Tlak v expanznej nádobe plynového kotla: normy + ako nahustiť a nastaviť

Jednookruhový alebo dvojokruhový plynový kotol – to je zariadenie, ktoré spríjemňuje náš život v dome alebo byte. Výrobcovia dnes ponúkajú obrovský sortiment plynových spotrebičov, ktoré sa líšia výkonom, funkčnosťou a spôsobom inštalácie. Avšak aj tie najdrahšie a najspoľahlivejšie modely môžu zlyhať. Súhlaste, nie je veľmi príjemné zostať v zimný večer bez tepla a teplej vody.

Po analýze možných príčin porúch plynových zariadení sme dospeli k záveru – najčastejšie poruchy v prevádzke vznikajú z dôvodu, že je nesprávne nastavený tlak v expanznej nádobe plynového kotla alebo ohrievača vody. V článku si objasníme, na čo slúži expanzný zásobník, ako do neho samostatne napumpovať vzduch a nastaviť optimálny tlak.

Na čo slúži expanzný zásobník?

Počas zahrievania má voda tendenciu expandovať – pri zvyšovaní teploty sa zväčšuje objem kvapaliny. V okruhu vykurovacieho systému začne rásť tlak, ktorý môže deštruktívne pôsobiť na plynové zariadenie a celistvosť potrubí.

Expanzný zásobník (expanzomat) plní funkciu prídavného rezervoára, do ktorého je tlakom vytláčaná prebytočná voda vzniknutá v dôsledku zahrievania. Keď kvapalina vychladne a tlak sa stabilizuje, voda sa potrubím vracia späť do systému.

Expanzný zásobník plní funkciu ochranného nárazníka, tlmí hydrodynamické rázy, ktoré sa neustále vytvárajú v systéme vykurovania v dôsledku častého zapínania a vypínania čerpadla, a tiež vylučuje pravdepodobnosť vzniku vzduchových vreciek.

Aby sa znížila pravdepodobnosť vzniku vzduchových vreciek a zabránilo poškodeniu plynového kotla vodným rázom, expanznú nádobu treba namontovať pred tepelným generátorom, na spiatočke.

Existujú dva rôzne varianty prevedenia tlmiacich nádob: otvorené a uzavreté typy. Líšia sa nielen konštrukciou, ale aj spôsobom a miestom inštalácie. Pozrime sa na podrobnejšie vlastnosti každého z týchto typov.

Expanzný zásobník otvoreného prevedenia

Nádrž otvoreného typu sa montuje v hornom bode vykurovacej sústavy. Nádoby sú vyrobené z ocele. Najčastejšie majú obdĺžnikový alebo valcovitý tvar.

Zvyčajne sa takéto expanzné nádrže inštalujú na pôde alebo v podkroví. Možná je montáž pod strechou. Je nevyhnutné venovať pozornosť tepelnej izolácii konštrukcie.

V štruktúre nádrže otvoreného typu sa nachádza niekoľko odbočiek: na prívod vody, odvod vychladnutej kvapaliny, prívod kontrolného potrubia, ako aj výstupná trubička na odvod teplonosného média do kanalizácie. Viac o konštrukcii a typoch nádrže otvoreného typu sme napísali v našom inom článku.

Funkcie nádrže otvoreného typu:

• kontroluje hladinu teplonosného média v okruhu vykurovania;
• ak sa v sústave zníži teplotný režim, kompenzuje objem teplonosného média;
• keď sa mení tlak v sústave, nádrž vykonáva funkciu vyrovnávacej zóny;
• nadbytočné teplonosné médium odstraňuje zo sústavy do kanalizácie;
• odvádza vzduch z okruhu.

Napriek funkčnosti otvorených expanzných nádrží sa už prakticky nepoužívajú. Pretože majú množstvo nevýhod, napríklad veľký rozmer nádrže, náchylnosť na koróziu. Ich inštalácia sa vykonáva do vykurovacích sústav, ktoré pracujú iba s prirodzenou cirkuláciou vody.

Expanzomat uzavretého typu

Vo vykurovacích sústavách s uzavretým okruhom sa zvyčajne montuje membránová expanzná nádrž, je optimálne vhodná pre akýkoľvek typ plynového kotla a má veľké množstvo výhod.

Expanzomat – je hermetická nádoba, ktorá je v strede rozdelená elastickou membránou. V prvej polovici sa budú umiestňovať nadbytočná voda a v druhej – obyčajný vzduch alebo dusík.

Uzavreté expanzné nádrže na vykurovanie sú spravidla natreté na červeno. Vo vnútri nádržky je umiestnená membrána, je vyrobená z gumy. Nevyhnutný prvok na udržiavanie tlaku v expanznej nádržke.

Kompenzačné nádrže s membránou sa môžu vyrábať v tvare pologule alebo vo forme balóna. To je celkom vhodné na použitie vo vykurovacej sústave s plynovým kotlom. Odporúčame sa podrobnejšie oboznámiť s osobitosťami montáže nádrží uzavretého typu.

Výhody membránových typov nádržiek:

• jednoduchosť samostatnej inštalácie;
• odolnosť voči korózii;
• prevádzka bez pravidelného dopĺňania teplonosného média;
• absencia kontaktu vody so vzdušným prostredím;
• prevádzkyschopnosť v podmienkach zvýšenej záťaže;
• hermetickosť.

Plynové závesné zariadenie je zvyčajne vybavené expanznou nádržou. Ale nie vždy je dodatočný rezervár z výroby správne nastavený a môže sa okamžite zapojiť do prevádzky vykurovania.

Tlak vzduchu v expanznej nádobe

Hodnota tlaku vzduchu alebo dusíka v expanznej nádobe pre rôzne plynové kotly nie je rovnaká, všetko závisí od typu zariadenia a konštrukčných vlastností. Normy uvádza výrobca v návode na použitie.

Zvyčajne je tlak v novej tlmiaccej nádobe 1,5 atm. Takéto nastavenie však nemusí vyhovovať konkrétnemu vykurovaciemu systému. Výrobné parametre je možné jednoducho resetovať. Na tento účel je v tele expanznej nádoby špeciálna prípojka (u niektorých výrobcov je to ventil na dofukovanie), prostredníctvom ktorej sa reguluje tlak vzduchu.

Nippel sa nachádza na strane vzduchovej komory nádoby. Pomocou neho možno vypustiť prebytočný tlak alebo naopak nádobu dofúkať.

Pre normálne fungovanie plynového kotla je potrebné, aby tlak v membránovej nádobe bol o 0,2 atm nižší ako v samotnom systéme. Inak zväčšený objem ohriatej vody nebude môcť vstúpiť do nádoby.

V malých domoch a bytoch pre uzavreté vykurovacie systémy je zvyčajne prípustný tlak v expanznej nádobe v rozmedzí 0,8–1,0 bar (atm). Nie však menej ako 0,7 bar, pretože mnohé plynové kotly majú ochranu a prístroj sa jednoducho nezapne.

Úroveň tlaku nádoby je potrebné kontrolovať každoročne. Ak sa zaznamenajú skoky tlaku vo vykurovacom systéme, znamená to, že z tlmiaccej nádoby unikol vzduch a treba ju dofúkať.

Ako nastaviť optimálny tlak?

Na vykurovacom systéme sú manometre, pomocou ktorých sa kontroluje tlak v okruhu. Na samotnej expanznej nádobe však nie je prípojka na inštaláciu meracieho prístroja. Namiesto toho je tam nippel alebo ventil na vypúšťanie a dofukovanie vzduchu alebo plynu. Nippel je rovnaký ako na kolesách áut. Preto možno skontrolovať úroveň tlaku a nastaviť ho pomocou bežného automobilového kompresora s manometrom.

Na dofúkanie vzduchu do expanznej nádoby postačí aj najjednoduchší ručný automobilový kompresor s manometrom alebo automatický kompresor.

Pred tým, ako vypustíte prebytočný tlak alebo dofúkate vzduchom expanznú nádobu domáceho plynového kotla, je potrebné pripraviť systém. Automobilový manometer ukazuje hodnotu v MPa, získané údaje je potrebné previesť na atmosféry alebo bary: 1 bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmus merania tlaku:

1. Vypnite plynový kotol. Počkajte, kým voda neprestane cirkulovať v systéme.
2. V úseku s expanznou nádobou uzavrite všetky uzatváracie ventily a cez drenážnu prípojku vypustite teplonosnú kvapalinu. Pre kotly so zabudovanou nádobou sa uzatvára spätný okruh a tiež prívod vody.
3. Pripojte k niplu nádoby kompresor.
4. Dofúkajte vzduch na hodnotu 1,5 atm. Chvíľu počkajte, aby vytekli zvyšky vody, a znova vpustite vzduch.
5. Uzatvorte ventily uzatváracej armatúry a pomocou kompresora dotlačte tlak na hodnoty uvedené v dokumentácii alebo na úroveň — tlak v systéme mínus 0,2 atm. V prípade preplnenia nádrže prepustite prebytočný vzduch.
6. Vyberte čerpadlo z vsuvky, zaskrutkujte uzáver a uzatvorte vypúšťacie hrdlo. Do systému nalejte vodu.

Správnosť nastavenia tlaku vzduchu môžete skontrolovať, keď kotol dosiahne pracovné parametre.

Ak je nádrž správne natlakovaná, ručička manometra prístroja pri meraní ukáže plynulý nárast tlaku bez akýchkoľvek skokov a trhnutí.

Pri nesprávnom nastavení tlaku vzduchu v expanznej nádobe môže dôjsť k poruchám v celom vykurovacom systéme. Ak je expanzomat preplnený, kompenzačné vlastnosti nebudú fungovať. Vzduch totiž vytlačí prebytočnú zohriatu vodu z nádoby, čím zvýši tlak v potrubiach vykurovacieho systému.

Pri príliš nízkom tlaku v kompenzačnej nádobe voda jednoducho pretlačí membránu a naplní celý rezervoár. V dôsledku toho pri zvýšení teploty vykurovacieho média aktivuje poistný ventil.

Niekedy v dvojkotlových plynových kotloch dôjde k aktivácii poistných ventilov aj pri správnom nastavení tlaku vstavanej expanznej nádoby. To signalizuje, že objem nádoby je pre takýto vykurovací systém príliš malý. V tejto situácii sa odporúča namontovať dodatočnú hydronádrž.

Účel prídavného zásobníka dvojokruhového kotla

Spravidla majú vstavané kompenzačné nádoby v plynových kotloch objem približne 6-8 litrov. Sú navrhnuté na kompenzáciu rozťažnosti 120 litrov vykurovacieho média cirkulujúceho vo vykurovacom systéme. Pri bežných prevádzkových podmienkach pre malý byt alebo dom takáto expanzná nádoba postačuje.

Pri inštalácii radiátorov neštandardného tvaru a veľkostí je nevyhnutné vybaviť vykurovací systém dodatočnou expanznou nádobou. Do takýchto batérií sa totiž zmestí viac vody.

Ak je vykurovaná plocha veľká, je nainštalované podlahové kúrenie alebo veľa radiátorov v miestnostiach, objem štandardnej vstavanej nádoby bude nedostatočný, pretože sa používa viac vody.

Pri zahrievaní prebytočné vykurovacie médium úplne naplní nádobu. A keďže v rezervoári nezostáva voľné miesto, tlak vody sa vo vykurovacom systéme zvýši a dôjde k núdzovému vypusteniu prostredníctvom poistného ventilu. Potom sa plynový kotol už pravdepodobne nebude môcť automaticky spustiť.

Aby sa predišlo takýmto negatívnym následkom, do vykurovacieho systému sa inštaluje dodatočná expanzná nádoba s membránou v konštrukcii pre dvojkotlový plynový kotol. Keď sa štandardný rezervoár úplne naplní, voda odíde do záložnej hydronádrže. Po ochladení sa kvapalina vráti do radiátorov.

Výpočet objemu expanzného zásobníka

Zabezpečiť stabilnú prevádzku vykurovacieho systému nie je zložité, hlavne správne zvoliť objem kompenzačnej nádoby. Výpočet objemu expanznej nádoby by sa mal vykonávať s ohľadom na najintenzívnejší režim prevádzky plynového kotla. Pri prvých spúšťaniach vykurovania teplota vzduchu ešte nie je veľmi nízka, takže zariadenie bude pracovať so stredným zaťažením. S príchodom mrazov sa voda ohrieva viac a jej množstvo sa zvyšuje, čo si vyžaduje viac dodatočného miesta.

Odporúča sa vybrať nádrž s objemom aspoň 10–12 % z celkového množstva kvapaliny vo vykurovacom systéme. Inak by nádrž nemusela zvládnuť záťaž.

Presný objem expanznej nádoby si môžete vypočítať sami. Na to najprv určite množstvo teplonosnej látky v celom vykurovacom systéme.

Spôsoby výpočtu objemu vody vo vykurovacom systéme:

1. Úplne vypustite teplonosnú látku z rúr do vedier alebo inej nádoby, aby ste mohli vypočítať objem v litroch.
2. Naplňte vodu do rúr cez vodomer.
3. Sčítajte objemy: objem kotla, množstvo kvapaliny v radiátoroch a rúrach.
4. Výpočet podľa výkonu kotla – výkon nainštalovaného kotla sa vynásobí 15. To znamená, že pre kotol 25 kW bude potrebných 375 litrov vody (25*15).

Po vypočítaní množstva teplonosnej látky (príklad: 25 kW*15=375 litrov vody) sa vypočíta objem expanznej nádoby.

Metód je veľa, ale nie všetky sú presné a množstvo vody, ktoré sa zmestí do vykurovacieho systému, môže byť výrazne väčšie. Preto sa objem expanznej nádoby vždy vyberá s malou rezervou.

Metódy výpočtu sú pomerne zložité. Pre jednopodlažné domy sa používa nasledujúci vzorec:

Objem expanznej nádoby = (V*E)/D,

Kde

• D – ukazovateľ účinnosti nádoby;
• E – koeficient rozťažnosti kvapaliny (pre vodu – 0,0359);
• V – množstvo vody v systéme.

Ukazovateľ účinnosti nádoby získame podľa vzorca:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Kde

• Ps=0,5 bar – to je ukazovateľ tlaku nabíjania expanznej nádoby;
• Pmax – maximálny tlak vykurovacieho systému, v priemere 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Pre systém s výkonom kotla 25 kW bude potrebná expanzná nádoba s objemom: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

A hoci v dvojkruhovom plynovom kotli je už zabudovaný rezervoár s objemom 6–8 l, pri pohľade na výsledky výpočtov chápeme, že stabilné fungovanie vykurovacieho systému bez inštalácie dodatočnej expanznej nádoby nebude možné.

Závery a užitočné video k téme

Naučiť sa samostatne vypočítať objem expanznej nádoby a nastaviť jej tlak je možné po zhliadnutí nižšie uvedených video materiálov.

Jednoduchý spôsob určenia objemu expanznej nádoby:

Inštrukcia na samostatné nastavenie úrovne tlaku v expanznej nádobe:

Plynové kotly musia byť povinne vybavené expanznými nádobami. Tieto „absorbujú“ prebytočnú teplonosnú látku, ktorá vznikla v dôsledku zahrievania, a zabraňujú vzniku vzduchových vreciek. V dvojokruhových typoch zariadení sú takéto zariadenia zabudované, ale často ich objem nie je dostatočný na bezporuchové fungovanie vykurovania.

Výber kompenzačných nádrží by sa mal riadiť podľa hodnôt tlaku a objemu teplonosnej látky v systéme. Je dôležité správne nastaviť nádrž, inak nebude schopná zabezpečiť neprerušovanú a stabilnú prevádzku plynového kotla.

Ostali vám otázky ohľadom načerpania a nastavenia tlaku v expanznej nádobe? Položte ich v bloku komentárov – naši experti a ostatní návštevníci stránky sa vám pokúsia pomôcť.