V topné struktuře může být expanzní nádrž právem nazývána nepostradatelným prvkem. Tanková práce zajišťuje plný pohyb chladicí kapaliny bez nepředvídaných úniků a prasknutí potrubí.
K tomuto jevu dochází v procesu zahřívání kapaliny, její přirozené expanzi a v důsledku toho ke zvýšení tlaku v systému. Přebytek chladicí kapaliny pouze kompenzuje expanzní nádrž.
Expanzní nádoba otevřeného typu pro topné systémy
Velké topné konstrukce používají drahé uzavřené nádrže.
Jsou zapečetěny s vnitřní gumovou přepážkou (membránou) díky kterému se upravuje tlak při expanzi chladicí kapaliny.
Pro kompletní domácí systémy, expanzní nádoba otevřeného typu – vhodnou alternativou, který nevyžaduje speciální znalosti ani odborné školení pro obsluhu a další opravy zařízení.
Otevře se nádrž některé funkce pro hladký chod topného mechanismu:
- „vezme“ přebytečnou ohřátou chladicí kapalinu a „vrací“ ochlazenou kapalinu zpět do systému pro nastavení tlaku;
- odstraňuje vzduch, která v důsledku sklonu potrubí o několik stupňů sama stoupá do expanzní otevřené nádrže umístěné v horní části topného systému;
- funkce otevřeného designu umožňuje přidat odpařený objem kapaliny přímo přes horní část nádrže.
Princip
Pracovní postup je rozdělen na čtyři jednoduché kroky:
- nádrž plná ze dvou třetin v normálním stavu;
- zvýšení množství kapaliny vstupující do nádrže a zvýšení hladiny plnění, když je chladicí kapalina zahřátá;
- vypouštění kapaliny z nádrže když teplota klesne;
- stabilizace hladiny chladicí kapaliny v nádrži do původní polohy.
Výstavba
tvar láhve existuje ve třech variantách: válcové, kulaté nebo obdélníkové. Na horní straně pouzdra je umístěn inspekční kryt.
Foto 1. Zařízení expanzní nádoby otevřeného typu pro topné systémy. Komponenty jsou uvedeny.
Samotné tělo je vyrobeno ocelový plech, ale u domácí verze jsou možné i jiné materiály, např. plast nebo nerez.
Help. Tank potaženo antikorozní vrstvouaby se zabránilo předčasnému zničení (především to platí pro železné nádoby).
Systém otevřených nádrží zahrnuje několik různých potrubí:
- pro připojení expanzního potrubípřes který voda plní nádrž;
- na křižovatce přepadu, pro vylévání přebytku;
- při připojení cirkulačního potrubípřes který chladicí kapalina vstupuje do topného systému;
- pro připojení ovládacího potrubínavrženo k odstranění vzduchu a nastavení plnosti potrubí;
- náhradnínutné při opravách vypustit chladicí kapalinu (vodu).
Objem
Správně vypočítaný objem nádrže ovlivňuje životnost kloubního systému и nepřetržité fungování jednotlivých prvků.
Malá nádrž povede k poruše pojistného ventilu kvůli častému provozu a příliš velká si vyžádá další finance při nákupu a ohřevu přebytečného objemu vody.
Důležitým faktorem bude dostupnost volného místa.
Внешний вид
Otevřená nádrž – kovová nádrž, jejíž horní část je jednoduše uzavřena víkem, s přídavným otvorem pro přidání vody. Tělo nádrže je kulaté nebo obdélníkové. Druhá možnost je praktičtější a spolehlivější při instalaci a upevnění, ale kulatá má výhodu utěsněných bezešvých stěn.
Důležité! Obdélníková nádrž vyžaduje dodatečné vyztužení stěn s působivým objemem vody (domácí verze). Tím je těžší celý expanzní mechanismus, který je nutné zvednout do nejvyššího bodu otopné soustavy, například na půdu.
Doplňky:
- Standardní forma. Ve většině případů se jedná o obdélník, který můžete nainstalovat a připojit k obecnému mechanismu sami.
- Jednoduchá konstrukce bez nadměrného počtu ovládacích prvků, což usnadňuje ovládání plynulého chodu nádrže.
- Minimální počet spojovacích prvků, což dává tělu sílu a spolehlivost v procesu.
- Průměrná tržní cenavzhledem k výše uvedeným skutečnostem.
Nevýhody:
- Neatraktivní vzhled, bez možnosti skrýt silnostěnné objemné trubky za dekorativní panely.
- Nízká účinnost.
- Použití vody jako nosiče tepla. U jiných nemrznoucích směsí dochází k rychlejšímu odpařování.
- Nádrž není utěsněná.
- Potřeba neustále přidávat vodu (jednou týdně nebo jednou měsíčně) kvůli odpařování, které zase ovlivňuje větrání a normální fungování topného systému.
- Přítomnost vzduchových bublin vede k vnitřní korozi prvků systému a snížení životnosti a přenosu tepla, vzniku hluku.
Místo instalace
Instalace otevřené nádrže se provádí v nejvyšším bodě topného systému. K dispozici je několik možností instalace:
- Na hřišti. Klasická možnost zahrnuje instalaci nádrže nad kotel. S tímto schématem horká voda (chladivo) nejen proudí podél okruhu, ale také proniká do nádrže a vytváří charakteristický hluk připomínající vroucí vodu v konvici.
Varování! Se špatnými výpočty chladicí kapalina může vařit v nádrži.
- Na zpáteční lince. Tato metoda zabraňuje problémům s varem v důsledku snížené teploty kapaliny.
- Kombinovaný. Tudy zahrnuje instalaci dvou expanzních nádrží – jeden na místě přívodu chladicí kapaliny a druhý na zpátečce. Tato kombinace zabraňuje tvorbě vzduchových kapes v systému.
Foto 2. Schéma topného systému s expanzní nádobou. V tomto případě se instaluje na zpátečku.
Jak správně nainstalovat
Při instalaci otevřené expanzní nádoby je několik účinných doporučení používaných zkušenými odborníky pro spolehlivý výsledek:
- Řezání nouzového vypouštěcího potrubí, aby se zabránilo přetečení chladicí kapaliny horní částí nádrže.
- Izolace trupu nádrž.
- Umístění zásobníku přímo nad kotlem a je k němu připojen svislým přívodním vedením.
- Izolace trubky spojující nádrž s obecným systémem. To pomůže zabránit výbuchu kvůli skutečnosti, že zvýšený objem chladicí kapaliny nebude mít kam jít.
- Izolace odpadního potrubíabyste zabránili přetečení vody, když zamrzla, nebo abyste se ochránili před škodlivými výpary nemrznoucí směsi.
- Založení trubky (flexibilní hadice uvnitř nádrže) až na samé dno. To pomůže maximalizovat využití prostoru nádrže.
Jak si vyrobit vlastní ruce z plastových nádob nebo nerezové oceli
Expanzní nádrž si můžete vyrobit sami. K tomu slouží nádrž. 10-12 litrů (v závislosti na přesných výpočtech objemu chladicí kapaliny společného systému).
Pokud máte hotovou základnu, například plastovou nádobu, měli byste zkontrolovat její kapacitu (pomocí běžného 3litrové sklenice) a poté opravte chybějící prvky.
Nádrž je obvykle vyrobena z plechu z nerezové oceli. Tloušťka 2-4 mm.
Nástroje:
- svařovací stroj, svařovací elektrody;
- mlýnek s odpovídajícími kruhy;
- plech (nerez);
- odbočky;
- různé šrouby, sada kování;
- gumové podložky;
- kartáč, rukavice, ochranná maska;
- Olejomalba;
- tepelně izolační materiály;
- Pilník na kov;
- měřítko;
- schéma nádrže se všemi rozměry.
Značení plechu
Nejprve je třeba udělat označení na plechu. Pro tohle můžete použít řezací mapu s papírovými díly, umožňující použití kovu s nejmenším odpadem. Při ukotvení na listu dvě části, určitě vezměte v úvahu tloušťku kruhového mlýnku, který dokáže “sežrat” několik milimetrů.
Důležité! Všechny práce musí být prováděny pečlivě s následným začištěním okrajů.
Řezání polotovarů
Tělo nádrže se skládá z pěti nebo šesti obdélníků (v závislosti na přítomnosti krytu). V případě potřeby můžete oddělit horní část krytu ve dvou částech jak to bude vhodné, přivařením jedné části k základně a připevněním druhé k závěsům.
Svařování domácího zařízení
Řezané polotovary potřeba dát do pravého úhlu a svařit. Způsob montáže může být odlišný – plyn je ideální pro 2 mm ocelové plechy a 3-4 mm plechy dobře fungují při elektrickém svařování.
Ve spodní části pouzdra je to nutné udělejte díru a přivařte tam trubkukterým se chladicí kapalina dostane do nádrže. Připojte samotné potrubí k okruhu obecného topného systému.
Ohřev
Otevřená topná konstrukce obsahuje instalaci expanzní nádoby v nejvyšším bodě systému. Obvykle se jedná o nevytápěné podkroví, kde je v zimě teplota často pod nulou. Za takových podmínek může voda v nádrži zamrznout a poškodit celý systém. Aby se předešlo takovému problému, měla by být nádrž izolována speciálními materiály, např. čedičová vlna.
Takový tepelně-izolační materiál odolný vůči vysokým teplotám, což je nutná podmínka, protože voda v nádrži při zvýšených stupních vře.
Přidání oleje
Při návrhu domácí nádrže, kromě hlavního potrubí spojujícího nádrž se systémem, další prvky jsou svařeny:
- pro napájení systému nebo přidání chladicí kapaliny (voda, olej);
- pro nouzové vypuštění přebytečné chladicí kapaliny do kanalizace.
Důležité! Musí být umístěno odtokové potrubí nad hladinou naplnění nádržeaby nedošlo k rozlití kapaliny přes vršek.
Otvorem ve víku se voda z nádrže odpařuje a vzduch se může dostat do systému. To vede k přehřívání potrubí a špatné cirkulaci chladicí kapaliny. Chcete-li tento problém vyřešit profesionálové doporučují nalít do nádrže trochu oleje. Stáhne povrch chladicí kapaliny tenkým filmem a vytvoří tak ochrannou vrstvu proti pronikání vzduchu.
Výpočet objemu jednotky
Požadovaný objem nádrže bude součtem několika složek:
- 5% z celkového objemu systému;
- 2% s přihlédnutím k odpařování chladicí kapaliny;
- 1% – rezerva, aby se zabránilo přetečení vody přes okraj nádrže.
Chcete-li zjistit množství chladicí kapaliny v systému, musíte sečíst objem kotle, potrubí chladiče a topení a 5 % je teoretický výpočet pro vodu.
Pokud je v systému použito jiné chladivo, je nutné nastavení na základě odpovídající normy tepelné roztažnosti této kapaliny.
Help. Nepřímé stanovení objemu systému se provádí kvůli výkonu kotle – 1 kW je dimenzován na 15 litrů chladicí kapaliny.
Fotografie tanků
Foto 3. Expanzní nádrž otevřeného typu. Jsou uvedeny rozměry stran jednotky, názvy jejích částí.
Foto 4. Expanzní nádoba otevřeného typu v topném systému. Je umístěn vedle kotle.
Foto 5. Domácí expanzní nádrž vyrobená z plastového kanystru. Nachází se v podkroví.
Užitečné videa
Podívejte se na video recenzi domácí expanzní nádrže otevřeného typu vyrobené z plastu.
Minimální požadavky na expanzní nádobu
Jednoduchost a funkčnost otevřené konstrukce umožňuje vytápět domy i při nestabilní dodávce elektřiny. Expanzní nádoba je důležitým článkem celého topného řetězce. Pro normální provoz musí mít určitou rezervu, která zajistí bezpečnost jak chladicí kapaliny, tak i celého kloubového systému.
Ti, kteří sami montují 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
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 teplotní 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.
Zvětšení objemu vody při zahřívání. Fotografie z agrovodcom.ru
Vezměme si nádobu s přepadem, který omezuje objem na 1000 cm³. Nalijte do ní 1 litr vody o teplotě +4 ° C a poté pokračujte v zahřívání. Hustota vody začne klesat a objem se zvětší.
Protože přetečení omezuje známý objem, přebytečná voda se vylije. Při zahřátí z +4°C na +90°C (normální teplota topné vody) bude tento přebytek 39,95 cm³ (nebo 34,7 g). Právě k tomuto procesu dochází v topném systému, když kotel ohřívá vodu.
Co je expanzní nádrž
Připomeňme: pokud se snažíme stlačit vodu (tedy v našem případě vměstnat zvýšené množství chladiva do daného objemu topného systému), tlak se zvyšuje. Aby přebytečná voda vzniklá při ohřevu nekazila potrubí a spotřebiče, musíte ji někde vypustit, jako v odměrné nádobě v experimentu.
Nemůžeme ale vypustit vodu z topného systému. To znamená, že přebytek musí být dočasně „odložen“ do nějaké „kapsy“, aby se později, když teplota vody klesne a její hustota zvýší, vrátil do systému a voda zabrala stejný objem, jako byla původně.
Expanzní nádrž v topném systému
V topném systému je taková “kapsa”, která přijímá přebytečnou vodu vzniklou při tepelné roztažnosti expanzní nádoba. Jeho úkolem je být tlumičem (kompenzátorem) tlaku v systému.
Otevřené a uzavřené expanzní nádoby
Expanzní nádrže mohou být otevřeného a uzavřeného typu. Tedy komunikaci s atmosférou nebo s řízeným, byť proměnlivým tlakem.
Otevřete expanzní nádobu
Kádinka z popsaného pokusu, do které se při tepelné roztažnosti vylila 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 schematicky vypadá takto:
Schématické uspořádání expanzní nádrže otevřeného typu. Ilustrace z knihy Scanavi A. N. a Makhov L. M. “Vytápění”
Otevřenou expanzní nádobu lze zakoupit již hotovou nebo vyrobit samostatně. K tomu je vhodná jakákoli nádoba požadovaného objemu, například plastový kanystr.
Expanzní nádrž uzavřený typ
Nyní se častěji snaží používat uzavřené nádrže: jsou kompaktnější a postrádají negativní vlastnosti otevřených, které se vyznačují zamrzáním, nasycením chladicí kapaliny kyslíkem a zvýšenou korozí. Nádrže uzavřeného typu jsou hermetické a skládají se ze dvou komor: vody a vzduchu.
Kompenzace tlaku probíhá následovně: přebytečná voda naplní vodní oddíl a tlačí na pružnou přepážku mezi dvěma komorami a vzduch (nebo plyn) ve vzduchovém prostoru je stlačen. Na rozdíl od vody může být plyn vystaven značnému stlačení bez silného zvýšení tlaku.
Odrůdy membrán expanzních nádrží. Foto z profiteplo.com
- s membránou ve tvaru desky;
- s membránou hruškovitého tvaru.
Jak nainstalovat expanzní nádobu do topného systému
Poté, co jsme se zabývali teoretickými základy a typy expanzních nádrží, přejděme k hlavní otázce: kde a jak nainstalovat expanzní nádrž do topného systému.
Správná odpověď na ni je tam, kde chcete. To znamená, že expanzní nádrž může být instalována jak na „přívodu“ – hlavní lince systému vedoucí z kotle k ohřívačům, tak na „zpátečce“ – potrubí, kterým se voda vrací do topného zařízení (kotle) a odevzdává své teplo radiátorům. V každém případě bude plnit svou funkci jako nárazník, který omezuje růst tlaku.
Expanzní nádrž nainstalovaná na zpětném potrubí
Oba způsoby mají svá pro a proti. Místo instalace je vybráno se zaměřením na konstrukční vlastnosti konkrétního topného systému. Stejně jako snadná instalace a následná údržba.
Nuance
Otevřená nádrž, na rozdíl od membránové, může být instalována v systému s přirozenou cirkulací vody, to znamená v energeticky nezávislém systému, který nevyžaduje elektřinu. Nucený systém vyžaduje čerpadlo. Proto je v nejvyšším bodě instalována otevřená expanzní nádoba umístěná nad všemi ohřívači. Nejčastěji se takový bod nachází v podkroví. Dnes, kdy se využívá i prostor pod střechou v soukromých domech a zařizuje tam obytné prostory, 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 nádrže. 1 – kotel, 2 – přívodní potrubí chladicí kapaliny, 3 – otevřená expanzní nádoba, 4 – ohřívač, 5 – čerpací jednotka. Fotografie z webu stroim-svoi-dom.ru
Přestože membránová nádrž může být instalována jak před, tak za ohřívači, je obvykle instalována podle druhého schématu (na “zpátečce”). Protože za kotlem je voda zpravidla dodávána o velmi vysoké teplotě, z níž 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.
Je třeba poznamenat, 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 fungovat správně.
Mimochodem, s výběrem a nákupem expanzní nádrže nespěchejte. 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 místo pro její skutečnou instalaci.
Expanzní nádoba musí být instalována tak, aby byla pohodlná pro údržbu
