Expanzná nádoba pre uzavretý vykurovací systém: princíp činnosti a konštrukcia + ako vybrať a nainštalovať do systému

Správne vybraná a zapojená expanzná nádoba pre uzavretý vykurovací systém hrá dôležitú úlohu. Ochráni vykurovací okruh a predĺži pracovnú životnosť zariadenia. Uzavretá hermetická nádoba zbaví potreby donekonečna opravovať systém a meniť zariadenia. Stojí za to sa s ňou “zoznámiť”. Pravda?

Povieme vám o tom, ako vybrať uzavretý model expanznej nádoby v súlade s technickými údajmi systému. Poradíme, ako ju správne nainštalovať a zapojiť. Okrem toho sú v článku uvedené odporúčania, ktoré je potrebné dodržiavať na predĺženie životnosti zariadenia.

Účel uzavretých nádob

Všetky, bez ohľadu na objemy, výkon, sú určené na vyrovnávanie rozťažnosti teplonosného média (špeciálnych kvapalín, vody), ktoré nastáva pri zvýšení jeho teploty.

Robí sa to preto, aby sa predišlo deštruktívnym hydraulickým nárazom, poškodeniam fitiniek, armatúr, prasknutiu rúr vykurovacích systémov, vytlačeniu tesnení.

Akákoľvek uzavretá nádoba predstavuje oceľový hermetický rezervoár rozdelený na časti elastickou membránou, ktorá mení svoju polohu pri zvýšení/znížení teploty teplonosného média

Príklad: teplonosné médium (voda) sa rozťahuje o štyri percentá so zvýšením teploty na 95 °C. To je úplne dosť na vyradenie inžinierskeho systému z prevádzky.

Konštrukcia a komponenty expanzomatu

Každý takýto moderný výrobok pozostáva z nasledujúcich konštrukčných prvkov:

• krytu;
• komory pre teplonosné médium;
• plynovej komory, kam sa čerpá bežný vzduch alebo inertný plyn;
• membrány.

Variant naplnenia plynovej komory inertným plynom je výhodnejší, pretože zabezpečuje nádobe väčšiu trvanlivosť. Ale bežný vzduch je dostupnejší.

Membrána je vyrobená z elastických materiálov, preto je schopná meniť svoju polohu pri zvýšení alebo znížení teploty teplonosného média. Tento konštrukčný prvok býva membránového alebo balónového typu, pričom princíp činnosti je u nich analogický.

Pripojenie nádrží k vykurovaciemu systému sa uskutočňuje pomocou špeciálnej prípojky. Na plnenie plynom je určený ventil. Nádoby uzavretého typu sa vyrábajú v horizontálnom alebo vertikálnom usporiadaní, čo uľahčuje kompletizáciu vykurovacieho systému.

Moderné expanzné nádoby, určené na použitie v systémoch vykurovania, sú rôznych veľkostí a tvarov a ich pracovné charakteristiky sa radikálne líšia. Všetko uvedené umožňuje optimálny výber v každej situácii.

Nádoby určené na inštaláciu do uzavretých vykurovacích systémov sú vybavené manometrami na kontrolu vnútorného tlaku. Podobné výrobky, určené na montáž do systémov bežných súkromných domov, pracujú pri nízkych zaťaženiach nepresahujúcich 3,5 – 4 bar, preto nepotrebujú meracie prístroje.

Taktiež sú v predaji nádoby dvoch typov:

• s nevymeniteľnou alebo stacionárnou membránou membránového typu, to znamená, že jej prasknutie alebo opotrebenie si vyžiada výmenu celého zariadenia;
• s vymeniteľnou membránou balónového typu.

V prvom prípade sa výrobky vyznačujú prijateľnejšou cenou, v druhom vyššou funkčnosťou, opraviteľnosťou a trvanlivosťou.

Konštrukcia prírubových nádob umožňuje výmenu opotrebovanej alebo poškodenej membrány, pričom v niektorých prípadoch je to možné urobiť aj svojpomocne. Okrem toho sú vymeniteľné membrány schopné odolať vyššiemu tlaku.

Schéma činnosti expanznej nádoby

Keď je teplonosná látka studená, membrána nádoby zaberá čo najväčší priestor. Pri zvyšovaní teploty tlak na ňu stúpa.

V dôsledku toho uvedený konštrukčný prvok prekonáva odpor inertného plynu alebo vzduchu a mení svoju polohu, čím uvoľňuje viac miesta pre vzniknutý prebytok kvapaliny.

Expanzné nádoby sa nezúčastňujú na procese vykurovania miestností, ale ich úloha je viac než dôležitá. Každý takýto výrobok totiž zabraňuje poruchám vykurovacieho systému, ktoré môžu vzniknúť v dôsledku vodných rázov a zvýšeného tlaku teplonosnej látky.

Pri ochladzovaní teplonosnej látky nastáva opačný proces, ako je opísaný vyššie. Potom sa cykly mnohokrát opakujú.

Odporúčania pre výber nádoby

Najdôležitejšou vlastnosťou, na ktorú treba dbať pri výbere modelu expanznej nádoby, je objem jej nádrže. Pre uzavreté systémy s malým okruhom, v ktorom objem teplonosnej látky nepresahuje 150 l, nie je ťažké vypočítať kapacitu.

Takže by mala byť:

• pri použití vody ako teplonosnej látky — 10 % z objemu celého vykurovacieho systému (napríklad, ak je tento ukazovateľ 100 litrov, potom by expanzná nádoba mala pojať najmenej 10 litrov);
• pri použití glykolovej kvapaliny ako teplonosného média — 15% z objemu vykurovacieho systému.

V poslednom prípade musí byť nádrž väčšia kvôli väčšiemu koeficientu rozťažnosti uvedenej nemrznúcej zmesi.

Výhodou moderných expanzných nádrží je reakcia ich membrány na akúkoľvek zmenu teploty teplonosného média. To zaručuje bezpečnosť používania. Treba však pamätať na to, že nádrže sú určené na prevádzku v určitých podmienkach, preto ich treba správne vyberať.

Objem nádrže pre rozsiahlejšie systémy, v ktorých okruhu cirkuluje viac ako 150 l, je najvhodnejšie vypočítať pomocou parametra celkového objemu systému a tabuľky na výber nádrže.

Na výpočet celkového objemu systému možno použiť tieto spôsoby:

1. Zmerať objem teplonosného média cirkulujúceho vo všetkých jednotlivých prvkoch systému (kotol, radiátory, potrubia) s následným sčítaním získaných výsledkov. Tento spôsob je veľmi náročný, ale zároveň najpresnejší.
2. Vynásobiť každý kilowatt výkonu kotla číslom 15, pričom sa predpokladá, že v priemere na 1 kW pripadá približne 15 l teplonosného média. Tento spôsob je jednoduchý, treba však pamätať na to, že výsledku možno dôverovať len vtedy, ak ste si istí správnym výberom vykurovacieho telesa pre systém.
3. Vypustiť všetku vodu zo systému a znova ho naplniť, pričom sa vypočíta potrebný objem v litroch.

Na výpočet potrebného objemu nádržky možno tiež použiť vzorce alebo online kalkulačku. Na to je potrebné poznať objem teplonosného média, jeho teplotu a tlak v systéme.

Spôsob so vzorcami je zložitejší a získaný objem sa nebude výrazne líšiť od hrubého výpočtu uvedeného vyššie. Navyše, zistenú hodnotu bude potrebné zaokrúhliť nahor.

Mnohí výrobcovia expanzných nádrží ponúkajú spotrebiteľovi pomoc pri výbere vhodnej nádrže. Na tento účel poskytujú tabuľky, ktoré uľahčujú výber. Pravdou je, že vždy uvádzajú, že poskytnuté informácie majú len odporúčací charakter a zodpovednosť v každom prípade nesie kupujúci.

Najpraktickejším riešením pri výbere bude expanzná nádržka určená pre vykurovacie systémy uzavretého typu, vybavená poistným ventilom.

Dôvodom je, že pri zvýšení tlaku na kritické hodnoty zariadenie začne pracovať a vypustí ho. To znamená, že uvedený ventil dokáže výrazne zvýšiť bezpečnosť celého vykurovacieho systému.

Pri kúpe nádrže treba brať do úvahy, že na označenie expanzných nádrží používaných na vykurovanie sa najčastejšie používa červená farba.

Takáto vlastnosť pomôže odlíšiť potrebný výrobok od iných podobných, napríklad od nádržiek na vodovod podobných veľkosťou a tvarom – hydroakumulátorov, ktoré sú prevažne pokryté modrým smaltom.

V prípade potreby je však možné nájsť nádrže rôznych farieb, čo pomôže umiestniť potrebnú v akejkoľvek miestnosti bez zníženia jej estetických kvalít.

Nádoby môžu byť horizontálne alebo vertikálne a výrobcovia tiež umožňujú ich upevnenie na rôznych miestach. Na tento účel sú výrobky vybavené rôznymi príslušenstvom. Pri kúpe by ste na to mali dbať a vopred si určiť optimálnu variantu.

Taktiež by ste mali pri výbere dbať na kvalitu materiálov použitých pri výrobe telesa nádoby a membrány. A na existenciu záruky na zakúpené zariadenie a návodu na montáž a jeho pripojenie do systému.

Ako vykonať montáž?

Neexistujú žiadne významné obmedzenia ovplyvňujúce miesto inštalácie expanznej nádoby v systéme. Napriek tomu je vhodné inštalovať ju na akomkoľvek vhodnom mieste spätného potrubia existujúceho vykurovacieho systému.

Dôvodom je, že tam je chladiaca kvapalina chladnejšia. A to umožňuje výrazne predĺžiť životnosť expanznej nádoby a jej membrány.

Okrem toho, ak je nádoba nainštalovaná v blízkosti kotla na tuhé palivo, môže sa v určitých situáciách dostať para do komory pre chladiacu kvapalinu. V dôsledku toho nádoba stratí schopnosť kompenzovať expanziu chladiacej kvapaliny.

Inštalácia nádrže môže byť vykonaná dvoma spôsobmi. Patrí medzi ne montáž:

• na stenu;
• na podlahu.

Treba však chápať, že prvý variant je určený len pre prípady, keď má expanzná nádoba mierny objem.

Nádoby by sa mali inštalovať čo najďalej od kotlov. A optimálnym riešením bude jej umiestnenie v spätnom potrubí. Pretože teplota chladiacej kvapaliny je tam výrazne nižšia, čo vylučuje predčasné zlyhanie membrány.

Nešetrite na pripojení nádoby k vykurovaciemu systému.

Uvedený postup by sa mal vykonávať s použitím:

• odrezávacieho ventilu s tzv. „amerikou“ – tento konštrukčný prvok umožní rýchle vyradenie nádrže z prevádzky a v prípade potreby jej výmenu bez toho, aby ste museli čakať na ochladenie chladiacej kvapaliny;
• T-kusu s vypúšťacím ventilom, čo umožní pred výmenou nádoby rýchlo ju vyprázdniť;
• manometra na meranie tlaku;
• poistného ventilu alebo vsuvky na reguláciu tlaku vnútri zariadenia.

Po montáži nádrže je potrebné ju správne nastaviť, berúc do úvahy odporúčania výrobcu uvedené v návode k zakúpenému zariadeniu. Aby tlak v nádrži bol primeraný, t.j. nižší ako v systéme, čo umožní membráne deformovať sa pri ohreve teplonosnej kvapaliny.

Ak výpočty neboli vykonané správne a v systéme vykurovania je umiestnená nádrž menšieho objemu, ako je potrebné, potom nezvládne svoje úlohy, ale chybu je možné opraviť.

Preto je potrebné zakúpiť a nainštalovať do systému druhú nádobu. Jej objem tvorí rozdiel medzi potrebným objemom a objemom nádrže už pracujúcej v systéme. Takýto spôsob zníži finančné straty.

Technická údržba počas prevádzky

Je potrebné pamätať, že počas prestávok v používaní nádrže, rovnako ako ostatné komponenty vykurovacieho systému, treba vyprázdniť a následne vysušiť. Tento bod by sa nemal ignorovať, pretože jeho nedodržanie povedie k vzniku korózie a skráteniu životnosti.

Hlavným konštrukčným prvkom, ktorý reaguje na zmeny tlaku zo strany teplonosnej kvapaliny, je elastická membrána. Na ňu z jednej strany pôsobí neutrálny plyn (napríklad dusík) alebo vzduch a z druhej strany tlak od teplonosnej kvapaliny. Membrána zaujíma polohu v závislosti od toho, z ktorej strany je silnejší účinok.

Pri používaní akejkoľvek uzavretej nádrže by mali majitelia pravidelne vykonávať rad jednoduchých úkonov.

Ktoré zahŕňajú:

• pravidelné kontroly zamerané na zistenie korózie, mechanických poškodení – takýto postup by sa mal vykonávať dvakrát ročne;
• kontrola tlaku v systéme, ktorá sa vykonáva každých šesť mesiacov;
• pravidelné kontroly integrity membrány – tieto operácie sa vykonávajú podľa odporúčaní výrobcu.

A okrem toho, počas celej prevádzky budú musieť používatelia dodržiavať požiadavky týkajúce sa prípustných noriem teploty a tlaku.

Na opravu nádrží by sa mali používať výhradne originálne súčiastky, pretože to zabezpečí nielen potrebný výkon, ale aj bezpečnosť používania.

S pravidlami a zvláštnosťami výberu expanznej nádrže pre vykurovacie systémy otvoreného typu vás oboznámi nasledujúci článok, ktorý by si mali prečítať majitelia domov s otvorenými vykurovacími okruhmi.

Závery a užitočné video k téme

Prvé video pomôže pochopiť vlastnosti moderných expanzných nádrží a ich správny výber:

Nasledujúci videozáznam poskytne možnosť pochopiť, ako správne vykonať montáž zakúpenej expanznej nádrže:

Nádrž uzavretého typu je praktickým, trvanlivým, efektívnym a bezpečným riešením pre vykurovací systém. Avšak na dosiahnutie očakávaného výsledku je potrebné vykonať správny výber a montáž výrobku do vykurovacieho systému a jeho nastavenie.

Napíšte, prosím, komentáre v bloku nižšie, podeľte sa o užitočné informácie a fotografie k téme článku. Povedzte o tom, ako ste vyberali uzavretú nádrž pre vykurovací systém v záhradnom dome. Odhaľte svoje technologické tajomstvá, ktoré budú užitočné pre návštevníkov stránky.