Expanzní nádoba topného systému: zařízení, výpočet a výběr

RF topné systémy jsou prakticky součástí budov. V chladném počasí, které trvá měsíce, se bez nich neobejdete. Ve většině případů jejich práce zahrnuje použití chladicí kapaliny – vody. A fyzikální zákony stanoví, že zahřívání kapaliny vede ke zvětšení jejího objemu. Speciálně pro tento případ je k dispozici vypouštěcí nádrž, známá jako expanzní nádrž. Právě díky tomu je zajištěn dlouhodobý a bezpečný provoz systému. Pro dosažení nejlepšího výkonu je důležité vědět, jak vybrat expanzní nádobu pro vytápění, aby nevznikaly žádné otázky o jejím provozu a plně plnila své přidělené úkoly.

Dostupné typy řešení

Při zjišťování, jak vybrat správnou nádrž, musíte mít na paměti jejich zamýšlený účel. Jedná se o ochranu komunikací a komponent před tlakovými rázy, které doprovázejí zahřívání kapaliny. K tomu nestačí, že konstrukce zajišťuje přítomnost expanzní nádrže – musí odpovídat výkonu systému. Na trhu existuje mnoho konstrukčních řešení, která obsahují kotle s již zabudovanými výfukovými prvky. Objem expanzní nádrže však v takových případech neumožňuje vždy vyhovět stávajícímu požadavku, protože je dodatečně poskytnuto až 12 litrů.

Nabízená hotová komerční řešení se dobře hodí pro malé plochy. Pokud však plánujete vytvořit vytápění pro vysoce kvalitní venkovský dům s několika podlažími, nebude to stačit – pro normální fungování budete potřebovat objem až 100 litrů včetně. Jedním z mnoha řešení je nákup tanku, který zvyšuje zdroje celého systému. K dispozici na výběr:

1. Expanzní nádrž otevřeného typu. Má jednoduchý design a je připojen k topné síti potrubím. Působí jako kanál, který zajišťuje průtok chladicí kapaliny při ohřevu, zatímco při chlazení se vrací zpět do systému. Často je vybaveno dalším potrubím, aby voda mohla přetéct, pokud je nádrž plná. Při překročení objemu je kapalina vypuštěna do kanalizace. Výhodou tohoto typu řešení je jednoduchost a nízká cena návrhů. Existují však také nevýhody: musíte umístit nádobu nahoru vzhledem k topnému systému, chladicí kapalina může vystříknout, stěny se pokrývají rzí a musíte pravidelně přidávat vodu.
2. Uzavřená expanzní nádoba. Hermetická nádoba obsahující membránu vyrobenou z pryže. Tato konstrukce se dobře osvědčila u systémů, kde se k cirkulaci chladicí kapaliny používá čerpadlo. Uvnitř je zařízení rozděleno na 2 části pomocí membrány: nahoře je umístěn inertní plyn (v jeho roli je použit kyslík nebo dusík) a chladicí kapalina stéká dolů, jak se zvyšuje teplota. Když je nádrž naplněna, její membrána se natahuje a také se zvyšuje tlak na vstřikovaný plyn. Po ochlazení se objem zmenší a chladicí kapalina se vrátí zpět.

Mezi těmito dvěma typy vypadá vhodnější druhý. Jeho konstrukce eliminuje kontakt chladicí kapaliny se vzduchem, samotná kapalina se nevypařuje, nedochází k nasycení kyslíkem a neobjevuje se rez.

Pro ty, kteří se rozhodnou, jak si vybrat expanzní nádrž pro vytápění, pokud existují specifické vlastnosti, je důležité, aby mohly být instalovány všude tam, kde je příležitost a touha – není třeba zajistit vyvýšení konstrukce. Uzavřený typ odolá vysokému tlaku, zatímco otevřený typ umožňuje provoz pouze při lehkém zatížení.

Jedinou nevýhodou je cena. Ale je to navíc kompenzováno minimálními tepelnými ztrátami a malými rozměry.

Obtíže při výběru: požadované zásoby

Abyste se vyhnuli provozním problémům a nemuseli to opakovat, je důležité vědět, jak vybrat objem pro expanzní nádrž. Zásoba je nutná – ale příliš velké rozměry ovlivňují cenu a zabraný prostor. Po typu a umístění je další nejdůležitější věcí velikost nádrže. Požadovaný objem lze vypočítat pomocí různých metod, které se liší přesností a složitostí:

1. Získání přibližných hodnot. Nejhrubší metoda udávající přibližnou hodnotu. Vhodné pro studii proveditelnosti. Pro získání minimální hodnoty se objem chladicí kapaliny v systému vynásobí 0,08. Pokud se pro vytápění použije 100 litrů, pak musí mít expanzní nádoba alespoň 8 litrů. Pro vytvoření systému s bezpečnostní rezervou se objem zvyšuje, dokud není dosaženo prahové hodnoty 15 % hodnoty v systému (násobeno 0,15). Zde je návod, jak rychle a bez složitých výpočtů vybrat expanzní nádrž pro domácí vodovod.
2. Výpočet pomocí speciální kalkulačky. Předpokládá získání minimálních hodnot na základě systémových parametrů. Lze jej nalézt na tematických webech nebo v aplikacích pro mobilní systémy Android a MacOS. Chcete-li získat přesné výsledky, je vhodné použít několik různých kalkulaček.
3. Výpočet pomocí vzorců. Provádí se s minimálními znalostmi matematiky a fyziky, ale vyžaduje opatrnost, aby nedošlo k chybám – přiznání jedné nepřesnosti vede k vážným zkreslením. Tato možnost vám umožňuje nezávisle vzít v úvahu kapacitu topného systému, vlastnosti chladicí kapaliny (přítomnost přísad) a zdroje vytápění, vytvořený tlak a řadu dalších parametrů. Pro výběr objemu expanzní nádrže, který vyhovuje potřebám, je důležité použít různé vzorce, které vám umožní vyhodnotit výsledné hodnoty pro jejich shodu.
4. Profesionální kalkulace. Nejlepší je, když práci vykonávají lidé se specializovaným vzděláním a odpovídajícími zkušenostmi. Pro určení požadovaného objemu se nejlépe hodí konstruktéři se specializovaným softwarem.

Zde je návod, jak vybrat expanzní nádobu pro váš topný systém. Je vhodné vždy počítat s určitou rezervou – do poloviny vypočtené hodnoty.

Výpočetní vzorec

Složité matematické výpočty jsou často skličující, ale jsou nezbytné pro dosažení optimální hodnoty bez zapojení specialistů. Když víte, jak vybrat správnou nádobu, můžete si vybrat nádrž s velmi přesnými parametry. Jeden z nejjednodušších vzorců: Vn = (Ve + Vv) × ((Pe+1)/(Pe-Po)). Nyní o významu jeho faktorů a termínů:

1. Vn je výsledek udávající požadovanou hodnotu parametru kapacity.
2. Ve je objem, který vzniká při tepelné roztažnosti. Pro výpočet se množství chladicí kapaliny v litrech vynásobí teplotním koeficientem (viz tabulka 1). Uvedené hodnoty jsou platné při použití vody. Pokud nemrznoucí směs působí jako chladicí kapalina, pak pro 10 % a 20 % bude změna: 4 % × 1,1 = 4,4 % a 4 % × 1,2 = 4,8 %, v tomto pořadí. Změna závisí na jejím podílu na celkovém objemu.
3. Vv je objem chladicí kapaliny v expanzní nádrži, která se vyskytuje v důsledku hydrostatického tlaku. Jeho druhé jméno je vodní pečeť. Pokud je například jmenovitý objem 30 litrů, vezme se 10 %. Velikost vodního uzávěru by neměla klesnout pod dvě hodnoty: 0,5 % objemu a 3 litry.
4. Po je statický tlak uvnitř topného systému. Hodnota je zde pevná: vodní sloupec na 10 m se rovná 1 atmosféře.
5. Pe je konečný tlak, který se vytvoří v důsledku činnosti pojistného ventilu. Pokud není v návodu a průvodní dokumentaci uvedeno jinak: pro 5 atm. se vypočítá vynásobením zadaného parametru faktorem 0,9.