Jak správně načerpat tlak v kotli?

Jednookruhový nebo dvouokruhový plynový kotel je zařízení, které nám zpříjemňuje život v domě či bytě. Výrobci nyní vyrábějí obrovskou škálu plynových spotřebičů, které se liší výkonem, funkčností a způsobem instalace. I ty nejdražší a nejspolehlivější modely však mohou selhat. Souhlasíte, není moc příjemné zůstat v zimním večeru bez tepla a teplé vody.

Po analýze možných příčin poruch plynového zařízení jsme dospěli k závěru, že k poruchám nejčastěji dochází v důsledku nesprávného nastavení tlaku v expanzní nádrži plynového kotle nebo ohřívače vody. V tomto článku zjistíme, proč je potřeba expanzní nádrž, jak do ní pumpovat vzduch a nastavit optimální tlak.

Proč je potřeba expanzní nádoba?

Při zahřátí má voda tendenci se rozpínat – jak teplota stoupá, objem kapaliny se zvětšuje. V okruhu topného systému se začíná zvyšovat tlak, což může mít destruktivní vliv na plynové zařízení a celistvost potrubí.

Expanzní nádoba (expanzomat) slouží jako přídavná nádrž, do které se vytlačuje přebytečná voda vzniklá ohřevem. Když se kapalina ochladí a tlak se stabilizuje, vrací se potrubím zpět do systému.

Expanzní nádoba působí jako ochranný nárazník, tlumí vodní ráz, který se neustále tvoří v topném systému častým zapínáním a vypínáním čerpadla, a také eliminuje možnost vzduchových bloků.

Aby se snížila pravděpodobnost vzduchových uzávěrů a zabránilo se poškození plynového kotle vodním rázem, měla by být expanzní nádoba namontována před generátorem tepla na vratném potrubí

Existují dva různé typy nádrží klapek: otevřené a uzavřené typy. Liší se nejen designem, ale také způsobem a místem instalace. Podívejme se na vlastnosti každého z těchto typů podrobněji.

Otevřete expanzní nádobu

Nádrž otevřeného typu je namontována v horním bodě topného systému. Nádoby jsou vyrobeny z oceli. Nejčastěji mají obdélníkový nebo válcový tvar.

Obvykle jsou takové expanzní nádrže instalovány v podkroví nebo podkroví. Instalace pod střechou je možná. Je bezpodmínečně nutné věnovat pozornost tepelné izolaci konstrukce

Konstrukce otevřené nádrže má několik výstupů: pro přívod vody, odvod chlazené kapaliny, vstup pro regulační potrubí a také výstupní potrubí pro vypouštění chladicí kapaliny do kanalizace. Více o struktuře a typech otevřené nádrže jsme psali v našem jiném článku.

Funkce otevřené nádrže:

• řídí hladinu chladicí kapaliny v topném okruhu;
• pokud se teplota v systému snížila, kompenzuje objem chladicí kapaliny;
• při změně tlaku v systému funguje nádrž jako nárazníková zóna;
• odstraňuje přebytečnou chladicí kapalinu ze systému do kanalizačního systému;
• odstraňuje vzduch z okruhu.

Navzdory funkčnosti otevřených expanzních nádrží se již prakticky nepoužívají. Protože mají mnoho nevýhod, například velké rozměry nádoby, sklon ke korozi. Instalují se do topných systémů, které pracují pouze s přirozenou cirkulací vody.

Uzavřená expanzní komora

V topných systémech s uzavřeným okruhem se obvykle instaluje membránová expanzní nádoba, která je optimálně vhodná pro jakýkoli typ plynového kotle a má mnoho výhod.

Expansomat je hermetická nádoba, která je uprostřed rozdělena elastickou membránou. První polovina bude obsahovat přebytečnou vodu a druhá polovina bude obsahovat běžný vzduch nebo dusík.

Uzavřené expanzní nádoby pro vytápění jsou obvykle natřeny červenou barvou. Uvnitř nádrže je membrána, je vyrobena z gumy. Nezbytný prvek pro udržení tlaku v expanzní nádobě

Kompenzační nádrže s membránou mohou být vyrobeny ve tvaru polokoule nebo ve formě válce. Což je docela vhodné pro použití v topném systému s plynovým kotlem. Doporučujeme, abyste se podrobněji seznámili s vlastnostmi instalace uzavřených nádrží.

Výhody membránových typů nádrží:

• snadná samoinstalace;
• odolnost proti korozi;
• pracovat bez pravidelného přidávání chladicí kapaliny;
• nedostatek kontaktu vody se vzduchem;
• výkon při vysokém zatížení;
• těsnost.

Plynové nástavce jsou obvykle vybaveny expanzní nádobou. Ne vždy je ale přídavná nádrž z výroby správně nakonfigurována a může okamžitě začít topit.

Tlak vzduchu v expanzní nádobě

Tlak vzduchu nebo dusíku v expanzní nádrži nebude stejný pro různé plynové kotle, vše závisí na typu zařízení a konstrukčních prvcích. Normy jsou uvedeny výrobcem v pasu produktu.

Typicky je tlak v nové tlumicí nádrži 1,5 atm. Toto nastavení však nemusí být vhodné pro konkrétní topný systém. Tovární nastavení lze snadno obnovit. Pro tyto účely je v pouzdře expanzní nádoby (u některých výrobců šoupátkový ventil pro čerpání) speciální armatura, kterou se nastavuje tlak vzduchu.

Vsuvka je umístěna na straně vzduchové komory válce. S jeho pomocí můžete uvolnit přetlak nebo naopak nádrž načerpat

Pro normální fungování plynového kotle je nutné, aby tlak v membránové nádrži byl o 0,2 atm nižší než v samotném systému. V opačném případě se ohřátá voda se zvýšeným objemem nebude moci dostat do nádoby.

V malých domech a bytech pro uzavřené topné systémy je tlak v expanzní nádobě obvykle přijatelný v rozmezí 0,8-1,0 bar (atm). Ale ne méně než 0,7 baru, protože mnoho plynových kotlů má ochranu a zařízení se jednoduše nezapne.

Hladina tlaku v nádrži by měla být kontrolována každoročně. Pokud jsou v topném systému zaznamenány tlakové rázy, znamená to, že z nádrže klapky vyšel vzduch a je třeba jej načerpat.

Jak nastavit optimální tlak?

Topný systém má manometry, které kontrolují tlak v okruhu. Na samotné expanzní nádrži není žádná armatura pro instalaci měřícího zařízení. Existuje ale vsuvka nebo cívka pro vypouštění a čerpání vzduchu nebo plynu. Vsuvka je stejná jako na kolech auta. Proto můžete hladinu tlaku kontrolovat a upravovat pomocí běžné auto pumpy s manometrem.

K čerpání vzduchu do expanzní nádoby se bude hodit i jednoduchá automobilová ruční pumpa s manometrem nebo automatickým kompresorem.

Před vypuštěním přetlaku nebo čerpáním vzduchu do expanzní nádoby domácího plynového kotle je nutné systém připravit. Tlakoměr automobilu ukazuje hodnotu v MPa získané údaje je nutné převést na atmosféry nebo bary: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmus měření tlaku:

1. Vypněte plynový kotel. Počkejte, až voda přestane cirkulovat systémem.
2. V prostoru s hydraulickou nádrží uzavřete všechny uzavírací ventily a vypusťte chladicí kapalinu přes vypouštěcí armaturu. U kotlů s vestavěným zásobníkem je uzavřen zpětný tok a také přívod vody.
3. Připojte čerpadlo k vsuvce nádrže.
4. Napumpujte vzduch na 1,5 atm. Chvíli počkejte, než se zbývající voda vylije, a poté znovu pusťte vzduch dovnitř.
5. Uzavřete ventily uzavíracích ventilů a pomocí kompresoru načerpejte tlak na parametry uvedené v pasportu nebo na úroveň – tlak v systému mínus 0,2 atm. Pokud je nádrž čerpána, uvolňuje se přebytečný vzduch.
6. Vyjměte čerpadlo z vsuvky, našroubujte uzávěr a uzavřete vypouštěcí armaturu. Naplňte systém vodou.

Správné nastavení tlaku vzduchu můžete zkontrolovat, když kotel dosáhne provozních parametrů.

Pokud je nádrž správně nafouknutá, pak ručička na tlakoměru přístroje během měření ukáže plynulé zvýšení tlaku bez jakýchkoli skoků nebo trhnutí

Při nesprávném nastavení tlaku vzduchu v expanzní nádobě může dojít k poruše celého topného systému. Pokud je expanzní nádrž přefouknutá, kompenzační vlastnosti nebudou fungovat. Protože vzduch bude vytlačovat přebytečnou ohřátou vodu z nádrže, čímž se zvýší tlak v potrubí topného systému.

A při podhodnocených hodnotách tlaku kompenzační nádrže voda jednoduše protlačí membránu a naplní celou nádrž. V důsledku toho se při zvýšení teploty chladicí kapaliny spustí pojistný ventil.

Někdy u dvouokruhových plynových kotlů fungují pojistky, i když je tlak vestavěné expanzní nádoby správně nastaven. To znamená, že objem nádrže je pro takový topný systém příliš malý. V této situaci se doporučuje nainstalovat přídavnou hydraulickou nádrž.

Účel přídavné nádrže dvouokruhového kotle

Vestavěné kompenzační nádrže v plynových kotlích mají zpravidla objem asi 6-8 litrů. Jsou navrženy tak, aby kompenzovaly expanzi 120 litrů chladicí kapaliny cirkulující v topném systému. Za běžných provozních podmínek taková expanzní nádoba stačí do malého bytu nebo domu.

Při instalaci radiátorů nestandardního tvaru a velikosti musí být topný systém vybaven přídavnou expanzní nádobou. Protože tyto baterie drží více vody

Pokud je topná plocha velká, jsou instalovány vyhřívané podlahy nebo je v místnostech mnoho radiátorů, objem standardní vestavěné nádrže bude malý, protože se spotřebuje více vody.

Při zahřátí přebytečná chladicí kapalina zcela zaplní nádrž. A protože v nádrži nezbývá volné místo, v samotném topném systému se zvýší tlak vody a dojde k nouzovému uvolnění pojistným ventilem. Poté je nepravděpodobné, že by plynový kotel mohl začít pracovat automaticky.

Aby se předešlo takovým negativním důsledkům, je v topném systému instalována přídavná expanzní nádrž s membránou v provedení pro dvouokruhový plynový kotel. Když je standardní nádrž zcela naplněna, voda jde do rezervní hydraulické nádrže. Po ochlazení se kapalina vrací zpět do radiátorů.

Výpočet objemu expanzní nádoby

Není obtížné zajistit stabilní provoz topného systému, hlavní věcí je správně zvolit objem kompenzační nádrže. Objem expanzní nádrže by měl být vypočten s ohledem na nejintenzivnější provozní režim plynového kotle. Při prvním spuštění topení není teplota vzduchu ještě příliš nízká, takže zařízení bude pracovat při průměrné zátěži. S příchodem mrazů se voda více ohřívá a její množství se zvyšuje, což vyžaduje další další prostor.

Doporučuje se vybrat nádrž s kapacitou alespoň 10-12% z celkového množství kapaliny v topném systému. V opačném případě by nádrž nemusela zvládnout zátěž.

Můžete nezávisle vypočítat přesnou kapacitu expanzní nádrže. K tomu nejprve určete množství chladicí kapaliny v celém topném systému.

Metody pro výpočet objemu vody v topném systému:

1. Zcela vypusťte chladicí kapalinu z potrubí do kbelíků nebo jiné nádoby, aby bylo možné vypočítat výtlak.
2. Nalijte vodu do potrubí přes vodoměr.
3. Objemy se sečtou: kapacita kotle, množství kapaliny v radiátorech a potrubí.
4. Výpočet na základě výkonu kotle – výkon instalovaného kotle se vynásobí 15. To znamená, že na kotel o výkonu 25 kW budete potřebovat 375 litrů vody (25 * 15).

Po výpočtu množství chladicí kapaliny (příklad: 25 kW * 15 = 375 litrů vody) se vypočítá objem expanzní nádrže.

Existuje mnoho metod, ale ne všechny jsou přesné a množství vody, které se vejde do topného systému, může být mnohem větší. Proto je objem expanzní nádrže vždy zvolen s malou rezervou

Metody výpočtu jsou poměrně složité. Pro jednopatrové domy použijte následující vzorec:

Objem expanzní nádoby = (V*E)/D,

• D – ukazatel účinnosti nádrže;
• Е – koeficient roztažnosti kapaliny (pro vodu – 0,0359);
• V – množství vody v systému.

Ukazatel účinnosti nádrže se získá pomocí vzorce:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

• Ps=0,5 bar je ukazatel plnicího tlaku expanzní nádoby;
• Pmax — maximální tlak topného systému v průměru 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Pro systém o výkonu kotle 25 kW bude potřeba expanzní nádoba o objemu: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

A přestože dvouokruhový plynový kotel již má vestavěnou 6-8 litrovou nádrž, při pohledu na výsledky výpočtu chápeme, že stabilní provoz topného systému nebude možný bez instalace přídavné expanzní nádoby.

Závěry a užitečné video k tématu

Můžete se naučit, jak samostatně vypočítat objem hydraulické nádrže a upravit její tlak, sledováním videí níže.

Jednoduchý způsob, jak určit objem expanzní nádrže:

Pokyny pro samočinné nastavení úrovně tlaku v expanzní nádobě:

Plynové kotle musí být vybaveny expanzními nádobami. „Pohlcují“ přebytečnou chladicí kapalinu vznikající při zahřívání a zabraňují tvorbě vzduchových kapes. Ve dvouokruhových typech zařízení jsou taková zařízení instalována, ale často jejich objem nestačí pro bezproblémový provoz topení.

Kompenzační nádrže by měly být vybrány na základě tlaku a objemu chladicí kapaliny v systému. Je důležité správně nakonfigurovat nádrž, jinak nebude schopna zajistit nepřerušovaný a stabilní provoz plynového kotle.

Máte ještě dotazy ohledně čerpání a úpravy tlaku v expanzní nádobě? Zeptejte se v bloku komentářů – naši odborníci a další návštěvníci webu se vám pokusí pomoci.

Expanzní nádoba je nezbytnou součástí každého topného systému bez ohledu na jeho typ – otevřený nebo uzavřený – nebo typ kotle – plynový, elektrický, na tuhá paliva. Vyrovnává změny objemu chladicí kapaliny v závislosti na teplotě a zajišťuje správnou činnost všech topných těles: kotle, oběhového čerpadla, radiátorů. Jaký by měl být tlak v expanzní nádrži, jak jej zkontrolovat, kde je nejlepší místo pro instalaci takové součásti – to bude diskutováno níže.

Jmenování

Obrázek od pvproductions na Freepik

Expanzní nádrž (hydraulický akumulátor) umožňuje udržovat tlak v systému na dané úrovni a zabraňuje chybnému chodu přepouštěcího ventilu. Chrání vytápění před vodními rázy a tvorbou vzduchových ucpání. Pokud expanzní nádrž není nainstalována, pak se při zahřátí objem chladicí kapaliny zvyšuje a tlak na vnitřní stěny zařízení, potrubí a baterií se zvyšuje. To může vést ke kritickým situacím: deformace potrubí, radiátorů, porucha zařízení. V nejlepším případě bude fungovat pojistný ventil.

Objem zásobníku se volí pro konkrétní kotel. U nástěnných modelů je to obvykle 6–8 litrů. To stačí pro topný systém o objemu 100–140 litrů. Pokud je chladicí kapaliny více, je nutné nainstalovat větší nádrž nebo přídavnou nádrž. Chcete-li zjistit optimální rozměry nádrže, musíte:

• vypočítat celkový objem chladicí kapaliny. Chcete-li to provést, sečtěte objemy potrubí, radiátoru, topného kotle;
• určit velikost expanzní nádoby. Musí to být alespoň 10 % z celkového objemu s marží.

Objem nádrže se vypočítá pomocí vzorce

Vrb. = Vtot. x βt x 1,1 x 1,5, kde

Vtot. – objem systému, l

βt – koeficient tepelné roztažnosti kapaliny

1,1 – malá rezerva (+10 %) pro chybu výpočtu

1,5 – korekce na užitečný objem nádrže

Pro ethylenglykolová a propylenglykolová tepelná činidla je koeficient tepelné roztažnosti odlišný: 0,06 – Thermagent -30 EKO, 0,055 – Thermagent -65, 0,05 – Thermagent -30. Pro srovnání, voda jako chladivo má koeficient 0,04.

druhy

V topných systémech jsou instalovány následující typy expanzních nádrží:

• OTEVŘENO. Instalují se do topných systémů s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny. V tomto případě není nutné oběhové čerpadlo a pohyb pracovního média se provádí v důsledku rozdílu v hustotě mezi vyhřívanou a studenou chladicí kapalinou. Vzduchový prostor není utěsněn;
• ZAVŘENO. Stejně jako otevřené nádrže mají dvě komory. V jedné části je přebytečný objem chladicí kapaliny, ve druhé vzduch a méně často dusík. Přihrádky jsou odděleny pružnou membránou. Vzduchová komora je utěsněna a vybavena vsuvkou pro čerpání a/nebo připojení tlakoměru. Tento typ nádrže je namontován v uzavřeném topném systému.

Konstrukce a princip činnosti

Všechny expanzní nádoby bez ohledu na objem jsou konstruovány stejně. Pouzdro je vyrobeno z ocelového plechu a je rozděleno na dva vnitřní oddíly elastickou membránou. Nádrž má na jedné straně konektor pro připojení topných trubek, na druhé je vsuvka pro čerpání vzduchu. Když se chladicí kapalina zahřeje, její objem se zvětší a přebytek je nasměrován do jednoho z oddílů. Pružná membrána se deformuje, dokud se tlak pracovní kapaliny a stlačeného vzduchu nevyrovnají. Po poklesu teploty se objem a tlak chladicí kapaliny zmenšují. Stlačený vzduch expanduje a vytlačuje pracovní tekutinu do topného systému.

Vlastnosti instalace expanzní nádrže

Kotle otopné soustavy jsou dimenzovány na určitý provozní tlak v potrubí. To je třeba vzít v úvahu při výběru a instalaci expanzní nádrže. Chcete-li to provést, dodržujte následující pravidla:

• během instalace zabraňte úniku vzduchu, jinak bude nastavení tlaku v topném systému nesprávné;
• Jaký je tlak v expanzní nádobě zjistíte pomocí tlakoměru. Pokud dojde k úniku vzduchu, jehla měřiče bude nestabilní;
• pokud je nutné načerpat vzduch do expanzní nádoby, provádí se to pomocí čerpadla, které se připojuje k vsuvce.

Napumpování pumpičkou. Pokud je tlak vzduchu v komoře pod požadovanou hodnotou, provede se čerpání. Standardní úroveň je 1,5 atmosféry, ale to nebude vždy nejlepší volba. Tlak v expanzní nádrži by měl být o 0,2 atmosféry nižší než v systému. Pokud je větší než systémový, pak se přebytečný objem chladicí kapaliny nedostane do nádržky a akumulátor nebude správně fungovat.

Místo instalace. Při instalaci nádrže je důležité vybrat správné místo pro její umístění. Přestože je u mnoha moderních modelů přijatelná instalace kdekoli, odborníci doporučují instalaci na vratné potrubí mezi oběhovým čerpadlem a topným kotlem. Tato pravidla platí pro uzavřený topný systém. Pokud je vytápění otevřeného typu a cirkulace se provádí přirozeně (pod vlivem gravitace), je nádrž namontována v nejvyšším bodě. Jeho vzduchový prostor není utěsněn a je napojen na vnější prostředí.

Jak nastavit tlak v expanzní nádobě

Hydraulické akumulátory nabízené domácím topenářským trhem se liší objemem a designem. Rozdílný je tedy i tlak, který bude optimální pro konkrétní model expanzní nádoby. Jeho hodnota je uvedena v technické dokumentaci a nejčastěji je 1,5 atm. Tento tlak není vždy vhodný pro již nainstalovaný topný systém, proto je nutné jej upravit. Chcete-li jej nastavit, můžete zavolat specialistovi nebo to udělat sami, protože samotný proces není příliš komplikovaný. Pro konfiguraci expanzní nádrže pro topný systém je třeba provést řadu akcí. Tento:

• měření tlaku v membránovém prostoru. Chcete-li to provést, odšroubujte uzávěr z vsuvky a připojte k ní manometr. Je třeba si uvědomit, že tato zařízení vykazují pouze přetlak. Pokud tedy potřebujete znát absolutní hodnotu, přidejte k údajům tlakoměru 1 atm;
• porovnání výsledku s tím, co je potřeba pro správnou funkci. Technický list nádrže obvykle uvádí, jaký by měl být tlak. Pokud údaje chybí, vypočítá se na základě parametrů otopné soustavy. Tlak v nádrži by měl být o 0,2–0,3 atm nižší než v potrubí. U jednopatrových domů to bude méně, u dvoupatrových více;
• nastavení požadovaného tlaku v nádrži. Vzduch je čerpán do komory přes vsuvku. Vstřikování lze provádět pomocí běžné automobilové pumpy. Pomocí tlakoměru je neustále monitorována hladina tlaku v nádrži. Pokud jsou výrobcem nastavené hodnoty vyšší, než je požadováno, je nutné odvzdušnit. Ujistěte se, že tlak je nižší než tlak v systému, jinak expanzní nádrž nebude fungovat;
• připojení k topnému systému. Nádrž se připojí k topným trubkám a pomalu se plní chladicí kapalinou, dokud se tlak v obou komorách nestane stejný. Poté čerpadlo načerpá pracovní kapalinu. Chladicí kapalina se čerpá, dokud tlak v nádrži nedosáhne provozních hodnot.

Možné problémy během nastavování. Jsou možné následující situace:

1. Nastavení bylo provedeno správně, ale pojistné ventily jsou spuštěny. To znamená, že objem akumulátoru je pro takový systém příliš malý. Je nutné znovu provést výpočty a vybrat nádrž nejméně 10–15% objemu cirkulující pracovní kapaliny.
2. Nádrž je čerpána. Tlak ve vzduchové dutině je vyšší než tlak, při kterém pracuje topný systém. Vzduch bude neustále vytlačovat chladicí kapalinu z nádrže, v důsledku čehož se kompenzační funkce zařízení sníží na nulu.
3. Tlak v nádrži je příliš nízký. Při plnění uzavřeného systému se tepelné činidlo snadno protlačí membránou a vyplní celý objem. Při zvýšení teploty pracovního média a tlaku v systému budou přepouštěcí ventily neustále fungovat a expanzní nádoba se vlastně stane nepoužitelnou.

Příčiny problémů s tlakem při provozu topného systému

I přesto, že je nastavení a připojení expanzní nádoby provedeno správně, mohou při spouštění topení a/nebo během provozu nastat problémy.

Tlak klesá. Nejčastěji se tak děje ze dvou důvodů. Prvním je únik chladicí kapaliny. Tato situace je typická pro systémy, ve kterých byla místo vody nalita nemrznoucí směs. Tato chladicí kapalina má velmi vysokou tekutost a snadno prosakuje i mikroskopickými trhlinami. Pokles tlaku pracovní tekutiny vede ke snížení tlaku v expanzní nádrži. Druhým důvodem je pokles tlaku v kotli. Pokud je rozdíl kritický, měli byste zavolat odborníky. Pokud je malý a tlak se po spuštění systému vyrovnal, nemusíte se obávat – jedná se o dočasnou poruchu, kterou automatika odstranila.

Tlak stoupá. Hlavní příčinou je příliš malá expanzní nádrž nebo poškozená membrána (těsnění membrány). Další možností je, že nádrž je příliš blízko oběhového čerpadla, což často vede k vodnímu rázu v okruhu. Chcete-li přesně určit příčinu zvýšení tlaku v nádrži během provozu systému, měli byste kontaktovat odborníka.

Stručné závěry

Tlak ve vzduchové komoře expanzní nádoby je uveden v její technické dokumentaci. Standardní hodnota je 1,5 atm. To stačí pro připojení k většině autonomních topných systémů. Pokud se charakteristiky topného systému liší od standardních, tlak se upraví tak, aby byl o 0,2 atm nižší než v potrubí. Doporučuje se, aby instalaci systému i seřízení expanzní nádoby provedli odborníci.