Otvorená a uzavretá nádrž pre vykurovací systém: výpočet objemu, oprava domácich majstrov

Obsah článku

• Prečo potrebujete expanznú nádrž
• Štrukturálne rozdiely medzi nádržami rôznych typov
• Ako vypočítať parametre nádrže pre váš systém
• Inštalácia, nastavenie a oprava

Žiadny vykurovací systém kvapalného typu bez expanznej nádrže nebude fungovať. Správny výpočet objemu a určenie jeho typu je jednou z hlavných úloh pri navrhovaní vykurovania pre súkromný dom a dnes túto tému odhalíme podrobnejšie..

Prečo potrebujete expanznú nádrž

Ako viete, tekutiny sa veľmi zdráhajú stlačiť, ale s rastúcou teplotou sa zvyšuje ich vnútorný energetický stav, zväčšuje sa vzdialenosť medzi molekulami, čo vedie k veľmi významnému zvýšeniu objemu.

Na porovnanie: keď sa 50 litrov vody zohreje z 20 na 80 ° C, jeho objem sa zvýši takmer o jeden a pol litra. Na prvý pohľad to nie je až tak veľa, ale premýšľajte o tom, či sa premiestnenie vášho vykurovacieho systému alebo, inými slovami, celkový vnútorný objem potrubí, radiátorov a výmenníka tepla kotla môže zvýšiť o rovnakú hodnotu..

V praxi sa také zvýšenie objemu prejaví na tlaku viac ako 200 atmosfér, čo zase závisí od schopnosti „nádoby“ natiahnuť sa na požadovanú veľkosť. Konkrétny tlak však v skutočnosti nie je taký dôležitý, pretože kritický bod pre celý systém je určený silou najslabšieho vodovodného spojenia. A pevnosť v ťahu pre väčšinu armatúr a kohútikov zriedka prekračuje 5 – 7 MPa, to znamená, že pevne utesnený systém je zaručený, že zlyhá niekoľko hodín po zapnutí kotla..

Na kompenzáciu objemovej expanzie v systéme musí byť k dispozícii expanzná nádrž. Jeho zariadenie môže byť buď zatvorené alebo otvorené.

Štrukturálne rozdiely medzi nádržami rôznych typov

Otvorená expanzná nádoba je konvenčná nádoba inštalovaná v najvyššom bode vykurovacieho okruhu. Jeho objem je veľmi malý a rovná sa najmenej rozdielu medzi objemom studenej a zahrievanej kvapaliny..

Otvorená nádrž nie je celkom vhodná: voda sa z nej odparuje a je potrebné ju pravidelne doplňovať. A pretože takéto expandéry sa zriedka udržiavajú v interiéri, musíte sa pravidelne pozerať do podkrovia. Teraz si predstavte, čo sa stane, ak voda v nádrži zamrzne a systém sa náhle zmení na zatvorený kvôli ľadovej zátke? Ale je schopná vydržať desiatky atmosfér.

Existuje však aj iný spôsob výroby otvorenej nádrže: kovanie na samom vrchu systému je spojené tenkou silikónovou hadicou s otvorenou nádobou stojacu na podlahe. Pri expanzii sa prebytočná voda vytlačí z okruhu a keď sa objem zníži, vytlačí sa späť atmosférickým tlakom. Je dôležité navíjať ťažkú ​​maticu na koniec hadice tak, aby bola neustále ponorená do vody. Nevýhodou tejto metódy je, že vzduch nemôže voľne unikať zo systému, ale z tohto dôvodu existujú Mayevského kohútiky.

Uzavreté nádrže sú navrhnuté úplne iným spôsobom. Vo vnútri tela je elastická nádoba – gumová žiarovka, zatiaľ čo samotné telo je úplne utesnené. Hruška alebo zvyškový priestor sú priamo spojené s vykurovacím okruhom. Pri zahrievaní sa voda bude ďalej rozširovať, ale teraz tento rozdiel v objemoch prevezme vzduch, ktorý sa tiež stlačí, ale tlak sa tak nezvýši, iba 0,5 – 1 bar..

1 – ventil na čerpanie vzduchu; 2 – vzduchová komora; 3 – membrána s tepelným nosičom; 4 – závitová odbočka pre pripojenie k vykurovaciemu systému

Je tu však dôležité upozornenie: uzavretá nádrž tiež celý systém uzavrie. V hornom bode otvoreného systému bol tlak rovný atmosférickému tlaku a v dolnom bode bol k tejto hodnote pridaný určitý počet milimetrov vodného stĺpca, ktorý zodpovedal rozdielu úrovní medzi bodmi systému. V uzavretom systéme je tlak v hornom bode nula, to znamená, že nie je nadmerný, a preto môžu vzniknúť problémy..

Ako vypočítať parametre nádrže pre váš systém

Dalo by sa tvrdiť, že za prítomnosti nútenej cirkulácie nezáleží na tlakovom rozdiele, ale toto nie je ani zďaleka pravda. Najzreteľnejší dôvod: ak vzduch vstupujúci do horných radiátorov nie je pod dostatočným tlakom, nebude schopný ich opustiť a sledovať ešte vyšší bod v systéme. Vykurovacie zariadenie by sa okrem toho malo prevádzkovať za podmienok určených výrobcom, takmer každé z nich nastavuje prevádzkový tlak 1,3–2 bar.

Je veľmi ľahké vypočítať otvorenú nádrž. Povedali sme, že keď sa zahrieva na 60 ° C, pridá sa ďalších 1,5 litra k 50 litrom vody, to znamená, že v prípade systému s objemom 100 litrov bude zvýšenie rovnaké ako tri litre. Toto je úplne lineárny vzťah, ktorý sa ľahko používa.

To nie je prípad uzavretej nádrže. Pri pretlaku sa mení koeficient expanzie tekutín, a to je zvlášť dôležité, ak sa ako nosič tepla nepoužíva voda. V normálnej prevádzke by mala byť nádrž napoly naplnená..

Objem expanznej nádrže získate, ak vynásobíte súčin výtlaku systému, teplotného rozdielu a koeficientu objemovej expanzie chladiva pomerom maximálneho pracovného tlaku k minimu odpočítaným od jedného. Minimálny tlak je tlak v strede nádrže, keď je systém naplnený bez prebytočnej vody. Maximálny tlak je určený výrobcom vykurovacieho zariadenia a podľa toho aj nastavením poistného ventilu.

Tento príklad predpokladá, že odvádzací ventil aj nádrž sú nainštalované v rovnakom bode systému, v najnižšom bode. Napríklad vezmime systém s hladinovým rozdielom 4 metre a objemom 200 litrov. Najprv vypočítame zvýšenie objemu:

• 200 1 0,00045 (80 ° C – 20 ° C) = 5,4 litra.

Minimálny tlak v strede nádrže bude 0,28 atm, ak je jeho stred o jeden meter vyšší ako dolný bod systému, vezmeme maximum ako 4,5 atm. Vynásobením minimálneho tlaku maximom dostaneme 0,06 a odčítaním tohto pomeru od jednoty dostaneme 0,94. Minimálny objem uzavretej nádrže bude teda o niečo viac ako 5 litrov as bezpečnostnou rezervou 25% – 6,3 litra. Pretože plánujeme udržiavať nádrž na polovicu plnú, jej minimálny objem by mal byť 10 až 12 litrov.

Inštalácia, nastavenie a oprava

Technicky môže byť nádrž rezaná do ktoréhokoľvek bodu systému a inštalovaná v ľubovoľnej výške, ale tieto hodnoty musia byť vopred stanovené projektom. Na pripojenie k vykurovaciemu systému sa zvyčajne používa ten istý materiál, aký sa používa v potrubí kotolne, ale to sa robí za účelom zníženia nákladov.

Nastaviteľný sklápací ventil je zvyčajne umiestnený tesne pod nádržou, čo výrazne zjednodušuje výpočty. Pri plnení systému vodou sa vytvára nadmerný tlak pomocou vodného čerpadla a aktuálny tlak v nádrži sa kontroluje manometrom v aute cez cievku..

Ak sa časom nádrž stane nepoužiteľnou, určuje sa to pomocou hydraulického manometra, ktorý sa zasekáva v blízkosti kotla. Pri poruche nádrže bude rozdiel medzi tlakmi systému v studenom a horúcom stave oveľa väčší ako prevádzkový rozsah 1 – 1,5 atm. Tento problém sa rieši buď úplnou výmenou nádrže alebo jej opravou odstránením prasknutej membrány a inštaláciou novej..

Posledne uvedené je mimochodom nemožné, ak nádrž nemá prírubu na údržbu, niekedy je toto kritérium pri výbere veľmi dôležité, najmä ak sa ako nosič tepla používajú agresívne kvapaliny. V každom prípade sa odporúča namontovať nádrž cez uzatváracie ventily, aby sa pri výmene nevyprázdnil celý systém..