov vyhrievaná podlaha. Ak sa použije kotol s malou vstavanou membránovou nádržou, inštalácia ďalšej nádrže je takmer nevyhnutná.

Pri použití bude vhodná aj expanzná nádrž. Poistný ventil, podobný tomu, ktorý je inštalovaný na elektrokotloch, tu nebude účinný, expanzomat je adekvátnym východiskom zo situácie.

Pripojenie expanznej nádoby

Miesto na inštaláciu takejto nádrže je zvolené tam, kde bude príjem prebytočnej chladiacej kvapaliny čo najefektívnejší.

Pri zisťovaní, ako správne nainštalovať expanznú nádrž, musíte venovať pozornosť trom dôležitým bodom:

• vyberte najvyšší bod obrysu;
• umiestnite nádrž priamo nad vykurovací kotol tak, aby sa dali spojiť zvislým potrubím;
• zabezpečiť prepad v prípade nehody.

Požiadavky sú vysvetlené zvláštnosťami fungovania gravitačných vykurovacích systémov. Horúca chladiaca kvapalina sa pohybuje z kotla cez potrubia a dostáva sa do expanznej nádrže, pričom stráca významnú časť tepelnej energie.

Ochladená voda prirodzene prúdi potrubím do výmenníka tepla na nové vykurovanie. Umiestnenie nádrže v najvyššom bode umožňuje odstránenie vzduchových bublín zachytených v systéme z chladiacej kvapaliny.

To je obzvlášť výhodné, ak potrebujete veľkú kapacitu, pretože na normálnu prevádzku gravitačného systému môže byť potrebné značné množstvo chladiacej kvapaliny. Malá expanzná nádoba môže byť dokonca umiestnená v kuchyni pod stropom, ak to umožňuje správne pripojenie k vykurovaciemu kotlu.

Ak bolo potrebné umiestniť zariadenie do podkrovia, musíte sa postarať o jeho izoláciu. Toto je obzvlášť dôležité, ak podkrovie nie je vykurované. Aj keď sa do zásobníka dostáva už vychladený, nemali by ste zanedbať možnosť ušetriť časť tepelnej energie. V budúcnosti bude vykurovanie vyžadovať menej času a paliva, čo výrazne zníži náklady na vykurovanie.

Na pripojenie expanznej nádoby a prepadu musíte do kotolne spustiť dve potrubia. Prepad je zvyčajne napojený na kanalizáciu, ale niekedy sa majitelia domov rozhodnú jednoducho vyviesť potrubie von a núdzové vypustenie sa vykoná vonku.

Konfigurácia expanznej nádrže môže byť ľubovoľná; takéto zariadenia sú vyrobené z plechu, plastových nádrží a iných materiálov, ktoré dobre znášajú teplo

Po výbere miesta a vypočítaní jeho objemu musíte nájsť a nainštalovať vhodný kontajner. Malé nádrže sa montujú na stenu pomocou konzol alebo svoriek.

Veľké nádoby musia byť umiestnené na podlahe. Túto nádrž nie je potrebné hermeticky uzatvárať, ale aj tak budete potrebovať veko. Je potrebné chrániť chladiacu kvapalinu pred úlomkami.

Časť vody z otvoreného systému sa vyparí, stratený objem treba doplniť. Chladiaca kvapalina sa zvyčajne pridáva do otvoreného okruhu cez expanznú nádrž.

Tento bod je potrebné vziať do úvahy pri výbere miesta na inštaláciu zariadenia. Nie vždy je vhodné nosiť vodu do podkrovia vedrom. Jednoduchšie je vopred zabezpečiť inštaláciu prívodného potrubia, ktoré vedie do expanznej nádrže.

Závery a užitočné video na túto tému

Ukážka inštalácie a pripojenia membránovej nádrže k vykurovaciemu systému krok za krokom:

Zaujímavé tipy na inštaláciu expanznej nádrže v otvorenom systéme:

Bežná expanzná nádrž, podobne ako membránový akumulátor, nie je príliš náročná na inštaláciu. To si nevyžaduje špeciálne zručnosti alebo nástroje. Je však potrebné prísne dodržiavať požiadavky týkajúce sa vlastností vykurovacieho systému, pre ktorý sa takáto inštalácia vykonáva.

Chceli by ste hovoriť o tom, ako ste nainštalovali expanznú nádrž vlastnými rukami? Máte užitočné informácie, ktoré môžu návštevníkom webu pomôcť so samoinštaláciou? Do nižšie uvedeného bloku píšte komentáre, pýtajte sa a uverejňujte fotografie súvisiace s témou článku.

Inštalácia expanznej nádoby

Expanzná nádrž je určená na kompenzáciu zvýšenia teploty v objeme kvapaliny vo vykurovacom systéme. Každý vie, že pri ohrievaní vody sa objem vody zväčšuje. Pri ohreve vody vo vykurovacom systéme sa jej objem zväčší približne o 0,3 % na každých 10 C. Ak sa chladiaca kvapalina zahreje o 70 C, jej objem sa zväčší o 3 %. Keďže kvapaliny sú prakticky nestlačiteľné, prebytočný objem nemá kam ísť. K expanzii chladiacej kvapaliny dôjde pri každom spustení vykurovacieho systému. Čo robiť s prebytočnou tekutinou? Len vstupuje do expanznej nádrže, kde zostáva, kým sa voda neochladí, jej objem sa nezmenší a objem „vytlačený“ do nádrže sa vráti do potrubného systému. Ak sa zo systému odstráni prebytočná horúca voda, potom sa po ochladení časť potrubia naplní vzduchom a vzduchové vrecká následne zablokujú pohyb chladiacej kvapaliny cez systém. To jednoducho povedie k zablokovaniu vykurovacieho systému. Expanzná nádrž tak chráni celý vykurovací systém pred „vzduchom“.

Typy expanzných nádrží

Vo vykurovacích systémoch sa používajú hlavne tri typy expanzných nádrží: otvorené, uzavreté a membránové.

1. Expanzné nádrže otvoreného typu určené na použitie vo vykurovacom systéme s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny. Ide o obyčajnú otvorenú nádobu, v ktorej dne je špeciálna spojka s vykurovacím systémom.Nádoba je umiestnená v najvyššom bode vykurovacej sústavy. Vzhľadom na skutočnosť, že nádrž je umiestnená niekde v podkroví, na schodisku, na streche, vzniká veľká nepríjemnosť: na určenie hladiny kvapaliny v nádrži musíte pravidelne chodiť do podkrovia a vykonávať vizuálne inšpekcia. Tiež otvorené nádrže musia byť pokryté tepelnou izoláciou. Vyrábajú sa prevažne z oceľového plechu, tvar nádrží je obdĺžnikový alebo valcový. Nádrž je na vrchu vybavená kontrolným poklopom. Maximálna hladina kvapaliny v takýchto nádržiach je riadená prepadovou trubicou smerujúcou do ulice.

Otvorené expanzné nádoby sú určené nielen na udržanie objemu chladiacej kvapaliny v systéme pri teplotných výkyvoch, ale aj na doplnenie objemu vody v systéme v prípade úniku. Obmedzenie hydraulického tlaku vo vykurovacom systéme, vypúšťanie prebytočnej vody do kanalizácie pri pretečení, ovládanie činnosti doplňovacích zariadení, odstraňovanie vzduchu zo systému - tieto funkcie sa tiež vykonávajú
expanzná nádrž otvoreného typu.

Nevýhodou je objemnosť a s tým spojené márnotratné straty tepla Absorpcia vzduchu nadmerným ochladzovaním vody vedie k zvýšenej vnútornej korózii vykurovacích zariadení a potrubí. Nakoniec je v mnohých prípadoch potrebné položiť špeciálne spojovacie potrubia , Kvôli veľkému počtu nevýhod sa expanzné nádrže otvoreného typu zriedka používajú v moderných vykurovacích systémoch.

2. Uzavreté expanzné nádrže používa sa ako v otvorených vykurovacích systémoch s prirodzenou cirkuláciou kvapaliny, tak aj v uzavretých systémoch s núteným obehom. Príchod uzavretých nádrží umožnil prevádzkovať vykurovacie systémy bez kontaktu s atmosférou. Chladiaca kvapalina cirkuluje bez akýchkoľvek prímesí agresívnych plynov, ktoré spôsobujú koróziu. Životnosť vykurovacích zariadení a potrubí sa výrazne zvyšuje. Vykurovací systém môže pracovať aj pri vyššom tlaku, bez potreby dopĺňania, keďže nedochádza k úniku vody. Uzavreté expanzné nádoby sú zvyčajne umiestnené v kotolni, nevyžadujú preto protimrazovú ochranu a spoľahlivo fungujú počas celej sezóny.Tieto nádoby sú uzavreté zariadenia vybavené automatickými alebo ručnými odvzdušňovacími ventilmi. Ak je nádrž vybavená ručným ventilom, potom sa plnenie vykurovacieho systému, ako je to v prípade otvorenej nádrže, riadi vizuálne. Ak sa vzduch uvoľňuje automaticky, potom je plnenie systému riadené tlakomerom, ktorý meria tlak kvapaliny v systéme.

3. Expanzné nádrže membránového typu- moderné zariadenie pracujúce plne automaticky. Hlavným detailom, ktorý odlišuje túto nádrž od bežnej nádrže uzavretého typu, je elastická membrána. Membrána rozdeľuje nádrž na dve časti: vodná časť obsahuje stlačený vzduch a druhá obsahuje chladiacu kvapalinu. Membrány na stlačený vzduch umožňujú štvornásobne zmenšiť veľkosť expanznej nádoby. Nádrž s objemom niekoľkých litrov úspešne zapadá do telesa dvojokruhového kotla.

Keďže nádrž je absolútne utesnená a membrána je pohyblivá, na membránu pôsobí na oboch stranách rovnaký tlak. Princíp činnosti nádrže je pomerne jednoduchý: pri zahrievaní sa zvyšuje tlak chladiacej kvapaliny; prebytočná voda vstupuje do jedného oddelenia expanznej nádrže a zvyšuje jej tlak na membránu; elastická membrána zabraňuje vniknutiu vody do druhého oddelenia, ale tlak vzduchu v tomto oddelení sa zvyšuje a kompenzuje zvýšený tlak kvapaliny. Keď sa kvapalina ochladzuje, jej tlak klesá a stlačený vzduch ju tlačí späť do systému, pričom tlak v systéme udržiava konštantný.Ak sa tlak vzduchu v nádrži z nejakého dôvodu stane kritickým, čerpadlo sa automaticky vypne. Reštartovanie systému bude možné len vtedy, keď tlak vzduchu dosiahne minimum.

Expanzné nádrže membránového typu môžu mať vymeniteľná alebo nevymeniteľná membrána.Vymeniteľná membrána sa dá v prípade poškodenia jednoducho vymeniť. Voda vstupujúca do nádrže je iba vo vnútri membrány, neprichádza do kontaktu so stenami valca. Tým sa zabráni korózii a predĺži sa životnosť expanznej nádoby. Ak je poškodená integrita neodstrániteľnej membrány, zariadenie sa musí úplne vymeniť. Voda v kontakte so stenami nádrže spôsobuje koróziu a znižuje jej životnosť.
Výhody uzavretých expanzných nádob sú zrejmé: malé celkové rozmery, chladiaca kvapalina sa nikde neodparuje, minimálne tepelné straty, žiadna korózia potrubí, prevádzka vykurovacieho systému pri vysokom tlaku, úspora energie počas prevádzky.

Ako si vybrať expanznú nádrž pre vykurovací systém

V mnohých prípadoch sa expanzná nádrž vyberá bez použitia zložitých matematických výpočtov. Predpokladá sa, že voda pri zahriatí na 80°C zväčší svoj objem asi o 5%. K tomu sa pripočítava marža, ktorá predstavuje ďalších 5 %. Ukazuje sa, že objem expanznej nádrže je 10-12% z celkového objemu chladiacej kvapaliny systému. Pre vykurovací okruh s objemom vody 100 litrov vody je vhodná expanzná nádoba 10-12 litrov.Pre výpočet celkového objemu vody v systéme je potrebné vziať údaje o objeme vody v kotle a vykurovacích zariadení z údajových listov, pridajte a pridajte objem vody v potrubí. Keď poznáme vnútorný priemer potrubia a ich dĺžku, je ľahké vypočítať objem kvapaliny vo vnútri: V = (π×D2/4) × L, kde D je vnútorný priemer potrubia, L je jeho dĺžka, π = 3,14.

Zložitejšie výpočty sa robia v prípadoch, keď majú vykurovacie systémy veľa vetiev. Na výpočty sa používa nasledujúci vzorec:

Vn je objem expanznej nádoby potrebný pre daný vykurovací systém;
Ve je objem vytvorený počas procesu tepelnej rozťažnosti. Dá sa vypočítať vynásobením celkového objemu chladiacej kvapaliny systému koeficientom objemovej teplotnej rozťažnosti kvapaliny: Ve = Vsyst × n%. Objem Vsyst súvisí s výkonom kotla. Na 1 kW výkonu pripadá približne 15 litrov chladiacej kvapaliny. Hodnota n% pre vodu je prevzatá z tabuľky:


Pri použití 10 percent nemrznúcej zmesi ako chladiacej kvapaliny sa n vypočíta pomocou vzorca 4 % × 1,1 = 4,4 %, v prípade 20 percent - 4 % × 1,2 = 4,8 % atď.
Vv je objem chladiacej kvapaliny pôvodne vytvorený v expanznej nádrži v dôsledku hydrostatického tlaku kvapalinového systému. Ide o takzvaný vodný uzáver. Ak je nominálny objem nádrže 15 litrov, potom sa 20% tohto objemu použije na vodný uzáver. V nádržiach s väčším objemom je na uzáver vody pridelených najmenej 0,5% z celkového objemu, ale nie menej ako 3 litre.
ro je statický tlak vykurovacieho systému, 10 m vodného stĺpca vytvára tlak rovný 1 atm.
re - konečný tlak vytvorený počas prevádzky poistného ventilu. Pre ventily s tlakom do 5 atm. re = rkl pre – 0,5 atm, pre ventily s tlakom väčším ako 5 atm - re = 0,9×rkl. predch

Inštalácia expanznej nádoby

Pripojenie otvorenej expanznej nádoby je veľmi jednoduché. V spodnej časti je rúrka so závitovým závitom, cez ktorú je nádrž napojená na vykurovacie potrubie.

Odporúča sa inštalovať uzavreté expanzné nádoby v tých oblastiach vykurovacieho systému, kde je tlak minimálny, to znamená vo vratnom potrubí. Nádrž inštalovaná vo vykurovacom systéme by nemala spôsobovať nepríjemnosti pre obyvateľov. Preto je najvhodnejšie namontovať ho do rohu na podlahu alebo do blízkosti steny.


Celý proces inštalácie expanznej nádrže bude prebiehať takto:
1) Najprv je nainštalovaná a zaistená samotná nádrž. Výber podlahovej alebo nástennej nádrže je určený objemom a podmienkami, v ktorých sa bude inštalácia vykonávať. V každom prípade musí byť nádrž bezpečne pripevnená k podlahe alebo stene.

2) Ďalším krokom je napojenie na spätné potrubie vykurovacieho systému. Vloženie sa vykonáva pomocou potrubia rovnakého priemeru, aký je určený na pripojenie expanznej nádoby. Ak sú vykurovacie rúrky polypropylénové, potom je prispájkované zodpovedajúce odpalisko; ak je kov-plast, potom sa potrubie odreže a na armatúry sa vloží odpalisko; pre oceľové rúry - je zváraná závitová rúra.

3) Potom sa na závit, vyrezaný tak či onak, naskrutkuje uzatvárací ventil, do ktorého je zabalené odpojiteľné spojenie (americké). Američan je pripojený potrubím k expanznej nádrži. Teraz, keď ste pripojili nádrž k vykurovaciemu systému, musíte skontrolovať tlak v jej vzduchovej časti. Ak sa zhodujú s údajmi v pase, môžete otvoriť uzatvárací ventil a pustiť vodu do systému. Po pripojení expanznej nádoby sa vzduch v potrubí sám uvoľní cez automatický vzduchový ventil. Všetky moderné expanzné nádrže sú spravidla vybavené automatickým vzduchovým ventilom.

Môžete tiež zabezpečiť núdzové vypustenie nádrže. Používa sa veľmi zriedkavo, ale všetci rozumní inštalatéri ho vybavia. Po americkom je nainštalované odpalisko, v bočnej vetve ktorého je polpalcový kohútik, ktorý v prípade potreby slúži na rýchle a jednoduché vypustenie vody z expanznej nádoby kúrenia.

Údržba expanzných nádrží

Na zabezpečenie dlhodobej prevádzky expanznej nádrže je potrebné dodržiavať určité pravidlá pre jej údržbu. Tie obsahujú:
1) Povinná kontrola nádrže na vonkajšie poškodenie (korózia, netesnosti, preliačiny) raz za šesť mesiacov. Ak zistíte poškodenie, nezabudnite odstrániť príčinu.

2) Každých šesť mesiacov je potrebné skontrolovať počiatočný tlak v plynovej komore, či je v súlade s vypočítanými hodnotami. Na kontrolu počiatočného tlaku plynového priestoru je potrebné odpojiť nádrž od vykurovacieho systému, odčerpať z nej zvyšnú vodu a pripojiť manometer k vsuvke plynovej dutiny. Ak je tlak nižší ako tlak nastavený pri nastavovaní expanznej nádoby, potom cez rovnakú vsuvku
musíte načerpať nádrž pomocou kompresora.

3) Raz za šesť mesiacov je potrebné skontrolovať neporušenosť membrány. Ak pri kontrole tlaku plynového priestoru po vypustení zvyšnej vody prúdi vzduch pod tlakom cez vypúšťací ventil a tlak plynového priestoru klesne na atmosférický tlak, potom sa membrána zlomí. Ak sa zistia chyby, membrána sa musí podľa možnosti vymeniť.

4) Ak sa nádrž dlhší čas nepoužíva, musíte z nej vypustiť vodu a udržiavať ju na suchom mieste.

Bezpečnostné požiadavky na prevádzku

Expanzná nádrž nemôže byť vystavená dodatočnému statickému zaťaženiu, potrubia a zostavy jej nesmú byť vystavené. Konštrukčné zmeny alebo akékoľvek zmeny tvaru nádoby tiež nie sú povolené. Skúšky a opravy musia vykonávať odborníci s príslušným odborným školením. Pri výmene častí zariadenia by sa mali používať iba originálne náhradné diely. Inštalovať a prevádzkovať možno iba nádrže, ktoré nemajú zjavné vonkajšie poškodenie.

Pri uvádzaní do prevádzky je potrebné prijať vhodné opatrenia, aby sa zabezpečilo dodržanie minimálnych a maximálnych parametrov tlaku a teploty. Je neprijateľné prekračovať prevádzkový tlak v plynovej a vodnej priehradke nádrže, a to ako počas nastavovania, tak aj počas prevádzky. Predtlak vzduchovej komory musí byť vždy pod maximálnym prípustným pretlakom. Je lepšie vyplniť plynový priestor inertným plynom, napríklad dusíkom.

Demontáž častí, ktoré sú pod tlakom, je možné vykonať s nádržou odpojenou od vykurovacieho systému, po predchádzajúcom vypustení vody z nej a uvoľnení tlaku na atmosférický tlak. Typicky nie je vnútorný povrch nádrží pokrytý, takže nosiče energie musia byť neagresívne. Moderné technológie umožňujú urobiť vykurovacie systémy tak vzduchotesné, že sa vstup látok, ktoré spôsobujú koróziu, zníži na minimum.

Pre inštaláciu expanznej nádoby je potrebné zvoliť miesto, ktorého nosnosť je uniesť nádrž pri 100% naplnení, je potrebné zabezpečiť aj možnosť vypúšťania vody z nádrže a dopĺňania vody do systému. Dodržiavanie týchto pravidiel zabezpečí bezpečnú prevádzku nádrže, zdravie a životy ľudí budú v bezpečí.

Životnosť expanznej nádoby sa pri maximálnom zaťažení výrazne znižuje.

Každý vykurovací systém obsahuje množstvo prvkov, bez ktorých nie je možné jeho normálne fungovanie. Jedným z týchto prvkov je expanzná nádrž, ktorej účel a štruktúra sa budú diskutovať v tomto článku. Pozrieme sa tiež na to, ako si vybrať expanznú nádrž na vykurovanie súkromného domu.

Prečo je potrebná expanzná nádrž?

Zo školského kurzu fyziky je každému dobre známe, že každé teleso sa pri zahrievaní rozťahuje a kvapaliny a plyny zväčšujú svoj objem. Kvapalina je na rozdiel od plynu nestlačiteľné médium a ak sa ohrieva v uzavretej nádobe, napríklad v nádrži kotla, povedie to k zvýšeniu tlaku v nej, pretože nemá kam expandovať. V dôsledku toho môžu steny nádrže prasknúť.

Predstavte si chladiacu kvapalinu ohrievanú v potrubiach od teploty 20 ºС do 80 ºС. Ak do vykurovacieho systému nenainštalujete expanznú nádobu, potom pri zahrievaní kvapalného média sa tlak v sieti výrazne zvýši a voda môže preniknúť na najslabšom mieste. Je dobré mať poistný ventil. Prebytočná voda ním prejde, keďže už nemá kam ísť. Ak nie je k dispozícii žiadny ventil, chladiaca kvapalina jednoducho praskne na jednom z pripojení.

Expanzná nádrž je potrebná na umiestnenie rastúcej chladiacej kvapaliny, keď sa zahrieva. Zároveň sa počas chladenia vracia späť do systému.

V prípade, že poistný ventil vypustí vodu, po ochladení ju nedokáže vrátiť späť a umožní vzduchom naplniť uvoľnený priestor. To povedie k vytvoreniu vzduchového zámku, ktorý zabráni normálnemu fungovaniu systému.

Typy expanzných nádrží

Externe sa expanzné nádrže na vykurovanie môžu líšiť tvarom a veľkosťou, určenou výpočtom. Typicky ide o nádrž pripojenú k vykurovaciemu systému pomocou jedného potrubia. Rôzne typy kontajnerov sa však líšia v dizajne a používajú sa v rôznych prípadoch. Ak chcete vybrať správnu nádrž, musíte pochopiť tieto rozdiely, takže najprv uvádzame zoznam existujúcich typov:

• otvorený typ;
• uzavreté, vybavené membránou.

Poznámka. Existujú aj uzavreté expanzné nádoby bez membrány, ale ich použitie sa prísne neodporúča. Nižšie vysvetlíme prečo.

Kontajnery otvoreného typu

Tieto nádrže sa používajú pre otvorený vykurovací systém (inak - gravitácia, gravitácia) a sú kovovou nádržou s otvorenou hornou časťou akéhokoľvek tvaru. K hornej časti bočnej steny je privarené potrubie na pripojenie hadice alebo prepadového potrubia, chladiaca kvapalina je privádzaná do nádrže zospodu. Prvok sa inštaluje nad celý systém na prívodnom potrubí, zvyčajne v podkroví domu.

Poznámka. Správne povedané, otvorený systém je taký, z ktorého sa priamo odoberá voda pre potreby zásobovania teplou vodou. V súkromných domoch sa nepoužíva, iba v centralizovaných sieťach. Schéma s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny sa mylne nazýva otvorená.

Akákoľvek expanzná nádrž na vykurovanie otvoreného typu vykonáva 2 funkcie:

• slúži na kompenzáciu expanzie chladiacej kvapaliny;
• odstraňuje vzduch zo systému, pretože jeho vrch komunikuje s atmosférou.

To je jeho výhoda, no nie jediná. Otvorená nádoba môže úspešne a trvalo slúžiť aj v systémoch s núteným obehom, keďže konštrukcia nádrže je veľmi jednoduchá, nie je čo rozbiť. Má však aj mnohé nevýhody:

• nádrž inštalovaná v podkroví vyžaduje dobrú izoláciu;
• Počas sezóny je potrebné neustále monitorovať hladinu vody v nádrži a včas ju dopĺňať;
• chladiaca kvapalina je neustále nasýtená kyslíkom z atmosféry, a preto kovové časti kotla rýchlejšie korodujú;
• dodatočná spotreba materiálov a ťažkosti pri inštalácii.

Uzavretá membránová nádrž

Modernejšia uzavretá expanzná nádrž je valcová nádoba s gumovou membránou zabudovanou vo vnútri. Používa sa v okruhoch s núteným obehom chladiacej kvapaliny a je inštalovaný v spaľovacej miestnosti. Chladiaca kvapalina je tiež privádzaná zospodu, na vrchu zariadenia je inštalovaná servisná cievka na čerpanie vzduchu.

Gumová membrána (v bežnom jazyku – „hruška“), ktorá je vybavená uzavretou expanznou nádobou vykurovacieho systému, sa dodáva v 2 typoch:

• vo forme membrány;
• balónový typ.

Poznámka. Nádoby niektorých výrobcov majú odnímateľnú žiarovku, ktorá umožňuje jej výmenu, ak sa objavia praskliny.

Tvar membrány nemá zvláštny vplyv na chod zariadenia, aj keď druhý typ nádrže pojme o niečo viac vody. Na druhej strane vzduch (niekedy dusík) sa čerpá z „hrušky“ pod určitým tlakom, ktorý je potrebné nastaviť individuálne pre každý systém. Všetky uzavreté expanzné nádrže fungujú rovnako jednoducho: keď sa chladiaca kvapalina zahreje, tlak v sieti sa zvýši, membrána sa natiahne a uvoľní vodu vo vnútri nádrže. Keď vychladne, všetko prebieha v opačnom poradí.

Utesnená expanzná nádrž pre nástenný plynový kotol je často zabudovaná vo vnútri generátora tepla, pretože má malú veľkosť. Navyše prístroj nekomunikuje s atmosférou a difúzia kyslíka do chladiacej kvapaliny je úplne vylúčená. Slabým miestom takýchto nádrží je membrána, ktorej životnosť len zriedka dosahuje 10 rokov a nie je vždy možné ju vymeniť.

Existuje tretí typ kompenzačných zariadení - vákuová expanzná nádrž na vykurovanie uzavretého typu bez „hrušky“. Je ťažké ich nájsť v predaji a nemá zmysel, pretože tento dizajn je najnešťastnejší. Úlohu membrány v nádobe zohráva samotný vzduch, čo vedie k jeho aktívnej difúzii do vody, a to je neprijateľné. A potom sa hladina v nádrži bude neustále zvyšovať, v dôsledku čoho nebude kam kompenzovať expanziu.

Ak je v dome plánovaný alebo už nainštalovaný okruh s prirodzenou cirkuláciou, potom je expanzná nádrž otvoreného typu práve pre vás. Nemá zmysel hrať triky s vákuovou nádržou, nezabudnite, že voda v takomto systéme sa pohybuje iba v dôsledku rozdielu v špecifickej hmotnosti a zariadenie nemusí hrať svoju úlohu. Môžete si kúpiť otvorenú nádobu alebo si ju môžete vyrobiť sami, hlavnou vecou je správne vypočítať objem expanznej nádrže, o ktorej budeme diskutovať nižšie.

S vákuovými membránovými nádobami je situácia trochu komplikovanejšia. Existuje jedno upozornenie: ak sa ocitnete v obchode medzi mnohými podobnými výrobkami, nezamieňajte vykurovaciu nádrž s hydraulickým akumulátorom na zásobovanie vodou. Navonok sú veľmi podobné, dokonca aj farba môže byť rovnaká, takže výber nádrže na základe tohto kritéria je vylúčený. Nádrže sa líšia podľa nápisu na typovom štítku, pri ohreve sa uvádza prevádzková teplota do 120 ºС a tlak do 3 barov. Na hydraulickom akumulátore do 70 ºС a tlak do 10 barov.

Pri výbere je tiež potrebné venovať pozornosť možnosti výmeny „hrušky“ v prípade jej zlyhania. Veľkosť zariadenia sa vyberá na základe výsledkov výpočtu uzavretej nádrže.

Výpočet expanznej nádrže

V technickej literatúre a na internete nájdete veľa metód na výpočet expanznej nádrže pre vykurovací systém s prirodzeným a núteným obehom chladiacej kvapaliny. Väčšinou však obsahujú množstvo zložitých vzorcov spojených s výkonom kotla a ďalšími parametrami. Nemôžete urobiť chybu, ak použijete jednoduchší spôsob určenia objemu nádrže.

Metóda je založená na tvrdení, že množstvo vody v systéme pri maximálnom ohreve sa zvýši najviac o 5%. To znamená, že najprv vypočítajte objem vody takto:

• množstvo chladiacej kvapaliny v nádrži kotla - podľa pasu;
• objem vody v potrubiach - pomocou vzorca pre oblasť kruhu nájdite plochu prierezu každého potrubia a vynásobte ho dĺžkou;
• Kapacita radiátorov je tiež podľa pasu výrobku.

Po zhrnutí výsledkov vyberiete a vypočítate expanznú nádrž s rezervou, pričom z výsledného množstva nezoberiete 5, ale 10%. Toto bude jeho kapacita.

Záver

Výpočet objemu a výber uzavretej nádrže je pomerne jednoduchý, zostáva len správne nainštalovať. Môžete to urobiť aj sami podľa pokynov priložených k produktu.