Expanzní nádoba pro uzavřený topný systém: princip činnosti a konstrukce + jak vybrat a nainstalovat do systému

Správně zvolená a připojená expanzní nádoba pro uzavřený topný systém hraje důležitou roli. Chrání topný okruh a prodlužuje životnost zařízení. Uzavřená hermetická nádoba vás zbaví nutnosti neustále opravovat systém a měnit zařízení. Stojí za to se s ní “seznámit”. Pravda?

Řekneme vám, jak vybrat uzavřený model expanzní nádoby podle technických údajů systému. Poradíme, jak ji správně nainstalovat a připojit. Kromě toho jsou v článku uvedena doporučení, která je třeba dodržovat pro prodloužení životnosti zařízení.

Účel uzavřených nádob

Všechny, bez ohledu na objem a výkon, jsou určeny k vyrovnání expanze teplonosného média (speciálních kapalin, vody), ke které dochází při zvýšení jeho teploty.

Děje se tak proto, aby se předešlo ničivým vodním rázům, poškození fitinek, armatur, prasknutí trubek topných systémů a vytlačení těsnění.

Každá uzavřená nádoba představuje ocelovou hermetickou nádrž rozdělenou na části pružnou membránou, která mění svou polohu při zvýšení / snížení teploty teplonosného média

Příklad: teplonosné médium (voda) se roztahuje o čtyři procenta při zvýšení teploty na 95 °C. To zcela stačí k vyřazení inženýrského systému z provozu.

Konstrukce a součásti expanzní nádoby

Každý takový moderní výrobek se skládá z následujících konstrukčních prvků:

• pláště;
• komory pro teplonosné médium;
• plynové komory, do které se čerpá běžný vzduch nebo inertní plyn;
• membrány.

Varianta naplnění plynové komory inertním plynem je výhodnější, neboť zajišťuje větší trvanlivost nádoby. Ale běžný vzduch je dostupnější.

Membrána je vyrobena z pružných materiálů, a proto je schopna měnit svou polohu při zvýšení nebo snížení teploty teplonosného média. Tento konstrukční prvek může být membránového nebo balónového typu, přičemž princip činnosti je u nich podobný.

Připojení nádrží k topnému systému se provádí pomocí speciální trubky. Pro čerpání plynu je určen ventil. Nádoby uzavřeného typu jsou vyráběny v horizontálním nebo vertikálním uspořádání, což usnadňuje kompletaci topného systému.

Moderní expanzní nádoby určené pro použití v topných systémech mají různé velikosti, tvary a jejich pracovní charakteristiky se zásadně liší. To vše umožňuje provést optimální volbu v každé situaci.

Nádoby určené pro instalaci v uzavřených topných systémech jsou vybaveny manometry pro kontrolu vnitřního tlaku. Obdobné výrobky určené pro montáž do systémů běžných rodinných domů pracují při nízkém zatížení, nepřesahujícím 3,5-4 bar, proto nepotřebují měřicí přístroje.

Dále jsou v prodeji nádoby dvou typů:

• s nevyměnitelnou nebo stacionární membránou membránového typu, to znamená, že její prasknutí nebo opotřebení povede k výměně celého zařízení;
• s vyměnitelnou membránou balonového typu.

V prvním případě se výrobky vyznačují příznivější cenou, ve druhém větší funkčností, opravitelností a životností.

Konstrukce přírubových nádrží umožňuje vyměnit opotřebovanou nebo poškozenou membránu, přičemž v některých případech to lze provést i svépomocí. A navíc vyměnitelné membrány jsou schopny odolat vyššímu tlaku.

Schéma činnosti expanzní nádoby

Když je teplonosné médium studené, membrána nádrže zaujímá co největší prostor. Při zvyšování teploty roste tlak na ni.

V důsledku toho uvedený konstrukční prvek překonává odpor inertního plynu nebo vzduchu a mění svou polohu, čímž uvolňuje více místa pro vzniklý přebytek kapaliny.

Expanzní nádoby se nepodílejí na procesu vytápění místností, ale jejich úkol je více než důležitý. Každý takový výrobek totiž zabraňuje poruchám topného systému, ke kterým může dojít v důsledku tlakových rázů a zvýšeného tlaku teplonosného média.

Při ochlazování teplonosného média probíhá opačný proces, než je popsáno výše. A poté se cykly mnohokrát opakují.

Doporučení pro výběr objemu

Nejdůležitější vlastností, na kterou je třeba dbát při výběru modelu expanzní nádrže, je objem její nádoby. U uzavřených systémů s malým okruhem, kde objem teplonosného média nepřesahuje 150 litrů, není výpočet kapacity obtížný.

Měla by tedy činit:

• při použití vody jako teplonosného média — 10 % objemu celého topného systému (například pokud je tento ukazatel 100 litrů, expanzní nádrž musí mít objem alespoň 10 litrů);
• Při použití glykolové kapaliny jako teplonosné látky – 15 % objemu topného systému.

V posledním případě musí být nádoba větší kvůli vyššímu koeficientu roztažnosti uvedené nemrznoucí směsi.

Výhodou moderních expanzních nádob je reakce jejich membrány na jakoukoli změnu teploty teplonosné látky. To zaručuje bezpečnost použití. Je však třeba mít na paměti, že nádoby jsou určeny pro provoz za určitých podmínek, proto je nutné je správně vybírat.

Objem nádoby pro prostornější systémy, v jejichž okruhu cirkuluje více než 150 l, je nejvhodnější vypočítat pomocí parametru celkového objemu systému a tabulky pro výběr nádoby.

Pro výpočet celkového objemu systému lze použít následující způsoby:

1. Změřte objem teplonosné látky cirkulující ve všech jednotlivých prvcích systému (kotle, radiátory, potrubí) a následně sečtěte získané výsledky. Tento způsob je velmi pracný, ale zároveň nejpřesnější.
2. Vynásobte každý kilowatt výkonu kotle 15, přičemž se předpokládá, že v průměru na 1 kW připadá asi 15 l teplonosné látky. Tento způsob je jednoduchý, ale je třeba mít na paměti, že výsledku lze důvěřovat pouze tehdy, pokud jste si jisti správným výběrem topného prvku pro systém.
3. Vypusťte veškerou vodu ze systému a znovu ji naplňte, přičemž spočítejte potřebný objem v litrech.

Pro výpočet potřebného objemu nádobky lze také použít vzorce nebo online kalkulačku. K tomu je nutné znát objem teplonosné látky, její teplotu a tlak v systému.

Způsob se vzorci je složitější a objem získaný výpočtem se nebude výrazně lišit od hrubého výpočtu uvedeného výše. Navíc bude nutné nalezenou hodnotu zaokrouhlit nahoru.

Mnozí výrobci expanzních nádob nabízejí spotřebiteli pomoc při výběru správné nádoby. K tomu poskytují tabulky, které výběr usnadňují. Pravda, vždy uvádějí, že poskytnuté informace mají pouze doporučující charakter a odpovědnost v každém případě nese kupující.

Nejpraktičtějším řešením při výběru bude expanzní nádobka určená pro uzavřené topné systémy, vybavená pojistným ventilem.

Důvodem je, že při zvýšení tlaku na kritickou hodnotu zařízení zasáhne a tlak uvolní. To znamená, že uvedený ventil může výrazně zvýšit bezpečnost celého topného systému.

Při nákupu nádoby je třeba vzít v úvahu, že pro označení expanzních nádob používaných pro vytápění se nejčastěji používá červená barva.

Tato vlastnost pomůže odlišit požadovaný výrobek od jiných podobných, například od nádrží na vodu s podobnými rozměry a tvarem – hydroakumulátorů, které jsou převážně pokryty modrým smaltem.

V případě potřeby však lze najít nádrže různých barev, což pomůže umístit potřebnou do jakékoli místnosti, aniž by se snížily její estetické vlastnosti.

Nádrže mohou být horizontální nebo vertikální a výrobci také umožňují jejich upevnění na různých místech. Za tímto účelem jsou výrobky vybaveny různými příslušenstvími. Při nákupu je třeba na to dbát a předem si určit optimální variantu.

Rovněž je třeba při výběru věnovat pozornost kvalitě materiálů použitých při výrobě tělesa nádrže a membrány. A také dostupnosti záruky na zakoupené zařízení a návodu k montáži a zapojení do systému.

Jak provést montáž?

Neexistují žádná zásadní omezení ovlivňující místo instalace expanzní nádoby v systému. Přesto je vhodné instalaci provést na libovolném vhodném místě zpětného potrubí stávajícího topného systému.

Důvodem je, že tam je chladicí médium chladnější. To umožňuje výrazně prodloužit životnost expanzní nádoby a její membrány.

Kromě toho, pokud je nádoba instalována v blízkosti kotle na tuhá paliva, může se v určitých situacích do komory pro chladicí médium dostat pára. V důsledku toho nádrž ztratí schopnost kompenzovat rozpínání chladicího média.

Instalace nádrže může být provedena dvěma způsoby. Patří mezi ně montáž:

• na stěně;
• na podlaze.

Je však třeba si uvědomit, že první varianta je určena pouze pro případy, kdy má expanzní nádoba přiměřený objem.

Nádoby by měly být instalovány co nejdále od kotlů. Optimálním řešením je umístění ve zpětném potrubí. Teplota chladicího média je zde totiž výrazně nižší, což zabraňuje předčasnému selhání membrány.

Při připojování nádoby k topnému systému byste neměli šetřit.

Tento postup by měl být proveden s použitím:

• uzavíracího ventilu s tzv. „amerikou“ – tento konstrukční prvek umožní rychle vyřadit nádrž z provozu a v případě potřeby ji vyměnit, aniž byste čekali na vychladnutí chladicího média;
• T-kusu s kohoutem pro vypouštění, který umožní před výměnou nádoby rychle ji vyprázdnit;
• manometru pro měření tlaku;
• pojistného ventilu nebo vsuvky pro regulaci tlaku uvnitř zařízení.

Po montáži nádrže je třeba ji správně nastavit s ohledem na doporučení výrobce uvedená v návodu k zakoupenému zařízení. Aby tlak v nádrži byl odpovídající, tj. nižší než v systému, což umožní deformaci membrány při ohřevu teplonosné látky.

Pokud byly výpočty provedeny nesprávně a v topném systému je instalována nádrž menšího, než požadovaného objemu, pak nezvládne své úkoly, ale chybu lze opravit.

Za tím účelem je potřeba zakoupit a instalovat do systému druhou nádobu. Nádobu, jejíž objem tvoří rozdíl mezi potřebným objemem a objemem nádrže pracující v systému. Tento způsob sníží finanční ztráty.

Technická údržba během provozu

Je třeba pamatovat, že při přerušení používání je třeba nádrže, stejně jako ostatní součásti topného systému, vyprazdňovat a následně vysušovat. Tento bod by se neměl ignorovat, protože jeho nedodržení povede ke vzniku koroze a snížení životnosti.

Hlavním konstrukčním prvkem, který reaguje na změnu tlaku ze strany teplonosné látky, je elastická membrána. Na ni z jedné strany působí neutrální plyn (např. dusík) nebo vzduch a z druhé strany tlak od teplonosné látky. Membrána zaujímá polohu podle toho, ze které strany je silnější působení.

Při používání jakékoli uzavřené nádrže by majitelé měli pravidelně provádět řadu jednoduchých úkonů.

K nimž patří:

• pravidelné prohlídky za účelem zjištění koroze, mechanického poškození – tento postup by se měl provádět dvakrát ročně;
• kontrola tlaku v systému, která se provádí každých šest měsíců;
• pravidelné kontroly celistvosti membrány – tyto operace se provádějí podle doporučení výrobce.

A kromě toho budou muset uživatelé po celou dobu provozu dodržovat požadavky týkající se přípustných norem teploty a tlaku.

Pro opravu nádrží by se měly používat výhradně originální díly, protože to zajistí nejen požadovaný výkon, ale také bezpečnost použití.

S pravidly a specifiky výběru expanzní nádrže pro topné systémy otevřeného typu seznámí následující článek, který by si měli přečíst majitelé domů s otevřenými topnými okruhy.

Závěry a užitečné video k tématu

První video pomůže pochopit specifika moderních expanzních nádrží a jejich správný výběr:

Následující video materiál umožní pochopit, jak správně provést montáž zakoupené expanzní nádrže:

Uzavřená nádrž je praktickým, odolným, účinným a bezpečným řešením pro topný systém. Aby však bylo dosaženo očekávaného výsledku, je nutné provést správný výběr, montáž výrobku do topného systému a jeho nastavení.

Prosím, pište komentáře do bloku níže, sdílejte užitečné informace a fotky k tématu článku. Povězte o tom, jak jste vybírali uzavřenou expanzní nádobu pro topný systém v domě na venkově. Odhalte své technologické tajemství, které bude užitečné návštěvníkům webu.