Expanzní nádrž topného systému: zařízení, výpočet a výběr nejlepší možnosti

Správně zvolená a správně nainstalovaná expanzní nádrž topného systému nedovolí její selhání, udržuje tlak na požadované úrovni. Je nutná jako rezerva pro expanzi vody při zahřívání. V závislosti na typu systému lze vestavěný expandér otevřít nebo zavřít.

Budeme mluvit o tom, jak zvolit rezervní kapacitu v závislosti na vytvářeném schématu vytápění. Článek, který jsme představili, popisuje konstrukční vlastnosti a specifika instalace expandérů. Jsou uvedena doporučení, jejichž dodržování zajistí ideální provoz topného okruhu jakéhokoli typu.

Otevřené expanzní nádrže

Designovým prvkem expandérů s otevřeným typem je kontakt chladiva s atmosférou. Cirkulace v systémech s expandérem tohoto typu je konvekce. Při zahřátí se objem kapaliny zvětšuje, jeho přebytek je absorbován zásobní nádrží.

S poklesem teplotních indikátorů se kapalina vrací gravitací pod vlivem gravitace.

Vzhledem k nulovému tlaku v nádrži zařízení nevyžaduje pevnou kovovou strukturu, a proto:

• při výrobě skříně se používá jakýkoli kov;
• lze použít hotovou nádobu vyrobenou z tepelně odolného plastu;
• není důležitý tvar nádrže.

V letních domech lze takové zařízení sestavit z improvizovaných prostředků. Jako kontejner můžete použít plastovou nádobu nebo hlaveň vybavenou přijímací trubkou a výtokem pro přepad.

Expandéry otevřeného typu mohou být vytvořeny ve formě pravoúhlé nádrže s beztlakovým víkem na horní rovině

Navenek je to obyčejná kovová nádrž, jejíž horní rovina je opatřena otvorem pro servis a doplňování kapaliny.Ochrana proti ucpání je zajištěna neprodyšným krytem. Upevňovací prvky jsou umístěny ve spodní části nebo na boční rovině.

Otevřené topné systémy se používají v nízkopodlažních budovách, kde je objem chladicí kapaliny a délka otopné komunikace relativně malý.

Požadavky na instalaci jsou jednoduché:

• expandér je umístěn v maximální výšce na přívodním potrubí;
• přívod je připojen k nádrži potrubím;
• Pro vypuštění přebytečné tekutiny se provádí přepouštěcí odtok nad vypočítanou hladinou.

Pro zajištění gravitačního oběhu se pro instalaci doporučuje použít větší trubky.

Otevřená struktura je umístěna v horním bodě, odkud kapalina teče gravitací

Obvykle se snaží namontovat nádrž ve vyhřívané místnosti vybavené vyhřívaným podkrovím, a pokud to není možné, bude nutné nádrž izolovat. Přítomnost izolace neumožňuje zamrznutí kapaliny a ztrátu výkonu systému.

Uzavřené expanzní nádrže

Strukturální specifičnost úprav uzavřené nádrže je úplná těsnost, která umožňuje udržovat tlak nezbytný pro cirkulaci v kterémkoli bodě systému.

Nádrž uvnitř je rozdělena membránou na části vzduchu a kapaliny. Každý z oddílů je zcela utěsněn - směs obsahující dusík ze vzduchové sekce se nikdy nemíchá s chladivem naplňujícím kapalinový oddíl.

Pracovní princip uzavřená expanzní nádrž spočívá ve skutečnosti, že zahřátá kapalina ze systému je tlačena do kapalné části nádrže a začíná tlačit na její část proti utěsněné membráně. Přepážka je zdeformovaná a působí na vzduchovou část a stlačuje ji.

V důsledku toho se zmenšuje objem vzduchové komory nádrže a plyn v ní je stlačen. Tato situace přispívá ke zvýšení tlaku v systému. Jakmile se tlak normalizuje, chladicí kapalina se vytlačí zpět z kapalinové komory.

Pokud tlak rychle vzroste, pak, když je dosaženo kritického objemu kapaliny v nádrži, je aktivován bezpečnostní ventil. V důsledku toho bude z nádrže odstraněno přebytečné chladivo.

Uzavřená konstrukce je zcela utěsněna, ve spodní části je příruba s přijímací tryskou, v horní části - vsuvka pro plnění plynem

V závislosti na formě jsou všechny uzavřené expandéry pro instalaci do topného systému rozděleny do následujících typů:

1. Sférický - Druh membránového designu s elastickou přepážkou. Po přijetí kapaliny se napíná a odebírá veškerý přebytečný objem. Samotná nádrž má vzhled sférické kapsle.
2. Ovál - Další typ membránových hydraulických zvedáků. Válec expandéru je tradičně rozdělena pružnou membránou na plynové a kapalinové komory, ale konfigurace těla má mírně protáhlý vertikální tvar.

Navenek jsou oválnými nastavovacími prvky válcový válec vymalovaný červeně. Na jedné straně je upravena vsuvka pro vytváření tlaku v plynové komoře, na druhé straně potrubí, kterým je systém připojen.

Na skříň jsou přivařeny montážní jednotky, které zajišťují zavěšenou instalaci zařízení a jsou schopny odolat jeho pracovní hmotnosti. Sférická modifikace nádrže se liší od oválu pouze tvarem.

Podle odrůd se membránově uzavřené expandéry dělí na modifikace bránice a balónku

V uzavřených systémech nemůže gravitační cirkulace zajistit požadovanou úroveň tlaku. Návrh tedy zahrnuje oběhové čerpadlo.

Samotný expandér může být nainstalován kdekoli v systému, ale při provádění instalačních prací je vhodné vzít v úvahu následující doporučení:

• nejlepším místem pro instalaci je zpětné potrubí do místa čerpadla;
• je lepší přivádět přívod chladicího média shora, což sníží penetraci vzduchu a udrží výkon při poškození membrány;
• nedostatek hlavního objemu lze kompenzovat instalací dalšího expandéru s nižší kapacitou.

Při instalaci není zakázáno zohledňovat interiér místnosti, je-li to nutné. K ovládání úrovně tlak v topném systému Expandér musí být vybaven manometrem.

Uzavřený expandér je obvykle umístěn před kotlem, na místo instalace oběhového čerpadla

Možnost umístění v blízkosti kotle odstraňuje problém izolace nádrže. Zařízení je umístěno v teplé místnosti, což zajišťuje snadné použití.

Který design je lepší?

Systémy se v závislosti na zařízení a materiálu expanzní nádrže liší v seznamu výhod a nevýhod. Ale podle odborníků a zkušených uživatelů jsou výhody funkčnosti na straně uzavřených možností.

Klady a zápory otevřeného tanku

Samoproudý systém vyžaduje větší potrubí, což zase přímo zvyšuje náklady. Rozpočet na vypořádání otevřený topný systém s beztlakovým expandérem se mírně zvyšuje, i když zůstává relativně malý.

Hlavními výhodami této možnosti jsou jednoduchost, nízké náklady na komponenty a instalační práce. Dalším pozitivním rysem je chybějící potřeba kontrolovat hladinu tlaku.

Otevřený expandér pro malé systémy lze sestavit z improvizovaných prostředků, jeho instalace bude také jednoduchá

Existuje však mnohem více mínusů:

• použití nemrznoucích látek je nebezpečné z důvodu toxických výparů;
• možnosti montáže jsou omezeny pouze horním bodem systému;
• neustálý kontakt s atmosférou zvyšuje riziko přetížení vzduchu a koroze;
• pomalé zahřívání;
• teplotní rozdíly doprovázející cirkulaci cirkulace urychlují opotřebení zařízení;
• používá se pro vytápění nízkopodlažních budov, maximálně dvou podlaží;
• velké tepelné ztráty a spotřeba energie pro vytápění.

Další nevýhodou otevřeného systému jsou ztráty způsobené vypařováním a přetečením. Při instalaci nádrže je proto třeba dbát na dostupnost doplňovacího otvoru.

Klady a zápory uzavřené nádrže

Pokud otevřený expandér zvítězí z hlediska ceny a snadnosti instalace, pak funkčnost je síla uzavřené nádrže, která se také nazývá expanometr. Používají se při stavbě uzavřené topné systémynemají přímý kontakt s atmosférou.

Expansomaty mají následující výhody:

• úplná těsnost umožňuje použití nemrznoucí směsi;
• umístění expandéru neovlivňuje výkon systému;
• izolace vnitřku nádrže minimalizuje pravděpodobnost přetížení vzduchu a koroze;
• po spuštění se systém zahřívá rychleji a je citlivější na úpravu teplotních podmínek;
• menší rozdíl mezi provozními podmínkami přívodních a zpětných vedení, což v důsledku zvyšuje provozní zdroje;
• nevyžaduje instalaci trubek o velkém průměru, což šetří konstrukci;
• nevyžaduje stálou pozornost na hladině a stavu tekutiny;
• možnost použití v systémech určených pro více podlaží;
• malé tepelné ztráty, které snižují náklady na provoz zařízení.

Při výběru expandérů tohoto typu mohou nastat uzavřené válce s neoddělitelnou konstrukcí. Pokud dojde k poruše membrány, bude nutné vyměnit válec za nový.

K ovládání úrovně pracovního tlaku je na válci namontován manometr, na odvodu přebytečného vzduchu je instalován automatický nebo mechanický odvzdušňovací ventil

Z mínusů je důležité si uvědomit složitost návrhu, zvláštní požadavky na materiály, které zvyšují náklady na vybavení. K tomu můžeme přidat potřebu neustálého sledování tlaku a jeho regenerace, pokud je to nutné.

Pravidla pro výpočet kapacity nádrže

Expandér jakéhokoli typu bude účinný pouze při správném výběru objemu. Proto by se měla brát v úvahu schopnost kapaliny expandovat během zahřívacího období. Voda v topných prstencích expanduje nejméně o 3% z celkového objemu vodního systému, nemrznoucí směs - o téměř 5%.

Kapaliny jsou klasifikovány jako nestlačitelná média, takže by jim nádrž měla poskytnout dostatečnou rezervu pro tepelnou roztažnost s určitým okrajem. Za předpokladu, že je okruh zcela naplněn chladivem, může dokonce tepelná roztažnost ve vypočtených objemech vést k vypouštění tekutiny skrz pojistný ventil a únik chladicí kapaliny na podlahu.

Proto, aby nadměrný objem expandujícího chladicího média nevedl k nehodám, získávají se uzavřené nádrže pro malé okruhy v soukromých domech tak, že jejich objem je 10% z celkového objemu chladicího média cirkulujícího systémem. Toto pravidlo platí pro systémy s kapacitou až 150 litrů.

Pokud se pohybuje více než 150 l chladiva podél topného prstence, pak se kapacita uzavřené nádrže vypočítá vynásobením celkového objemu kapaliny jeho koeficientem expanze při specifických provozních teplotách v systému.

K získané hodnotě je třeba přidat velikost vodní uzávěry, tj. objem chladiva vytvořeného v nádrži v důsledku standardního statického tlaku tekutiny. U velkých topných prstenců se tento ukazatel zpravidla rovná 0,5% celkového objemu chladicího média, u malých s kapacitou do 150 l se odebírá 20%.

Výsledné množství se vynásobí korekčním faktorem určeným hodnotami předběžného a konečného tlaku v topném systému. Z předběžného se vychází z výpočtu, že 1 bar padá na 10 m výšky obvodu. Konečný tlak se vytvoří jako výsledek systému.

Výpočet objemu uzavřené nádrže pro velké složité topné struktury vypadá takto:

V použitých výpočtech: Vn - jmenovitý objem uzavřené nádrže; Ve je objem chladiva během tepelné roztažnosti (vypočteno podle vzorce systému V × n%, kde n je koeficient tepelné roztažnosti chladiva); Vv - uzávěr vody; po je předběžný tlak; pe - ukazatel konečného tlaku, který se rovná hodnotě maximálního tlaku pojistného ventilu minus 0,5 bar

Otevřená kapacita není přísně regulována normami, ale platí pravidlo: objem otevřené nádrže k přepadové trubce by měl být 3,5 - 4% z celkového objemu chladicí kapaliny v topném okruhu.

Takové posouzení postačuje pro malý venkovský dům, ale struktura trvalého pobytu bude vyžadovat přesnější výpočet. Nejprve musíte zjistit celkový objem topného systému.

Možnosti výpočtu celkového topného výkonu

Tento indikátor lze určit s různými stupni přesnosti třemi hlavními způsoby. Za prvé, na základě datového listu kotle. Na jednotku kapacity kotlového zařízení je tedy potřeba asi 15 litrů kapaliny. K získání potřebných údajů potřebujete 15krát větší kapacitu kotle, než je uvedeno v datovém listu.

Za druhé, můžete zjistit objem pomocí vodoměru při plnění systému. Při plnění se bere v úvahu množství použité tekutiny. Toto je přesnější a problematická možnost.

Třetí metoda zahrnuje výpočet celkového objemu všech prvků topného systému. Toto je nejpřesnější volba.Výkon výměníku tepla kotle, radiátorů, konvektorů, měřicích přístrojů lze určit podle pasových charakteristik. Pro výpočet kapacity potrubí se použijí data z tabulky.

Tabulka ukazuje rozměry trubek v palcích a jejich objem v litrech na 1 metr, který se používá k shrnutí celkového objemu

Tabulka ukazuje objem potrubí na metr délky, vyrobený z nejpopulárnějších a nejmodernějších materiálů. Vnitřní průměr je v palcích od 0,5 do 1,5 jednotek.

Další metoda, která tvrdí, že je vysoce přesná, je výpočet podle vzorce:

Vtotal = π x D2 x L / 4,

kde:

• π se rovná 3,14;
• D - označuje parametry vnitřního průměru potrubí;
• L - označuje délku potrubního systému.

Po získání potřebných údajů se tyto údaje shrnou a získá se celkový objem systému, který se použije při dalších výpočtech.

Kroky a vzorce celého cyklu výpočtů pro návrh a organizaci vytápění soukromého domu dáno zde. Doporučujeme, abyste se seznámili s užitečnými informacemi.

Výběr expanzní nádrže podle tabulky

Pokud máte potřebná data, nejlepší možnost pro expandér může být vybrána podle tabulky objemů a konstrukčního tlaku.

Celkový objem systému se počítá podle stanovené metody, tlakové parametry jsou relevantní pouze pro uzavřené modifikace a jsou uvedeny v datovém listu zařízení.

Data z tabulky umožňují zvolit objem expandéru od 4 do 300 litrů

Tato možnost nevyžaduje speciální výpočty, s výjimkou výpočtu celkového objemu systému. Použití stolu velmi usnadňuje a urychluje výběr expandéru s požadovanou kapacitou nádrže.

Použití vzorců pro výpočet

Pokud data tabulky nestačí, je možné vypočítat potřebný ukazatel objemu kapacity sami.

Použijte následující vzorec:

Vb = Vc x k / D,

kde:

• Vb - označuje požadovanou kapacitu expandéru;
• Vc je celková kapacita systému;
• k je koeficient expanze kapaliny během zahřívání;
• D je koeficient účinnosti expandéru.

Z údajů potřebných pro výpočet zůstávají koeficienty k a D neznámé: První je tabulková hodnota a druhá se vypočítá samostatným vzorcem.

Rovněž existuje a používá se tabulka teplotní expanze. To vám umožní určit koeficient pro systémy s vodou nebo nemrznoucí směsí. Hodnota není lineární, mění se po zahřátí v závislosti na přítomnosti a koncentraci glykolu v kapalině.

Na základě těchto údajů je možné určit parametry koeficientu roztažnosti kapaliny během ohřevu (k), potřebné pro výpočet objemu expanzního válce

U vody se koncentrace ethylenglykolu bere jako „0“, pro nemrznoucí směs se koncentrace stanoví podle údajů deklarovaných výrobcem. Teplota vytápění se považuje za provozní teplotu konkrétního systému.

Pro nezávislý výpočet koeficientu účinnosti expanzní nádrže se použije vzorec:

(Qm - Qb): (Qm + 1),

kde:

• Qm je maximální tlak systému podle prahu pasu činnosti pojistného ventilu;
• Qb - předběžný tlak ve vzduchové komoře expandéru podle katalogového listu.

Pokud je poslední parametr neznámý, měří se čerpáním nebo krvácením skrz vsuvku válce.

Další metody výpočtu

Kromě nezávislých výpočtů pomocí vzorců a tabulek existují i ​​alternativní metody. Cenově dostupná možnost výpočtu je pomocí online kalkulačky.

Neexistuje žádný nedostatek síťových zdrojů, které nabízejí online výpočet požadované hodnoty. Lze je snadno najít podle klíčových slov

Další možností, jak získat potřebná data, je kontaktovat profesionální designéry. Toto je nejspolehlivější způsob, ale přesnost obdržených informací bude poměrně drahá.

S pravidly pro instalaci a připojení expandérů zavřeno a otevřený typ představí další článekvěnované těmto problémům.

Jak vybrat správnou expanzní nádrž?

Doporučuje se určit typ topného systému ve fázi plánování. Výběr nádrže je obvykle odložen o dobu po konstrukci krabice, když je systém namontován, je znám jeho objem.

Při výběru nejlepší možnosti pro expanzní nádrž se doporučuje:

• zaměřit se na objem uzavřené expanzní nádrže, který přesahuje hodnotu tepelné roztažnosti chladicí kapaliny;
• při nákupu byste měli věnovat pozornost připojení, tvaru kontejneru a umístění konektorů pro spojovací prvky - během instalace se tím vyhnete překvapením;
• Je důležité věnovat pozornost pokynům k pouzdru, které obsahují užitečné informace o instalaci a technické parametry.

Při nákupu je lepší se zaměřit na důvěryhodného výrobce, i když jeho válce budou stát dražší. To bude klíčem k dlouhé životnosti topného systému, avšak za předpokladu řádného provozu a pravidelné údržby.

Před připojením je předběžný tlak v plynové komoře membránové nádrže nastaven na hodnotu rovnou statickému tlaku kolony chladicí kapaliny v topném okruhu. Nastavení se provádí obvyklým automobilovým čerpadlem, je ovládáno manometrem.

Hlavní věcí je nekupovat kotelnu pro topný systém - jejich technické vlastnosti jsou zcela odlišné

Nezaměňujte expandéry pro topné systémy a akumulátory pro vedení studené vody. Liší se svým vzhledem a designem. První jsou natřeny červeně a obvykle nejsou skládací, druhé jsou modré, vybavené odnímatelnou přírubou pro opravu membrány.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video pomůže určit parametry expandéru uzavřené modifikace, porozumět rozdílům mezi válci pro systémy vytápění a kotle:

Princip fungování a funkce volby kapacity videoklipu:

Vytápěcí systém soukromého domu může být proveden podle otevřeného nebo uzavřeného schématu, které vyžaduje instalaci expandéru příslušného návrhu. Klíčovým faktorem v jeho výkonu je objem, který lze vypočítat samostatně nebo svěřit profesionálním návrhářům.

Správně zvolené zařízení pomůže udržet požadovaný objem tekutiny v otevřeném systému a v uzavřeném zahřívání udržuje úroveň pracovního tlaku.

Do níže uvedeného bloku napište komentáře. Sdílejte své vlastní zkušenosti s montáží topných okruhů s expanzní nádobou a užitečné informace pro návštěvníky webu. Ptejte se, publikujte fotografie k tématu článku.