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:

Čerpací stanice je komplexní systém, ve kterém je nutné a možné regulovat tlak. Čerpací stanice je povrchové čerpadlo propojené pružným potrubím s hydraulickým akumulátorem a čerpadlem ovládání tlakového spínače. Je to tlakový spínač, který je zodpovědný za regulaci tlaku v systému.

Nejčastěji je tlakový spínač vody pro čerpadlo již optimálně nakonfigurován. Pokud je však potřeba individuální nastavení, lze to provést. Pro nastavení tlaku jsou v samotném relé dva šrouby, které jsou umístěny pod krytem zařízení.

Automatická čerpací stanice Dab E.SYBOX

Tlak v hydraulickém akumulátoru čerpací stanice je tzv. „dolní“ a „horní“. „Spodní“ tlak se reguluje velkým šroubem č. 1. Pokud otočíte šroubem ve směru hodinových ručiček, zvýšíte tlak a pokud jej otočíte proti směru hodinových ručiček, snížíte ho. „Horní“ tlak lze nastavit pomocí malého šroubu č. 2.

1. – šroub pro současnou změnu hodnoty horního a dolního tlaku (P);
2. – šroub pro změnu rozdílu P mezi horním a dolním tlakem;
3. – připojovací svorky motoru;
4. – připojovací svorky napájení;
5. – zemnící svorky.

Otočný šroub 1 nastavuje hodnotu tlaku (P) pro zapnutí (nižší tlak) a vypnutí (horní tlak) čerpadla.

Otáčením šroubu 2 se mění rozdíl P mezi dolní a horní hodnotou tlaku.

Čerpací stanice Dab AQUAJET 82 M

Spínač tlaku vody pro čerpadlo se konfiguruje ve dvou krocích:

1. Stanovení tlaku vzduchu v expanzní nádobě. U nádrží o objemu 20-25 litrů by měl být tlak vzduchu 1,4 – 1,7 bar, u nádrží o objemu 1,7 – 1,9 litrů 50 – 100 bar. Pamatujte, že v nádrži musí být vždy vzduch. Jeho tlak je potřeba čas od času zkontrolovat a upravit. Je vhodné to udělat alespoň jednou za měsíc. Udržování správného tlaku zvýší životnost čerpací stanice.
2. Stanovení a seřízení tlaku při zapnutí a vypnutí čerpací stanice.

Tlakový spínač Italtecnica PM/5 FG

Tlakový spínač Grundfos FF4-8 Den 0.5-8 bar

Poté, co jste upravili tlak vzduchu v nádrži, musíte čerpací stanici připojit k síti. Po zapnutí začne čerpadlo čerpat vodu do nádrže a po dokončení se vypne. Tehdy se na monitoru objeví tzv. „horní tlak“. Pokud je tato hodnota příliš vysoká a vyšší, než je doporučeno, snižte ji pomocí tlakového spínače.

Když je voda vypuštěna, objeví se takzvaný „nižší tlak“. Lze jej také nastavit pomocí tlakového spínače.

Upozorňujeme, že tlak při zapnutí čerpadla by měl být o 10 % vyšší než tlak vzduchu v nádrži. Pokud toto pravidlo nedodržíte, čerpací stanice se rychle opotřebuje.

Nejprve nastavte horní vypínací tlak pomocí šroubu 2. Hodnota se zobrazí ukazatelem 3. Poté nastavte spodní vypínací tlak pomocí šroubu 5. Hodnota se zobrazí ukazatelem 4. Jemné nastavení se provede pomocí tlaku rozchod.

Několik dalších bodů o důležité mít na paměti:

• Nelze nastavit „horní“ tlak, který je více než 80 % maxima pro daný model relé.
• Před zvýšením aktivačního tlaku čerpadla („horní“) se musíte podívat na jeho charakteristiky, abyste zjistili, zda může takový tlak vyvinout.
• Při seřizování nemusíte dotahovat matice regulátorů – relé může úplně přestat fungovat.

Tlak v čerpací stanici je možné regulovat pomocí tlakového spínače. Je ale důležité si uvědomit, že nesprávné seřízení může vést k rychlému opotřebení celého systému.