Tlak v expanzní nádrži plynového kotle: normy a způsoby nastavení

Jednookruhový nebo dvouokruhový plynový kotel je zařízení, které nám zpříjemňuje život v domě či bytě. Výrobci nyní vyrábějí obrovskou škálu plynových spotřebičů, které se liší výkonem, funkčností a způsobem instalace. I ty nejdražší a nejspolehlivější modely však mohou selhat. Souhlasíte, není moc příjemné zůstat v zimním večeru bez tepla a teplé vody.

Po analýze možných příčin poruch plynového zařízení jsme dospěli k závěru, že k poruchám nejčastěji dochází v důsledku nesprávného nastavení tlaku v expanzní nádrži plynového kotle nebo ohřívače vody. V tomto článku zjistíme, proč je potřeba expanzní nádrž, jak do ní pumpovat vzduch a nastavit optimální tlak.

Proč je potřeba expanzní nádoba?

Při zahřátí má voda tendenci se rozpínat – jak teplota stoupá, objem kapaliny se zvětšuje. V okruhu topného systému se začíná zvyšovat tlak, což může mít destruktivní vliv na plynové zařízení a celistvost potrubí.

Expanzní nádoba (expanzomat) slouží jako přídavná nádrž, do které se vytlačuje přebytečná voda vzniklá ohřevem. Když se kapalina ochladí a tlak se stabilizuje, vrací se potrubím zpět do systému.

Expanzní nádoba působí jako ochranný nárazník, tlumí vodní ráz, který se neustále tvoří v topném systému častým zapínáním a vypínáním čerpadla, a také eliminuje možnost vzduchových bloků.

Aby se snížila pravděpodobnost vzduchových uzávěrů a zabránilo se poškození plynového kotle vodním rázem, měla by být expanzní nádoba namontována před generátorem tepla na vratném potrubí

Existují dva různé typy nádrží klapek: otevřené a uzavřené typy. Liší se nejen designem, ale také způsobem a místem instalace. Podívejme se na vlastnosti každého z těchto typů podrobněji.

Otevřete expanzní nádobu

Nádrž otevřeného typu je namontována v horním bodě topného systému. Nádoby jsou vyrobeny z oceli. Nejčastěji mají obdélníkový nebo válcový tvar.

Obvykle jsou takové expanzní nádrže instalovány v podkroví nebo podkroví. Instalace pod střechou je možná. Je bezpodmínečně nutné věnovat pozornost tepelné izolaci konstrukce

Konstrukce otevřené nádrže má několik výstupů: pro přívod vody, odvod chlazené kapaliny, vstup pro regulační potrubí a také výstupní potrubí pro vypouštění chladicí kapaliny do kanalizace. Více o struktuře a typech otevřené nádrže jsme psali v našem jiném článku.

Funkce otevřené nádrže:

• řídí hladinu chladicí kapaliny v topném okruhu;
• pokud se teplota v systému snížila, kompenzuje objem chladicí kapaliny;
• při změně tlaku v systému funguje nádrž jako nárazníková zóna;
• odstraňuje přebytečnou chladicí kapalinu ze systému do kanalizačního systému;
• odstraňuje vzduch z okruhu.

Navzdory funkčnosti otevřených expanzních nádrží se již prakticky nepoužívají. Protože mají mnoho nevýhod, například velké rozměry nádoby, sklon ke korozi. Instalují se do topných systémů, které pracují pouze s přirozenou cirkulací vody.

Uzavřená expanzní komora

V topných systémech s uzavřeným okruhem se obvykle instaluje membránová expanzní nádoba, která je optimálně vhodná pro jakýkoli typ plynového kotle a má mnoho výhod.

Expansomat je hermetická nádoba, která je uprostřed rozdělena elastickou membránou. První polovina bude obsahovat přebytečnou vodu a druhá polovina bude obsahovat běžný vzduch nebo dusík.

Uzavřené expanzní nádoby pro vytápění jsou obvykle natřeny červenou barvou. Uvnitř nádrže je membrána, je vyrobena z gumy. Nezbytný prvek pro udržení tlaku v expanzní nádobě

Kompenzační nádrže s membránou mohou být vyrobeny ve tvaru polokoule nebo ve formě válce. Což je docela vhodné pro použití v topném systému s plynovým kotlem. Doporučujeme, abyste se podrobněji seznámili s vlastnostmi instalace uzavřených nádrží.

Výhody membránových typů nádrží:

• snadná samoinstalace;
• odolnost proti korozi;
• pracovat bez pravidelného přidávání chladicí kapaliny;
• nedostatek kontaktu vody se vzduchem;
• výkon při vysokém zatížení;
• těsnost.

Plynové nástavce jsou obvykle vybaveny expanzní nádobou. Ne vždy je ale přídavná nádrž z výroby správně nakonfigurována a může okamžitě začít topit.

Tlak vzduchu v expanzní nádobě

Tlak vzduchu nebo dusíku v expanzní nádrži nebude stejný pro různé plynové kotle, vše závisí na typu zařízení a konstrukčních prvcích. Normy jsou uvedeny výrobcem v pasu produktu.

Typicky je tlak v nové tlumicí nádrži 1,5 atm. Toto nastavení však nemusí být vhodné pro konkrétní topný systém. Tovární nastavení lze snadno obnovit. Pro tyto účely je v pouzdře expanzní nádoby (u některých výrobců šoupátkový ventil pro čerpání) speciální armatura, kterou se nastavuje tlak vzduchu.

Vsuvka je umístěna na straně vzduchové komory válce. S jeho pomocí můžete uvolnit přetlak nebo naopak nádrž načerpat

Pro normální fungování plynového kotle je nutné, aby tlak v membránové nádrži byl o 0,2 atm nižší než v samotném systému. V opačném případě se ohřátá voda se zvýšeným objemem nebude moci dostat do nádoby.

V malých domech a bytech pro uzavřené topné systémy je tlak v expanzní nádobě obvykle přijatelný v rozmezí 0,8-1,0 bar (atm). Ale ne méně než 0,7 baru, protože mnoho plynových kotlů má ochranu a zařízení se jednoduše nezapne.

Hladina tlaku v nádrži by měla být kontrolována každoročně. Pokud jsou v topném systému zaznamenány tlakové rázy, znamená to, že z nádrže klapky vyšel vzduch a je třeba jej načerpat.

Jak nastavit optimální tlak?

Topný systém má manometry, které kontrolují tlak v okruhu. Na samotné expanzní nádrži není žádná armatura pro instalaci měřícího zařízení. Existuje ale vsuvka nebo cívka pro vypouštění a čerpání vzduchu nebo plynu. Vsuvka je stejná jako na kolech auta. Proto můžete hladinu tlaku kontrolovat a upravovat pomocí běžné auto pumpy s manometrem.

K čerpání vzduchu do expanzní nádoby se bude hodit i jednoduchá automobilová ruční pumpa s manometrem nebo automatickým kompresorem.

Před vypuštěním přetlaku nebo čerpáním vzduchu do expanzní nádoby domácího plynového kotle je nutné systém připravit. Tlakoměr automobilu ukazuje hodnotu v MPa získané údaje je nutné převést na atmosféry nebo bary: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmus měření tlaku:

1. Vypněte plynový kotel. Počkejte, až voda přestane cirkulovat systémem.
2. V prostoru s hydraulickou nádrží uzavřete všechny uzavírací ventily a vypusťte chladicí kapalinu přes vypouštěcí armaturu. U kotlů s vestavěným zásobníkem je uzavřen zpětný tok a také přívod vody.
3. Připojte čerpadlo k vsuvce nádrže.
4. Napumpujte vzduch na 1,5 atm. Chvíli počkejte, než se zbývající voda vylije, a poté znovu pusťte vzduch dovnitř.
5. Uzavřete ventily uzavíracích ventilů a pomocí kompresoru načerpejte tlak na parametry uvedené v pasportu nebo na úroveň – tlak v systému mínus 0,2 atm. Pokud je nádrž čerpána, uvolňuje se přebytečný vzduch.
6. Vyjměte čerpadlo z vsuvky, našroubujte uzávěr a uzavřete vypouštěcí armaturu. Naplňte systém vodou.

Správné nastavení tlaku vzduchu můžete zkontrolovat, když kotel dosáhne provozních parametrů.

Pokud je nádrž správně nafouknutá, pak ručička na tlakoměru přístroje během měření ukáže plynulé zvýšení tlaku bez jakýchkoli skoků nebo trhnutí

Při nesprávném nastavení tlaku vzduchu v expanzní nádobě může dojít k poruše celého topného systému. Pokud je expanzní nádrž přefouknutá, kompenzační vlastnosti nebudou fungovat. Protože vzduch bude vytlačovat přebytečnou ohřátou vodu z nádrže, čímž se zvýší tlak v potrubí topného systému.

A při podhodnocených hodnotách tlaku kompenzační nádrže voda jednoduše protlačí membránu a naplní celou nádrž. V důsledku toho se při zvýšení teploty chladicí kapaliny spustí pojistný ventil.

Někdy u dvouokruhových plynových kotlů fungují pojistky, i když je tlak vestavěné expanzní nádoby správně nastaven. To znamená, že objem nádrže je pro takový topný systém příliš malý. V této situaci se doporučuje nainstalovat přídavnou hydraulickou nádrž.

Účel přídavné nádrže dvouokruhového kotle

Vestavěné kompenzační nádrže v plynových kotlích mají zpravidla objem asi 6-8 litrů. Jsou navrženy tak, aby kompenzovaly expanzi 120 litrů chladicí kapaliny cirkulující v topném systému. Za běžných provozních podmínek taková expanzní nádoba stačí do malého bytu nebo domu.

Při instalaci radiátorů nestandardního tvaru a velikosti musí být topný systém vybaven přídavnou expanzní nádobou. Protože tyto baterie drží více vody

Pokud je topná plocha velká, jsou instalovány vyhřívané podlahy nebo je v místnostech mnoho radiátorů, objem standardní vestavěné nádrže bude malý, protože se spotřebuje více vody.

Při zahřátí přebytečná chladicí kapalina zcela zaplní nádrž. A protože v nádrži nezbývá volné místo, v samotném topném systému se zvýší tlak vody a dojde k nouzovému uvolnění pojistným ventilem. Poté je nepravděpodobné, že by plynový kotel mohl začít pracovat automaticky.

Aby se předešlo takovým negativním důsledkům, je v topném systému instalována přídavná expanzní nádrž s membránou v provedení pro dvouokruhový plynový kotel. Když je standardní nádrž zcela naplněna, voda jde do rezervní hydraulické nádrže. Po ochlazení se kapalina vrací zpět do radiátorů.

Výpočet objemu expanzní nádoby

Není obtížné zajistit stabilní provoz topného systému, hlavní věcí je správně zvolit objem kompenzační nádrže. Objem expanzní nádrže by měl být vypočten s ohledem na nejintenzivnější provozní režim plynového kotle. Při prvním spuštění topení není teplota vzduchu ještě příliš nízká, takže zařízení bude pracovat při průměrné zátěži. S příchodem mrazů se voda více ohřívá a její množství se zvyšuje, což vyžaduje další další prostor.

Doporučuje se vybrat nádrž s kapacitou alespoň 10-12% z celkového množství kapaliny v topném systému. V opačném případě by nádrž nemusela zvládnout zátěž.

Můžete nezávisle vypočítat přesnou kapacitu expanzní nádrže. K tomu nejprve určete množství chladicí kapaliny v celém topném systému.

Metody pro výpočet objemu vody v topném systému:

1. Zcela vypusťte chladicí kapalinu z potrubí do kbelíků nebo jiné nádoby, aby bylo možné vypočítat výtlak.
2. Nalijte vodu do potrubí přes vodoměr.
3. Objemy se sečtou: kapacita kotle, množství kapaliny v radiátorech a potrubí.
4. Výpočet na základě výkonu kotle – výkon instalovaného kotle se vynásobí 15. To znamená, že na kotel o výkonu 25 kW budete potřebovat 375 litrů vody (25 * 15).

Po výpočtu množství chladicí kapaliny (příklad: 25 kW * 15 = 375 litrů vody) se vypočítá objem expanzní nádrže.

Existuje mnoho metod, ale ne všechny jsou přesné a množství vody, které se vejde do topného systému, může být mnohem větší. Proto je objem expanzní nádrže vždy zvolen s malou rezervou

Metody výpočtu jsou poměrně složité. Pro jednopatrové domy použijte následující vzorec:

Objem expanzní nádoby = (V*E)/D,

• D – ukazatel účinnosti nádrže;
• Е – koeficient roztažnosti kapaliny (pro vodu – 0,0359);
• V – množství vody v systému.

Ukazatel účinnosti nádrže se získá pomocí vzorce:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

• Ps=0,5 bar je ukazatel plnicího tlaku expanzní nádoby;
• Pmax — maximální tlak topného systému v průměru 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Pro systém o výkonu kotle 25 kW bude potřeba expanzní nádoba o objemu: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

A přestože dvouokruhový plynový kotel již má vestavěnou 6-8 litrovou nádrž, při pohledu na výsledky výpočtu chápeme, že stabilní provoz topného systému nebude možný bez instalace přídavné expanzní nádoby.

Závěry a užitečné video k tématu

Můžete se naučit, jak samostatně vypočítat objem hydraulické nádrže a upravit její tlak, sledováním videí níže.

Jednoduchý způsob, jak určit objem expanzní nádrže:

Pokyny pro samočinné nastavení úrovně tlaku v expanzní nádobě:

Plynové kotle musí být vybaveny expanzními nádobami. „Pohlcují“ přebytečnou chladicí kapalinu vznikající při zahřívání a zabraňují tvorbě vzduchových kapes. Ve dvouokruhových typech zařízení jsou taková zařízení instalována, ale často jejich objem nestačí pro bezproblémový provoz topení.

Kompenzační nádrže by měly být vybrány na základě tlaku a objemu chladicí kapaliny v systému. Je důležité správně nakonfigurovat nádrž, jinak nebude schopna zajistit nepřerušovaný a stabilní provoz plynového kotle.

Máte ještě dotazy ohledně čerpání a úpravy tlaku v expanzní nádobě? Zeptejte se v bloku komentářů – naši odborníci a další návštěvníci webu se vám pokusí pomoci.