Jak vypočítat množství vody v topném systému?

To je nutné, abyste pochopili, jaký je optimální objem, který může váš kotel nebo jiný zdroj tepla zahřát. Parametry potrubí výrazně ovlivňují tento ukazatel: pokud máte čerpadlo, můžete klidně zvolit potrubí s menším průměrem a nainstalovat více topných sekcí.

Pokud zvolíte trubky velkého průměru, pak při maximálním výkonu kotle můžete podchlazení chladicí kapaliny: velký objem vody se ochladí dříve, než dosáhne extrémních bodů topného systému. Což zase povede k dalším finančním nákladům.

Orientační výpočet objemu vody v topném systému je proveden z poměru 15 litrů vody na 1 kW výkonu kotle.

Chcete-li zjistit, kolik vody je potřeba pro domácí topný systém, zvažte jednoduchý příklad.

Výkon kotle je 4 kW, objem systému je pak 4 kW * 15 litrů = 60 litrů. Je ale nutné vzít v úvahu velikost a počet sekcí radiátoru v tomto případě.

Pokud máte dům se 4 pokoji, neznamená to, že musíte do každého vložit 12-15 sekcí: budete velmi horký, kotel bude fungovat neefektivně. Pokud je více místností, pak úspora na radiátorech nestojí za to: 1 moderní sekce efektivně vydává teplo na 2 . 2,5 m2 plochy.

Vzorce pro výpočet objemu kapaliny (vody nebo jiného chladiva) v topném systému

Objem vody v topném systému lze vypočítat jako součet složek:

V =V(radiátory)+V(potrubí)+V(kotel)

Objem systému musí zohledňovat objem vody v potrubí, kotli a radiátorech. Objem expanzní nádoby není zahrnut do výpočtu objemu chladicí kapaliny. Objem nádrže je zohledněn při výpočtu kritických stavů provozu systému (kdy do ní bude proudit voda při zahřátí).

Vzorec pro výpočet objemu kapaliny v potrubí:

V (svazek) = S (oblast potrubí) * L (délka trubky)

Důležité! Rozměry se mohou u jednotlivých výrobců lišit v závislosti na typu trubky, materiálu, technologii její výroby. Proto je výhodnější počítat podle skutečného vnitřního průměru trubky, který se snáze změří nástrojem. Takový výpočet je zpravidla potřeba provést spíše odborníkem, když je topný systém rozvětvený a velmi rozšířený.

Objemy vody pro různé prvky topného systému

Objem vody (litry) v sekci chladiče

Materiál/typ radiátoru	Rozměry*: výška × šířka, mm	Objem, l
Hliník	600 × 80	0,450
Bimetal	600 × 80	0,250
Moderní litinová baterie (plochá)	580 × 75	1,000
Litinová baterie starého typu ()	600 × 110	1,700

*DŮLEŽITÉ! Rozměry v tabulce jsou přibližné.

U většiny modelů moderních výrobců mají šířku ± 20 mm, výška topných radiátorů se může lišit od 200 do 1000 mm.

Objem otopných těles s velmi rozdílnými výškami lze z této tabulky přibližně vypočítat podle pravidla proporce: objem je nutné vydělit výškou a následně vynásobit výškou vybraného modelu. Pokud je topný systém rozšířen, pak je lepší zkontrolovat objemové parametry u výrobce.

Objem vody v 1 lineárním metru potrubí

• ø15 (G ½”) – 0,177 litru
• ø20 (G ¾”) – 0,310 litru
• ø25 (G 1,0″) – 0,490 litrů
• ø32 (G 1¼”) – 0,800 litrů
• ø40 (G 1½”) – 1,250 litrů
• ø50 (G 2,0″) – 1,960 litrů

Hlavní rozměry vnitřních průměrů trubek (rozsah hodnot od 14 do 54 mm), se kterými se může spotřebitel setkat.

Vnitřní průměr, mm	Objem kapaliny v 1 m potrubí, l	Vnitřní průměr, mm	Objem kapaliny v 1 m potrubí, l
14	0,1539	30	0,7069
15	0,1767	32	0,8042
16	0,2011	34	0,9079
17	0,2270	36	1,0179
18	0,2545	38	1,1341
19	0,2835	40	1,2566
20	0,3142	42	1,3854
21	0,3464	44	1,5205
22	0,3801	46	1,6619
23	0,4155	48	1,8096
24	0,4524	50	1,9635
26	0,5309	52	2,1237
28	0,6158	54	2,2902

Výpočet expanzní nádrže

Základní pravidla:

1. Objem expanzní nádoby musí být minimálně 10 % objemu topného systému. Tento objem bude dostatečný k expanzi chladicí kapaliny při zahřátí na 45. 80 °C.
2. U velkých rozšířených systémů s vysokou teplotou chladicí kapaliny by objemová rezerva měla činit minimálně 80 % objemu topného systému. To platí pro kotle s maximální teplotou chladicí kapaliny nad 80. 90 °C a parní topné systémy z pecí.
3. Objem expanzní nádoby s pojistným ventilem může být 3-5% objemu topného systému. Zároveň je však důležité kontrolovat jeho provoz: když ventil funguje, je nutné doplnit systém vodou.
4. Při výpočtu je nutné vzít v úvahu tlak v systému. Ve většině případů pro jedno a dvoupatrové chaty je to 1,5. 2 atmosféry. Hmotnost hotových nádrží se pro tyto ukazatele vypočítává s rezervou. Při návrhu velkoobjemového topného systému se zvýšenou tlakovou charakteristikou v komunikacích (pro výškové budovy) je nutné tento parametr zohlednit.
5. Při výběru je bezpodmínečně nutné vzít v úvahu typ chladicí kapaliny. Čím lehčí je kapalina v systému, tím větší expanzní nádrž vyžaduje.

Druhy chladicích kapalin

1. Voda. Nejjednodušší a nejdostupnější zdroj. Lze použít v jakémkoli topném systému. V kombinaci s polypropylenovými trubkami – téměř věčné chladivo.
2. Nemrznoucí směs. Používá se k plnění soustav nepravidelně vytápěných budov.
3. Kapaliny obsahující alkohol. Drahá možnost plnění topného systému. Kvalitní přípravky obsahují minimálně 60 % alkoholu, cca 30 % vody a část objemu zabírají další přísady. Směsi vody s ethylalkoholem s různým procentem. Nemrznoucí kapalina (do -30°C s obsahem alkoholu minimálně 45%), ale nebezpečná: může hořet, sám etyl je pro člověka jedovatý.
4. Oil. Jako chladivo se dnes používá v jednotlivých topných zařízeních, ale v topných systémech se od něj upouští: je drahý a obtížný na provoz systému, technologicky nebezpečný (je nutný dlouhý ohřev chladiva na teplotu 120°C a vyšší) . Výhodou je, že opravdu dlouho trvá, než se ochladí, udržuje teplotu v místnosti, ale hlavní nevýhodou je vysoká cena chladicí kapaliny.

Topné systémy mohou být navrženy podle jednoho ze dvou zásadně odlišných typů: otevřené a uzavřené. Otevřené systémy komunikují s okolním vzduchem, tlak uvnitř nich se rovná atmosférickému tlaku. Zpravidla je vytvořen uzavřený systém pro použití nuceného oběhu kapaliny pomocí čerpadla. Uvnitř je neustále udržován přetlak asi 1,0–1,5 atmosféry a za kompenzaci teplotních výkyvů v objemu chladicí kapaliny je zodpovědná membránová expanzní nádrž. Konstrukce otevřeného typu, která je jednodušší, je často vytvořena pro práci s běžnou vodou, takže její plnění nezpůsobuje potíže. Ve většině případů se to provádí otevřením speciálního přívodního ventilu mezi přívodem topení a studené vody a přebytečný vzduch volně vystupuje přes expanzní nádobu. Pro uzavřené systémy plněné speciálně připravenými kapalinami na bázi glykolů nebo solných roztoků tato metoda není vhodná.

Technologie plnění uzavřeného systému

Potřeba naplnit topení kapalinou může být způsobena jedním ze tří důvodů:

• první spuštění nově nainstalovaného systému;
• plnění chladicí kapaliny po opravě (údržba, odstranění netěsností, výměna kotle, radiátorů nebo jiných prvků);
• plnění po vypuštění kapaliny při dlouhé době nečinnosti – používá se především pro vodní okruhy. Speciální kapaliny se pro výměnu vypouštějí při překročení standardní životnosti materiálu (dle technického listu obvykle od 5 do 10 let).

V závislosti na tom může být před plněním nutná tlaková zkouška systému, aby se zajistilo, že nedochází k únikům. Dlouho používané topení je potřeba propláchnout a očistit od vodního kamene a produktů koroze. K tomu se provádí předúprava speciálními prostředky, například Thermagent Active od společnosti Obninskorgsintez JSC.

Plnění topného systému zespodu.

Hlavním doporučeným způsobem čerpání pracovní kapaliny do uzavřeného systému je přívodní potrubí ve spodní části potrubí. To bude vyžadovat speciálně navržené čerpadlo. Dodávají se s elektrickým pohonem a ručním (pístovým). Toto vybavení je vyžadováno velmi zřídka, takže pro majitele soukromého domu sotva má smysl si jej pořídit, ale můžete najít možnost jednorázového pronájmu. Před čerpáním kapaliny otevřete pojistný vzduchový ventil v horní části okruhu a všechny Mayevského ventily na radiátorech. Zapněte čerpadlo a začněte čerpat s tlakem 2–2,5 atmosféry. Při úniku vzduchu uzavřete ventily na radiátorech, a když se na výstupu pojistného ventilu objeví kapalina, uzavřete ventily i na něm. Dosáhněte úplného odstranění vzduchu ze systému.

Plnění topného systému shora.

Povoleno jako alternativa při absenci tlakového čerpadla. Obtížnost práce je v tom, že bude vyžadovat koordinovanou účast několika lidí na různých místech. V horním bodě topného okruhu odšroubujte automatický pojistný ventil, vložte nálevku a začněte plnit systém. V tomto případě je nutné otevřít spodní ventil, aby mohl unikat vzduch, a uzavřít jej ihned po vytečení kapaliny. Proces je mnohem složitější než čerpání zespodu, protože riziko provzdušnění okruhu je v tomto případě mnohem větší. Teprve poté, co se ujistíte, že všechen vzduch vyšel z potrubí, můžete vyměnit demontovaný ventil a zvýšit tlak na návrhový tlak. Zde používají kusy hadic a plní je chladicí kapalinou. Jeden konec je napojen na otevřený kohoutek v topení a z druhého je vzduch nasáván autokompresorem. Když je všechna kapalina uvnitř potrubí, zavřete kohout a opakujte postup.

Výpočet objemu chladicí kapaliny

Než začnete plnit topný systém chladicí kapalinou, musíte určit jeho objem v litrech. Toto číslo potřebujete znát, abyste mohli předem nakoupit požadované množství materiálu, ale nepřeplatit za zbytečné přebytky. Výpočet potřeby pracovní tekutiny lze snadno provést nezávisle, protože se v něm nepoužívají žádné složité matematické vzorce. Stačí jen pečlivě a přesně shromáždit všechna potřebná počáteční data. Ve všech případech je důležité používat stejnou měrnou jednotku: krychlové milimetry, centimetry nebo údaje převést na litry. Ten je pohodlnější, protože chladicí kapalina se dodává v litrech.

Základní pravidlo výpočtu.

Celkový objem topného systému je součtem kapacity každého z jeho prvků:

• zařízení na výrobu tepla a výměnu tepla, pokud je v systému k dispozici. V nejjednodušším případě se jedná o užitečný objem kotle;
• celkový výkon všech instalovaných radiátorů;
• pracovní objem expanzní nádrže;
• kapacita všech spojovacích potrubí používaných v systému.

V systém = V vyhřívaný. zařízení + V radiátory + V ext. nádrž + V trubky

Objem topného zařízení.

V závislosti na složitosti systému může být zdrojem tepla v topném systému buď jeden kotel nebo několik samostatných kotlů. V některých soukromých domech existuje schéma se dvěma kotli: kapalné nebo plynné palivo a také záložní elektrický kotel pro případ výpadku plynu a jiných situací vyšší moci. V poslední době jsou oblíbená tepelná čerpadla, která výrazně šetří zdroje vytápění. Je nutné sečíst vnitřní objemy všech zařízení zabudovaných v systému. Přesná data pro každé zařízení jsou obsažena v jeho pasových charakteristikách. V průměru se u stojacích kotlů tato hodnota pohybuje v rozmezí 10–30 litrů, u nástěnných od 3 do 6 litrů.

Objem radiátoru.

Kapacita radiátoru je dána počtem sekcí a také konstrukcí samotného zařízení. Průměrné hodnoty pro různé typy jsou uvedeny v tabulce.

Rezervní zásoby.

Je obtížné nezávisle provádět všechny výpočty s vysokou přesností, protože faktory, jako je geometrie systému a přítomnost ohybů, chyby způsobené přítomnými armaturami a mnoho dalších, zůstávají nezohledněny. Kromě toho jsou možné ztráty při plnění potrubí, pokud jste nedopatřením zapomněli vypnout ventil. Proto se vyplatí kupovat chladicí kapalinu s malou rezervou. Dalším důvodem, proč je požadována kapalina nad projektovanou kapacitu, je způsob čerpání do systému. V případě použití ručního nebo elektrického vstřikovacího čerpadla je třeba vzít v úvahu také jeho zdvihový objem.