Jak správně nainstalovat expanzní nádobu do topného systému. Doporučení, schémata

Ti, kteří samostatně sestavují 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

Proto uděláme vše v pořádku a nejprve si připomeňme naše hodiny fyziky.

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 tepelná 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.

Objem vody se při zahřívání zvětšuje. Fotografie z webu agrovodcom.ru

Vezměme si nádobu s přepadem, který omezuje objem na 1000 cm³. Nalijeme do ní 1 litr vody o teplotě +4°C a poté začneme zahřívat. Hustota vody se začne snižovat a objem se začne zvětšovat.

Protože přetečení omezuje známý objem, přebytečná voda se vylije. Při zahřátí z +4°C na +90°C (obvyklá teplota vody v topném systému) bude tento přebytek 39,95 cm³ (nebo 34,7 g). Přesně k tomuto procesu dochází v topném systému, když kotel ohřívá vodu.

Co je expanzní nádrž

Připomeňme si: pokud se snažíme stlačit vodu (tedy v našem případě vměstnat do daného objemu topného systému zvýšené množství chladiva), tlak se zvýší. Aby přebytečná voda vznikající při topení nepoškodila potrubí a spotřebiče, musíte ji někde vypustit, například do odměrné nádoby v experimentu.

Ale nemůžeme vypustit vodu z topného systému. To znamená, že přebytek je třeba dočasně „odložit“ do nějaké „kapsy“, aby se později, když se teplota vody sníží a její hustota zvýší, vrátil do systému a voda nabrala stejný objem, jako byla dříve. původně.

Expanzní nádrž v topném systému

V topném systému je taková „kapsa“, která přijímá přebytečnou vodu vytvořenou během tepelné roztažnosti expanzní nádoba. Jeho úkolem je působit v systému jako tlakový tlumič (kompenzátor).

Otevřené a uzavřené expanzní nádoby

Expanzní nádrže mohou být otevřené nebo uzavřené. Tedy komunikaci s atmosférou nebo s řízeným, byť se měnícím tlakem.

Otevřete expanzní nádobu

Kádinka z popsaného pokusu, do které se při tepelné roztažnosti nalévala 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 vypadá schematicky takto:

Schématický návrh expanzní nádrže otevřeného typu. Ilustrace z knihy A. N. Scanaviho a L. M. Makhova „Vytápění“

Otevřenou expanzní nádobu lze zakoupit již připravenou nebo vyrobenou samostatně. K tomu je vhodná jakákoli nádoba požadovaného objemu, například plastový kanystr.

Expanzní nádrž uzavřený typ

Nyní se častěji pokoušejí používat uzavřené nádrže: jsou kompaktnější a postrádají negativní vlastnosti otevřených nádrží, které se vyznačují zamrzáním, nasycením chladicí kapaliny kyslíkem a zvýšenou korozí. Uzavřené nádrže jsou utěsněné a sestávají ze dvou komor: vodní a vzduchové.

Kompenzace tlaku probíhá následovně: přebytečná voda naplní vodní oddíl a vyvine tlak na pružnou přepážku mezi dvěma komorami a vzduch (nebo plyn) umístěný ve vzduchovém prostoru se stlačí. Na rozdíl od vody může být plyn podroben značnému stlačení bez velkého zvýšení tlaku.

Typy membrán expanzních nádrží. Foto z profiteplo.com

• s membránou ve tvaru disku;
• s membránou hruškovitého tvaru.

Jak správně nainstalovat expanzní nádobu do topného systému

Po pochopení teoretických základů a typů kompenzačních nádrží přejdeme k hlavní otázce: kde a jak nainstalovat expanzní nádrž do topného systému.

Správná odpověď na toto je, kde chcete. To znamená, že expanzní nádoba může být instalována jak na „přívodu“ – systémovém vedení vedoucím z kotle k topným zařízením, tak na „zpátečce“ – potrubí, kterým se voda vrací do topného zařízení (kotle), což dává předá své teplo do radiátorů. V každém případě bude plnit svou funkci jako nárazník, omezující růst tlaku.

Expanzní nádrž nainstalovaná na zpětném potrubí

Oba způsoby mají svá pro a proti. Místo instalace se volí na základě konstrukčních vlastností konkrétního topného systému. A také pro snadnou instalaci a následnou údržbu.

Nuance

Otevřená nádrž, na rozdíl od membránové, může být instalována v systému s přirozenou cirkulací vody, tedy v energeticky nezávislém systému, který nevyžaduje elektřinu. Nucený systém vyžaduje čerpadlo. Proto je v nejvyšším bodě instalována otevřená expanzní nádoba umístěná nad všemi topnými zařízeními. Nejčastěji se takový bod nachází v podkroví. V dnešní době, kdy se prostor pod střechou v soukromých domech využívá také k uspořádání obytného prostoru, 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 nádoby. 1 – kotel, 2 – přívod chladicí kapaliny, 3 – otevřená expanzní nádoba, 4 – topné zařízení, 5 – čerpací jednotka. Fotografie z webu stroim-svoi-dom.ru

Ačkoli membránová nádrž může být instalována před i po topných zařízeních, je obvykle instalována podle druhého schématu (na „zpátečce“). Protože za bojlerem je obvykle dodávána voda o velmi vysoké teplotě, ze které 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.

Upozorňujeme, 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 správně fungovat.

Mimochodem, nespěchejte s výběrem a nákupem expanzní nádrže. 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 skutečné místo pro její instalaci.

Expanzní nádoba musí být instalována tak, aby byla snadná na údržbu.

• vyrovnávací nádrž musí být instalována tak, aby byla pohodlná pro obsluhu: mezi nádrží a stěnou nebo jiným zařízením musí být ponechán volný prostor;
• vodovodní armatury by neměly vyvíjet tlak nebo tahat na potrubí nádrže: zajistěte přívodní potrubí samostatně; tím se také zjednoduší demontáž kontejneru v případě potřeby;
• Pro demontáž a opravu nebo výměnu nainstalujte před nádrž samostatný uzavírací ventil.

Tento článek je první částí nové série článků pod kódovým názvem „Vytápění od A do Z“. V něm rozebereme rozdíl mezi uzavřeným topným systémem a otevřeným. Podívejme se také na výhody a nevýhody obou systémů.

Otevřený topný systém je systém, ve kterém je expanzní nádoba umístěna v úplně horní části topení a tato nádoba má jaksi volný přístup do atmosféry. Je tedy otevřená. Když voda v topném systému expanduje, její přebytek jde do expanzní nádrže a pokud přeteče, je odváděn do kanalizace speciálním potrubím.

Otevřený topný systém

Chcete-li vyřešit problémy s autorskými právy, napište mi prosím dopis

Uzavřený topný systém je systém, ve kterém máme uzavřenou expanzní nádobu. S atmosférou to nijak nesouvisí. Ale má membránu. Tato membrána vytváří tlak na vodu, který působí proti tlaku přebytečné vody v systému. Pokud je nádrž přeplněná, tlak se dále zvyšuje a dosahuje určité hranice, při které se aktivuje pojistný ventil, který uvolňuje přebytečnou vodu. Lze dojít k závěru, že uzavřený topný systém může pracovat pouze pod tlakem větším, než je přirozený. V opačném případě se vytvoří vakuové dutiny a cirkulace se zastaví.

Uzavřený topný systém

Chcete-li vyřešit problémy s autorskými právy, napište mi prosím dopis

Je důležité pochopit, že oba systémy mohou obsahovat oběhové čerpadlo. Toto čerpadlo není součástí pouze uzavřených nebo pouze otevřených topných systémů. Přítomnost oběhového čerpadla nemá nic společného s otevřeností nebo uzavřeností systému. Souvisí se zcela odlišnými charakteristikami systému a týká se pouze cirkulace chladicí kapaliny v systému, přesněji řečeno rychlosti této cirkulace. Jinými slovy, otevřené i uzavřené topné systémy mohou být buď gravitační nebo nucený oběh.

Musíte pochopit, že oba topné systémy pracují pod tlakem. Přítomnost tlaku chladicí kapaliny není známkou pouze uzavřeného topného systému. Otázka tlaku je poměrně důležitá a vrátíme se k ní, protože velikost tlaku chladicí kapaliny se může lišit v otevřených a uzavřených systémech. Jinými slovy, můžeme říci, že tlak chladicí kapaliny v uzavřeném topném systému je větší než v otevřeném. Ale v obou systémech je tlak. Navíc se příliš neliší. Ne více než jedna atmosféra. Ano, a pak jen jako poslední možnost.

Na základě definice systémů můžeme usoudit, že klasický automobilový chladicí systém je otevřený, protože má otevřenou expanzní nádobu. V tomto systému je také přítomno oběhové čerpadlo.

Výklad k problematice tlaku v popsaných otopných soustavách

Co vytváří tlak vody? Typicky tento tlak vytváří sloupec vody. Pokud máme potrubí, jehož jeden konec je o 10 metrů vyšší než druhý, pak na spodním konci dostaneme tlak rovný 1 atmosféře. Nic nezávisí na průměru trubky. Nic nezávisí ani na hmotnosti vody na horním konci. Můžete tam umístit železniční cisternu a tlak bude vždy odpovídat rozdílu hladin. Nádrž je mimochodem docela vysoká. Ve zcela naplněné nádrži hladina vody přidává tlak, ale jak voda vytéká z nádrže, tlak se snižuje. Otázku tlaku a jeho měření jsem nastolil již velmi dávno, ale v souvislosti s dodávkou vody.

V našem topném systému, v kterémkoli, je také rozdíl v hladinách kapaliny, což znamená, že existuje také tlak této kapaliny. V nejnižším bodě otevřeného systému bude tlak maximální, v nejvyšším bodě v expanzní nádrži bude minimální. Například kotel je umístěn v suterénu. Expanzní nádoba je umístěna v podkroví druhého podlaží. Ve zcela naplněném topném systému bude tedy výška kolony rovna vzdálenosti od spodního bodu kolony k hornímu bodu expanzní nádoby. Troufnul bych si odhadnout, že je to přibližně 8 metrů. Náš otevřený topný systém tedy pracuje při tlaku 0.8 atmosféry.

V otevřeném topném systému je tlak vždy stejný. Přebytečná voda nestoupá nad určitou úroveň. Máme nouzový odtok. V uzavřeném systému voda neodtéká a při jejím rozpínání dochází ke zvýšení tlaku. Aby nedošlo k protržení systému tímto stejným tlakem, máme speciální zařízení. Říká se tomu membránová expanzní nádrž. Má gumovou membránu. Na jedné straně má vzduch, na druhé je voda. Voda proudí do nádrže a stlačuje vzduch. Tlak vody v systému se postupně zvyšuje.

Co se stane, když do nádrže s expanzní membránou vnikne příliš mnoho vody? Tlak se zvýší jako lavina a systém může prasknout. Aby k tomu nedocházelo, musí mít systém nouzový ventil, který se při určitém bezpečném tlaku mírně otevře a voda vyteče na podlahu, pokud pod tento ventil nepoložíte vědro.

O expanzních nádržích

Je zřejmé, že expanzní nádoba musí být schopna bezpečně pojmout přebytečnou vodu vznikající v topném systému při jeho tepelné roztažnosti. K tomu musí mít odpovídající objem.

Otevřená expanzní nádrž by měla mít pokud možno úzké hrdlo. Mělo by být zakryto víkem, které má v sobě malé otvory. Je lepší je nějak chránit před prachem, mouchami a tak. Víko je lepší vyrobit z plastu, aby se na dírkách netvořila rez. Ale stále musíte pravidelně dbát na to, aby byly otvory čisté a umožňovaly vzduch volně proudit dovnitř a ven. Nádrž musí být dostatečně velká, aby voda při ochlazení nevytékala z nádrže celá, protože v tomto případě se do systému dostane vzduch, který systém ucpe a cirkulace vody se zastaví.

Uzavřená nádrž také vyžaduje pozornost, ale mnohem méně. Zaprvé musí mít také dostatečnou velikost a zadruhé je nutné v něm zkontrolovat tlak vzduchu. Pokud se nádrž musí nafukovat příliš často, musíte vyměnit vsuvku. Při výměně vsuvky doporučuji nainstalovat ji přesně tak, jak byla, protože příliš dlouhá vsuvka může membránu prorazit.

Jaká by tedy měla být přesně velikost nádrže? Těžko říct. Mám 25 litrovou nádrž a to mi stačí. Množství vody v mém systému je myslím 100-150 litrů. Když se systém zahřeje, tlak v něm vzroste o 0.2-0.3 atmosféry. Ale tak či onak tento tlak reguluji a teplota mi prakticky nekolísá. Otevřenou nádrž lze vyrobit větší, než je požadováno, a po zahřátí systému přidávat vodu, dokud přebytek nezačne vytékat nouzovým vypouštěcím potrubím.

Proč je nádrž zavěšena dnem vzhůru?

Membránovou expanzní nádobu je výhodné zavěsit v uzavřených topných systémech s výstupem vody nahoru. To se děje tak, aby v něm nezůstával vzduch. Bubliny v uzavřeném topném systému mohou cestovat poměrně dlouho, vytvářet specifické zvuky a shromažďovat se na určitých místech, čímž blokují cirkulaci chladicí kapaliny. Aby byl tento proces rychlejší, jsou expanzní nádrže zavěšeny takto. Tomu se říká „dobrý“ nápad.

Expanzní nádoba topného systému
Umístění nádrže

Je nutné instalovat membránovou expanzní nádobu na vratné potrubí? Nebo koneckonců kdekoliv? trvám na tom. Kdekoli. Ale pokud si opravdu chcete nastavit omezení tohoto druhu, dejte je obráceně. Nevidím žádnou výhodu mezi zpětným vedením a přívodním vedením. Ano. Teplota v přívodu je vyšší. No a co? Zdá se mi, že teplotní rozdíl není důvodem k omezení vašeho pohodlí. Motor i nádrž mám na přívodním potrubí 15 let a nikdy jsem toho nelitoval. Obě zařízení jsou určena pro teploty 110 stupňů. Nikdy mi nepřekročí 75. Kotel se nezahřeje nad 90. Je tam nouzový tepelný spínač.

co je lepší? Otevřený nebo uzavřený topný systém?

Je skutečně provoz topného systému pod přetlakem špatný nebo dobrý? Proč potřebujeme systém komplikovat, vkládat do něj drahá zařízení, jako je membránová nádrž, manometr, nouzový ventil? Možná se zvýší účinnost? Možná se sníží množství vzduchových kapes, které se tvoří?

Vážení přátelé! Na stavebních a speciálních fórech mohou psát „různí“ chytří lidé a „cool“ specialisté, kteří mimochodem někdy píší tak nespisovně, že je třeba pochybovat, že vůbec studovali na školách, ale já‘ řeknu to jednodušeji. Pouze pohodlí. Nic významnějšího. Opravte mě v komentářích, pokud si myslíte, že se mýlím. Výhodou je, že nádrž lze umístit tam, kde ji potřebujete, tedy kdekoli v systému. Voda z takového systému nikam nezmizí a opravdu můžete rok a někdy i více bez doplnění. Můžete odejít z domu s fungujícím systémem na měsíc a s největší pravděpodobností se mu nic nestane. To znamená, že cirkulace se nezastaví, dům se neodmrazí a vše bude v pořádku, jak se říká „tam“.

Ano, slyšeli jste dobře! Otevřený systém často vyžaduje přidání vody, což vyžaduje vylézt do podkroví a zkontrolovat jeho hladinu. Pro pohodlí je k dispozici speciální průhledná trubice indikátoru signálu, ve které je tato úroveň viditelná.

Doporučuji uvažovat pouze o uzavřených topných systémech. Otevřené jsou zastaralé a zdaleka nejsou „staré a dobré“.

Doufám, že po přečtení tohoto materiálu jsou základní pojmy otopných soustav každému jasné.
Váš autor Dmitrij Belkin.