Výpočet objemu expanzní nádoby pro vytápění

Expanzní nádoba je nejdůležitějším prvkem systému ohřevu vody. Je navržen tak, aby absorboval nadměrný tlak. Jde o to, že s určitou pevnou hmotností chladicí kapaliny, když se její teplota změní, se tlak v systému nevyhnutelně změní. Výkon celého topného systému bude záviset na tom, jak správně je vybrána expanzní nádrž.

Principem činnosti tohoto zařízení je tedy kompenzace nadměrného tlaku chladicí kapaliny. Proto i malý chybný výpočet při instalaci nebo provozu zařízení může vést k poruše celého topného systému.

<i>Zařízení expanzní nádrže</i>

Nádrž je rozdělena na dvě části, mezi kterými je elastická membrána. Vzduch je čerpán nahoře a vytváří počáteční tlak. Jakmile je nádrž připojena k síti, voda je přiváděna do spodní komory. Když elastická membrána dosáhne své nulové, klidné polohy a zdá se, že leží na rovině vody, je topný systém považován za zcela naplněný a připravený ke spuštění.

Automatická regulace tlaku probíhá následovně:

Když se voda zahřeje, chladicí kapalina vstupuje do expanzní nádrže. Membrána je ovlivněna: stahuje se a zvětšuje vnitřní prostor nádrže. Nádrž tak přijímá přebytečnou teplonosnou kapalinu. Jakmile se chladicí kapalina ochladí, membrána se vrátí do původního stavu.

<i>Instalace expanzní nádoby</i>

Otevřený topný systém

Instalace se provádí v nejvyšším bodě systému, obvykle v horní části zrychlovacího potrubí. V tomto případě není nutná instalace uzavíracích ventilů.

Uzavřený topný systém

Optimální je instalovat expanzní nádobu v místě, kde je proudění vody nejblíže laminárnímu a dochází k minimálním turbulencím v otopném systému. Před oběhové čerpadlo můžete umístit expanzní nádobu.

<i>Jak vypočítat objem expanzní nádoby?</i>

Níže uvádíme standardní vzorce pro výpočet objemu expanzní nádrže. Umožní vám přesně určit, jaký typ nádrže budete pro svůj topný systém potřebovat.

Budou vyžadovány následující údaje:

· průměrná teplota systému během provozu.

Objem nádrže se vypočítá tak, že při zahřátí chladicí kapaliny tlak v systému nepřekročí maximální přípustnou hodnotu.

K = (KE x Z) / N, kde:

· KE – objem otopné soustavy jako celku;

· Z – hodnota konstantní expanze chladicí kapaliny;

· N je hodnota účinnosti membránové nádrže.

Je třeba si uvědomit, že ideální výpočty jsou téměř nemožné. Přibližně je objem vypočítán na základě hodnoty, že 1 kW výkonu topného zařízení se rovná 15 litrům objemu chladicí kapaliny. Pak je průměrný výkon pro běžný dům 44 kW. Podle vzorce to vychází KE = 15×44 = 660l.
Konstanta roztažnosti kapaliny je asi 4 %, u systémů, které používají obyčejnou vodu s maximální teplotou ohřevu 95 stupňů Celsia. Pokud je elylenglykol čerpán společně s vodou, lze expanzní koeficient vypočítat následovně:

10 % – 4 % x 1,1 = 4,4 %
20 % – 4 % x 1,2 = 4,8 %

Výkon membránové nádrže je často indikován výrobcem, ale není obtížné jej vypočítat sami:

N= (DV-DS) / (DV+1), kde:

DV je nejvyšší přípustná hodnota tlaku v systému, která se rovná přípustnému tlaku pojistného ventilu a u běžných domácích topných systémů zřídka přesahuje 2,5 – 3 bar.
DS – hodnoty počátečního plnicího tlaku membránové nádrže založené na konstantní hodnotě půl atmosféry na 5 metrů délky topného systému.

V důsledku toho se ukazuje, že pokud je celková plocha místnosti, ve které je instalován topný systém, 400 metrů čtverečních. m., maximální horní bod systému je 5 m a konstrukční výkon zařízení je 44 kW, pak bude požadovaný objem nádrže s těmito hodnotami:

KE 44×15=660l.
DV 2,5 bar; DS = 0.5 bar
N (2.5 – 0.5) / (2.5+1) = 0.57

K 660 × 0.04 / 0.57 = 46.2

Na základě získaných údajů je nutné vybrat expanzní nádobu pro ohřev o objemu 50 litrů, s počátečním tlakem 0,5 bar.
Existují také standardní přibližné hodnoty pro standardní prvky topného systému:

1. Radiátory cca 10,5l.

2. Teplé podlahy a ostatní topné plochy 17,0l.

3. Konvektory 7,0l.

Koeficient zvýšení-expanze objemu vody a směsi voda-glykol v závislosti na teplotních ukazatelích: