Potřeba expanzní nádrže na teplou užitkovou vodu je neustále zpochybňována. Navíc pro mnoho zkušených instalatérů zahrnutí jednotky do systému zásobování teplou vodou způsobuje přinejmenším zmatek. Na druhou stranu mnoho výrobců instalatérské techniky doporučuje instalaci nádrže pro nepřímotopné kotle. Účel jednotky je poměrně jednoduchý: snížit zatížení systému a eliminovat vodní rázy.
I hrubý výpočet expanzní nádoby u nepřímotopného kotle ukáže, že její minimální objem bude minimálně 10 % vody obsažené v BKN. A to je další kapacita 10-20 litrů, která zabírá užitečný prostor. Není divu, že jedna z nejčastějších otázek pokládaných specialistům se týká toho, jak potřebná je expanzní nádrž pro zásobování teplou vodou. K zodpovězení této otázky musíte pochopit strukturu a princip fungování zařízení.
Proč potřebujete expanzní nádobu pro BKN
Jednoduše řečeno, je to nutné k ochraně zařízení pro zásobování teplou vodou před vodními rázy. Taková potřeba vzniká, pokud je potřeba teplé užitkové vody uspokojována nepřímotopným kotlem napojeným na kotel na tuhá paliva.
U kotle na tuhá paliva je poměrně problematické řídit intenzitu spalování a přenos tepla i přes ne všechna použitá zařízení. Při zahřívání se voda rozpíná a vytváří přetlak v systému, což vede k vodnímu rázu.
Membránová nádrž eliminuje poklesy tlaku a chrání vodovodní kohoutky, potrubí i samotný kotel před poškozením. To se děje následovně:
- Konstrukce nádrže se skládá z kontejneru rozděleného uvnitř membránou na dvě části. Do první utěsněné části je čerpán plyn nebo vzduch, čímž vzniká tlak. Druhé oddělení je napojeno na vodovod.
- Když se voda ohřívá, zvětšuje svůj objem, což vede k zatížení teplovodního systému. Kapalina působí na membránu a tlačí ji. Čím vyšší je tlak v systému, tím více vody expanzní nádoba vpustí.
- Po ochlazení a zmenšení objemu chladicí kapaliny membrána, na kterou působí tlak vstřikovaného plynu, vytlačuje vodu z expanzní nádoby.
Uvnitř nepřímotopného kotle je topné těleso připojené k topnému systému. Při přehřátí chladicí kapaliny stoupá teplota horké vody, zvyšuje se zatížení potrubí a důležitých konstrukčních prvků, což vede k poškození drahého instalatérského zařízení.
Principem činnosti expanzní nádoby s bezpečnostní skupinou BKN je zabránit vysokému tlaku v teplovodním systému a vzniku vodních rázů. K dispozici jsou zpětné a pojistné ventily, které pomáhají v nouzových situacích.
Připojení pojistné skupiny a expanzní nádoby je nezbytnou podmínkou pro dlouhodobý provoz BKN a také bezplatný servis. Výrobci zařízení často odmítají záruční opravy, pokud není v potrubí kotle instalováno bezpečnostní zařízení.
Jak vypočítat objem expanzní nádrže pro BKN
Nejjednodušší výpočty, které dají přibližný výsledek, jsou následující. Objem nádrže musí být minimálně 10 % z celkového objemu BKN. Proto:
- kotel o objemu 100 litrů je připojen k nádobě o objemu nejméně 10 litrů;
- Ohřívač vody o objemu 200 litrů vyžaduje nádrž o objemu 20 litrů.
Po určení požadovaného objemu pokračujte v určení dalších charakteristik:
- Výběr expanzní nádoby pro BKN podle jejího zamýšleného účelu. Voda v přívodu teplé vody je agresivnější než v topném systému. V technické dokumentaci vyrovnávací nádrže musí být uveden hlavní účel. Na bojler můžete umístit pouze zásobník, v jehož návodu je uvedena možnost použití pro ohřev teplé užitkové vody.
- Výpočet podle tlaku – výběr expanzní nádoby pro BKN usnadňují speciální výběrové tabulky. Vstupní parametry: jaký počáteční tlak vzduchu by měl být v expanzní nádobě pro bojler TUV:
- Výběr podle membrány – použitá pryž v zásobníku ovlivňuje kvalitu kapaliny přiváděné do přívodu teplé vody a životnost bezpečnostní nádrže. Běžné materiály pro výrobu membrán:
- Výběr s ohledem na koeficient tepelné roztažnosti systémových kapalin:
| Teplota Min. — Max. | Voda |
| 4 – 5 °C | 0,00 |
| 4 – 10 °C | 0,03 |
| 4 – 15 °C | 0,09 |
| 4 – 20 °C | 0,18 |
| 4 – 25 °C | 0,29 |
| 4 – 30 °C | 0,43 |
| 4 – 35 °C | 0,59 |
| 4 – 40 °C | 0,78 |
| 4 – 45 °C | 0,98 |
| 4 – 50 °C | 1,19 |
| 4 – 55 °C | 1,43 |
| 4 – 60 °C | 1,68 |
| 4 – 65 °C | 1,94 |
| 4 – 70 °C | 2,22 |
| 4 – 75 °C | 2,51 |
| 4 – 80 °C | 2,82 |
| 4 – 85 °C | 3,14 |
| 4 – 90 °C | 3,47 |
| 4 – 95 °C | 3,81 |
| 4 – 100 °C | 4,16 |
| 4 – 105 | 4,53 |
Pro usnadnění výpočtů můžete použít speciální online kalkulačky. Do počátečních parametrů budete muset zadat objem kotle. Poté program vypočítá objem a počáteční tlak v plynové dutině.
Schéma zapojení pro kotel s expanzní nádobou
Vázání se provádí následovně:
- Voda je přiváděna do BKN přes zpětný ventil. Toto opatření zabrání vniknutí ohřáté chladicí kapaliny do systému studené vody.
- Expanzní nádobu je lepší umístit do systému TUV mezi zpětný ventil a kotel. To je nezbytné, aby při otevření kohoutku k uživateli okamžitě tekla horká voda.
Schéma připojení expanzní nádoby k BKN je povoleno, když je RB instalován za kotlem. V práci bezpečnostní skupiny nebudou žádné funkční rozdíly. Do přívodu teplé vody v tomto případě nejprve poteče ochlazená voda z Běloruské republiky, což není úplně komfortní.
Pokud je potrubí kotle s expanzní nádobou provedeno správně, při ohřevu TUV nebude fungovat pojistný ventil. Je důležité vyhnout se dvěma extrémům:
- Čerpání expanzní nádoby – v tomto případě tlak vytlačí veškerou vodu z nádrže. Následky: vodní ráz a poškození vodovodního zařízení při přehřátí vody. Musíte snížit tlak v nádrži. Pro výpočet počátečních parametrů můžete použít tabulku výše.
- Indikátory nízkého RB – když se chladicí kapalina zahřeje, pojistné ventily prasknou. V souladu s tím se účinnost skupiny zabezpečení sníží na nulu. Pokud nezvýšíte tlak v nádrži, i když se chladicí kapalina mírně přehřeje, bezpečnostní skupina se aktivuje.
U teplovodního systému využívajícího nepřímotopný kotel je důležitá instalace pojistné skupiny včetně pojistného ventilu, manometru a hydraulické expanzní nádoby. Takové potrubí zabrání poškození drahého instalatérského zařízení a sníží pravděpodobnost nouze.
Při vybavování autonomního topného systému stojí za zvážení pořízení speciální expanzní nádoby určené k absorbování přetlaku vzniklého expanzí chladicí kapaliny pod vlivem vysoké teploty. Instalace takového zařízení vyžaduje seriózní přístup; je obzvláště důležité správně vypočítat expanzní nádrž pro vytápění, protože výkon celého uzavřeného topného systému, který je považován za nejúčinnější, bude záviset na tomto prvku, protože kvůli nedostatku kontaktu s kyslíkem je celý systém menší náchylný ke korozivním procesům a oxidaci.
Navíc je to uzavřená topná síť, která vám umožní umístit expanzní nádobu na libovolné místo, které vám vyhovuje, na rozdíl od otevřené, kde by měla být nádrž umístěna v nejvyšším bodě systému.
Proč je taková nádrž potřebná a jak funguje?
Princip činnosti zařízení, které kompenzuje přebytečný tlak chladicí kapaliny, nemá žádná složitá technická řešení a je velmi jednoduchý, ale přesto i malá chyba ve výpočtu expanzní nádrže pro vytápění může vést k poruše zařízení a selhání celého topného systému.
Nádrž je rozdělena na dvě části, mezi kterými je elastická membrána. Při výrobě nádrže je do horní vzduchové části čerpán vzduch, který vytváří počáteční tlak v expanzní nádrži topení. Poté se nádrž připojí k síti a voda ze samotného systému se začne přivádět do spodní komory; v okamžiku, kdy elastická membrána dosáhne své nulové, klidné polohy a zdá se, že leží v rovině vody, topný systém je považováno za zcela naplněné a připravené ke spuštění.
V okamžiku, kdy se voda vlivem zahřátí roztáhne, začne do expanzní nádoby proudit chladicí kapalina, čímž dojde k ovlivnění membrány, která se následně smrští v důsledku stlačení vzduchu do ní naplněného, čímž se zvětší vnitřní prostor nádrže. a přijímání přebytečné teplonosné kapaliny do ní. Jakmile chladicí kapalina vychladne a vrátí se do svého původního objemu, účinek na membránu se zastaví a vzduch v horní komoře, aniž by byl ovlivněn, vrátí membránu do klidné polohy, čímž automaticky reguluje tlak v systému.
Stojí za zmínku, že při nákupu expanzní nádoby pro topný systém je velmi důležité neudělat chybu při výběru modelu, protože příliš velká nádrž nebude schopna vytvořit dostatečný tlak v topném systému a příliš malá nádrž naopak nepojme všechnu přebytečnou chladicí kapalinu.
Jak správně vypočítat požadovaný objem expanzní nádrže
Abyste mohli provést správný a bezchybný výpočet expanzní nádoby pro vytápění, měli byste vypočítat celkový objem topné sítě. K tomu je třeba sečíst objem topného kotle, celkový objem všech potrubí připojených k topnému systému a také objem přídavných topných zařízení, pokud jsou k dispozici Vzorec pro výpočet objemu expanze nádrž je K = (KE x Z) / N, ve které:
- KE je celkový objem celého topného systému;
Udělat naprosto přesný výpočet objemu expanzní nádoby pro vytápění a celého topného systému je téměř nemožné. No, přibližně se to počítá na základě hodnoty, že 1 kW výkonu topného zařízení se rovná 15 litrům objemu chladicí kapaliny. Obecně se ukazuje, že průměrný výkon pro běžný dům je 44 kW. Na základě toho vychází vzorec KE = 15×44 = 660 l. Expanzní konstanta kapaliny je asi 4%, pro systémy, které používají běžnou vodu s maximální teplotou ohřevu 95 stupňů Celsia. Často to není voda, která se čerpá do systémů, ale etylenglykol v různých procentech. V tomto případě se expanzní koeficient vypočítá pomocí vzorce:
10 % – 4 % x 1,1 = 4,4 % 20 % – 4 % x 1,2 = 4,8 %
Výkon membránové nádrže je často indikován výrobcem, ale není obtížné jej vypočítat sami:
kde: DV je nejvyšší přípustná hodnota tlaku v systému, zpravidla se rovná přípustnému tlaku pojistného ventilu a u běžných topných systémů domácnosti zřídka překračuje 2,5 – 3 bary DS je počáteční plnicí tlak membrány nádrž na základě konstantní hodnoty v polovině atmosféry pro 5 metrů topného systému.
V důsledku toho se ukazuje, že pokud je celková plocha místnosti, ve které je topný systém vybaven, 400 metrů čtverečních. m., maximální horní bod systému je 5 m a odhadovaný výkon zařízení je 44 kW, pak bude požadovaný objem nádrže s takovými hodnotami:
KE 44×15=660l.DV 2,5 bar; DS = 0.5 barN (2.5 – 0.5) / (2.5+1) = 0.57 K 660 × 0.04 / 0.57 = 46.2
Na základě získaných údajů je nutné vybrat expanzní nádobu pro ohřev o objemu 50 litrů, s počátečním tlakem 0,5 bar. Například membránová nádrž Reflex NG 50. Existují také standardní přibližné hodnoty pro standardní prvky topného systému:
- Radiátory cca 10,5l.
Koeficient zvýšení-expanze objemu vody a směsi voda-glykol v závislosti na teplotních ukazatelích:
