Proč ohřívač vody potřebuje expanzní nádobu?

Hlavní kritéria pro výběr membránové expanzní nádrže pro domácnost

Provoz systému zásobování teplou vodou je založen na cirkulaci teplé vody, což znamená, že se jedná o neustálou změnu tlaku. Expanzní nádoba slouží ke stabilizaci tlaku v systému, zajištění konstantního tlaku vody, zabránění poškození potrubí a předčasnému opotřebení zařízení. Jak si vybrat hydraulický akumulátor pro zásobování teplou vodou – na to přijdeme v tomto článku.

Proč potřebujete expanzní nádobu

Expanzní nádoba je navržena tak, aby eliminovala pokles tlaku vody v systému zásobování teplou vodou. Objem vody a tedy i tlak klesá s klesající teplotou a roste s jejím nárůstem. Neustále se zvyšující tlak, pokud se včas neuvolní, může vést k poškození nebo prasknutí potrubí, ale neustálé uvolňování horké vody ze systému povede k poklesu tlaku a nízkému tlaku. Hlavní úkoly hydraulické nádrže:

• prevence vodních rázů (náhlých změn tlaku) ve vodovodním systému;
• prevence předčasného opotřebení čerpacího zařízení a prodloužení jeho životnosti;
• vytvoření zásoby vody.

Expanzní nádoba naplněná vzduchem pod určitým tlakem kompenzuje nárůst objemu teplé vody a vytváří optimální podmínky pro provoz čerpací stanice. Jeho kapacita je obvykle desetina kapacity celého zařízení, nejméně však 4 %. Příliš malý hydraulický akumulátor prostě nebude správně fungovat.

3 klíčová kritéria pro výběr expanzní nádoby

Většina kupujících při výběru hydraulického akumulátoru hledí pouze na jeho objem, což je částečně pravda, ale kromě objemu je důležité zvážit i design a provozní tlak.

Výstavba

Expanzní nádrž se skládá z ocelové nádrže se dvěma oddíly oddělenými elastickou membránou. Jeden z nich obsahuje vzduch nebo dusík a funguje jako „polštář“, který pohlcuje změny objemu vody, která naplňuje okruh. Nádrž je vyrobena z oceli. Membrána je obvykle vyrobena z EPDM, materiálu s vysokou elasticitou a tepelnou odolností. Na nádrži je instalován malý ventil, který umožňuje odvzdušnit nebo načerpat vzduch v případě nedostatku tlaku.

Podle umístění nádrže se rozlišují dva typy akumulátorů:

1. Vertikální hydraulické akumulátory.
2. Horizontální hydraulické akumulátory.

Tlak

Minimální provozní tlak musí být takový, aby v kterémkoli bodě okruhu a v jakémkoli provozním režimu instalace byl stávající tlak vyšší než atmosférický tlak nebo napětí nasycení vodní páry při maximální provozní teplotě. Mělo by to stačit, aby se zabránilo kavitaci. V každém případě platí, že čím vyšší je provozní teplota, tím vyšší by měla být bezpečnostní rezerva – minimálně 0,2 baru pro systémy pod 90°C a 0,5 baru pro systémy s vyššími teplotami.

Maximální pracovní tlak bude o něco nižší než nastavený tlak pro pojistný ventil, který bude naopak nižší než nejnižší z maximálních pracovních tlaků zařízení a přístrojů, které jsou součástí okruhu. Typicky je maximální pracovní tlak mezi 8 a 10 bary, v závislosti na modelu akumulátoru.

Minimální a maximální tlak je nutné upravit podle výšky expanzní nádoby.

Objem

„Čím větší nádrž, tím více vody v ní v rezervě“ je chybný úsudek. Úkolem expanzní nádoby je regulovat tlak v systému a ne akumulovat vodu. Objem nádrže se doporučuje volit podle počtu míst odběru vody:

• 1-2 body – do 50 l;
• 3-4 body – 80-100 l;
• 4-5 bodů – 150-200 litrů.

Je důležité vzít v úvahu nejen počet míst příjmu vody, ale také výkon čerpadla:

• 0,5 kW – od 24 l;
• 1 kW – 50 l;
• 1,5 kW – 100 l;
• 2 kW – více než 100 litrů.

Toto jsou přibližné hodnoty, které by měly sloužit jako vodítko při volbě objemu akumulátoru v závislosti na výkonu čerpadla. Přesný výpočet objemu se provádí podle vzorce:

• Vt – objem nádrže (litr);
• Amax (bar) – maximální objem spotřebované vody (litry / min);
• Pmin (bar) – minimální tlak, při kterém se čerpadlo spouští;
• Pmax (bar) – maximální tlak, při kterém je čerpadlo vypnuto;
• Pres (bar) – počáteční tlak v nádrži;
• K – koeficient odpovídající výkonu čerpadla P, pro výpočet objemu přiváděné vody Vu = K Amax.

Standardní počáteční tlak expanzní nádoby je 0,2 bar.

Užitečné tipy

Jedním z častých problémů při instalaci hydraulického akumulátoru je výběr místa pro jeho instalaci. Expanzní nádoba musí být připojena k přívodu u kotle, před čerpadlem nebo uzavíracími ventily. Pro snadné použití je samozřejmě lepší jej nainstalovat na místo, které k němu poskytuje volný přístup. Nejčastěji je umístěn v kotelně, i když může být umístěn v jiné samostatné technické místnosti. Při montáži a instalaci jednotky k ní lze připojit elektromagnetický průtokoměr, který zjednoduší kontrolu tlaku, teploty, hladiny vody v nádrži a její periodickou údržbu.

Jednotka vydrží déle, pokud je instalována svisle se vzduchovou komorou nahoře. Správné připojení k systému je vždy provedeno přes uzavírací kulový ventil. Po montáži je třeba nastavit vhodný startovací tlak, který najdete na typovém štítku. Je důležité, aby nebyl příliš vysoký, takže při překročení tlaku by se mělo stlačením ventilu uvolnit trochu vzduchu. Pokud je tlak nízký, musíte nádrž naplnit vzduchem pomocí čerpadla.

Expanzní nádoba je klíčová pro bezpečnost a správný provoz teplovodního systému, proto je třeba k jejímu výběru, instalaci a údržbě přistupovat co nejzodpovědněji.

Membránová expanzní nádoba je prvkem bezpečnostního systému jakéhokoli typu zásobníkového ohřívače vody.
Voda má při zahřátí tendenci expandovat, a pokud jí není umožněno uniknout, vytvořený tlak roztrhne těleso ohřívače vody.

Aby nedošlo k výbuchu, musí být na vstupu instalována pojistná skupina s pojistným ventilem, která chrání systém před havárií vypuštěním části vody do kanalizace, případně všude tam, kde je to nutné.
Čím větší je objem ohřívače vody, tím více vody se vypustí.
Toto je minimální konfigurace bezpečnostního systému. Ještě je potřeba dovybavit expanzní nádobou.
Pojistný ventil je zařízení, které by mělo fungovat v extrémním, nouzovém případě a ne při každém topném cyklu.
Pro kompenzaci tepelné roztažnosti je instalována expanzní nádoba, do které bude proudit přebytečná voda vzniklá tepelnou roztažností. Při odběru vody tato voda opět nateče do ohřívače vody.
V tomto případě nebude fungovat pojistný ventil a cenná voda nebude odváděna do kanalizace.

Nyní musíme mluvit o výběru a místě instalace nádrže.

Místo instalace: přes T-kus, u přívodu studené vody do ohřívače vody, mezi ohřívač vody a bezpečnostní skupinu.

Sami zásobníky teplé vody, zpravidla natřeno bílou barvou. Od ostatních nádrží se liší vysokou provozní teplotou (od +70°C); vysoký provozní tlak (cca 10 bar) a ochrana proti korozi.

Objem expanzní nádoby se vybírá podle vzorců, ale u systémů pro domácnost není vyžadována absolutní přesnost. Přibližné přiblížení stačí, když se objem nádrže rovná 8 % objemu použitého zásobníkového ohřívače vody.
Níže uvádíme přesný způsob výpočtu. Možná to bude pro někoho potřeba.

Čerpání vzduchu nastaveno na studeném systému s nulovým tlakem: tlak vzduchu = Pcw – 0,2, kde Pcw je tlak studené vody v „barech“.
Tito. pokud je provozní tlak v systému 3,5 bar, pak by měl být tlak vzduchu 3,5-0,2 = 3,3 bar.

Kupte si expanzní nádobu na teplou vodu

*Metodika pro výpočet a výběr nádrží pro systémy zásobování teplou vodou

Základní pojmy
Při výběru membránové expanzní nádrže je nutné vypočítat následující parametry:

Objem vody v systému Vsyst
Odhadovaný objem systému zásobování teplou vodou v litrech.

Objem expanze Ve

Objem expanze se určuje následovně:

e = Vsyst xn (koeficient tepelné roztažnosti)

U systému TUV bude koeficient tepelné roztažnosti roven 2,2

Úroveň plnění
Tlak přívodu studené vody musí být o 0,2 baru vyšší než počáteční tlak expanzní nádoby; v opačném případě, jak se nádrž ochladí, nebude z ní vytlačen celý objem vody. Proto musí být při nejnižším provozním tlaku v nádrži vždy přítomno určité množství vody. Tato úroveň se nazývá úroveň plnění.

Počáteční tlak expanzní nádoby P0

Měl by být 0,2 bar pod tlakem studené vody (Pcw).

Zbytkový koeficient
Určuje zbytkový koeficient expanzní nádoby
Zbytkový koeficient = 1 – hladina naplnění

Účinnost
Vztah mezi maximální a čistou kapacitou nádrže.

Označuje možnost stanovení zbytkového koeficientu nádrže.
Konečný tlak by měl být o 10 % nižší než reakční tlak pojistného ventilu.

Účinnost se vypočítá podle vzorce:

Poznámka:
Tlak je indikován v absolutních barech.
Maximální přípustná účinnost nádrží Airfix je 60%

Konečný tlak Pe
Maximální přípustný tlak v systému. Konečný tlak odpovídá 90 % hodnoty odezvy pojistného ventilu.

Jmenovitý objem nádrže V brutto

Jmenovitá kapacita nádrže je určena následovně:

Příklad výpočtu expanzních nádrží teplé vodydalší zásoby:
Data:
— Objem kotle = 150 litrů
— Maximální teplota vody = 70 °C
— Tlak studené vody Рcw = 4 bar
— Nastavte tlak pojistného ventilu Рsv = 8 bar

Výpočet
Počáteční tlak v nádrži P0

Konečný tlak (průměrný) Pe

Zvýšení hlasitosti V:

Požadovaný maximální objem expanzní nádoby:

Vyberte nádrž s nejbližší kapacitou větší než 8,8 litru = 12 litrů