Pro kompenzaci přetlaku teplonosné kapaliny v topném okruhu se používá expanzní nádoba v topném systému soukromého domu.
Pojďme se na proces podívat blíže. Během procesu ohřevu chladicí kapaliny se kapalné médium nalévané do topného okruhu rozpíná. Přitom na rozdíl od plynu není kapalina prakticky schopna stlačení. S rostoucí teplotou se zvětšuje objem kapaliny a tím i tlak. Pokud takový tlak způsobený ohřevem není uhašen kompenzační nádrží, může dojít k prasknutí uzavřeného okruhu.
Zajímavý fakt! Při zahřátí vody z 0 na +4 stupně se objem vody nezvětšuje, ale naopak zmenšuje! V procesu dalšího ohřevu dochází k nelineárnímu nárůstu objemu vody.
Jaké typy expanzních nádrží existují?
Expanzní nádoby pro topné systémy se dělí podle typu, velikosti a tvaru. Jaké typy expanzních nádrží existují? Existují 2 typy nádrží:
- otevřený typ
- uzavřený typ (membrána).
Bucky otevřený typ se používají v okruzích volně průtočných (gravitačních) topných systémů a instalují se v nejvyšším bodě systému. Nádrž má jednoduchý design, vyrobený ve formě otevřené nádoby s nepropustným víkem. U této konstrukce odpovídá tlak v topném okruhu atmosférickému tlaku. Pokud je nádrž instalována na přívodním potrubí, poslouží zároveň jako odvzdušňovací otvor.
Uzavřené membránové nádrže se používají v tlakových topných okruzích a jsou to uzavřené nádrže, jejichž prostor je rozdělen elastickou membránou na 2 dutiny – vodu a vzduch. Vzduch je čerpán do vzduchové dutiny pod vypočítaným tlakem, což umožňuje kompenzovat expanzi teplonosné tekutiny. Takové nádrže mají kompaktnější design ve srovnání s otevřenými nádržemi.
S velikostí a tvarem nádrží otevřeného typu je vše docela jednoduché – jedná se o běžné kontejnery ve tvaru obdélníkového rovnoběžnostěnu s vypočítanými rozměry pro konkrétní systém, příležitostně se můžete setkat s válcovými nádržemi.
Jak funguje expanzní nádoba pro topný systém, její struktura.
Uvažujme zařízení expanzní nádrže uzavřeného typu. Uvnitř nádrže je instalována EPDM membrána (od ethylen propylen dienový monomer), nebo ethylen-propylenové kaučuky. Taková blána se lidově nazývá „hruška“, která svým tvarem toto ovoce skutečně připomíná.
Chladicí kapalina, která se zvětšila na objemu, plní část nádrže, v důsledku čehož je objem plynu oddělený membránou stlačen. Při dalším zahřívání chladicí kapaliny se nádrž dále plní vodou a úroveň stlačení objemu vzduchu dosahuje svého maxima. V případě nadměrného zvýšení tlaku chladicí kapaliny se otevře pojistný ventil, který musí být navržen pro nouzové vypuštění přebytečné vody a páry.
Tlak vzduchu v expanzní nádrži se liší v závislosti na provozních podmínkách konkrétního topného systému, ale v průměru by tato hodnota měla být 1,2-1,4 atmosféry. Tlak vstřikovaného vzduchu musí být monitorován při zcela vypuštěném topném systému nebo odpojeném zásobníku
Jak vypočítat kapacitu expanzní nádoby pro vytápění?
Pro správnou funkci celého topného systému je nutné správně vypočítat kapacitu membránové expanzní nádoby. Pokud zvolíte nesprávnou nádrž, může to vést k poruše klíčových systémových zařízení, například topného kotle.
V je vypočtený objem nádrže;
B je objem chladicí kapaliny;
K je provozní koeficient membrány, účinnost.
Účinnost membrány lze vypočítat pomocí následujícího vzorce: K = (DM-DB)/ (DM+1).
V tomto případě budou mít indikátory následující hodnoty:
- DM – maximální tlak v systému;
- DB je tlak vzduchu, který je zpočátku přítomen ve vzduchové komoře.
V praxi se však používá jednodušší obecně uznávaná metoda, kdy nádrž musí být vybrána v poměru 10% objemu celkového množství chladicí kapaliny v systému.
Kam nainstalovat expanzní nádobu, přívod nebo zpátečku?
Při instalaci membránové nádrže existují určitá doporučení, ale v zásadě lze nádrž instalovat na libovolné místo v systému. Neexistují žádná omezení pro instalaci v horním bodě, jak tomu může být v otevřeném topném systému.
Při instalaci membránové nádrže je třeba dodržovat následující pravidla:
- umístění expanzní nádoby je zvoleno ve vytápěné místnosti s dobrým přístupem pro její údržbu;
- V ideálním případě by nádrž měla být umístěna na vratném potrubí až k místu instalace oběhového čerpadla;
- v místě připojení nádrže je nutné instalovat uzavírací ventily, které chrání před náhodným uzavřením;
- pokud se experimentálně zjistí, že hlavní objem expanzní nádrže nestačí, můžete dodatečně nainstalovat nádrž s menší kapacitou;
- Je lepší přivádět vodu do nádrže zespodu, což zabrání vnikání vzduchu do systému a udrží provozní stav v případě poškození membrány.
