Tlak v expanzní nádobě plynového kotle: normy + jak napumpovat a regulovat

Jednookruhový nebo dvouokruhový plynový kotel – to je zařízení, které zpříjemňuje náš život v domě či bytě. Výrobci nyní nabízejí obrovský sortiment plynových spotřebičů lišících se výkonem, funkčností a také způsobem montáže. I ty nejdražší a nejspolehlivější modely však mohou selhat. Uznáte, že není příjemné zůstat v zimním večeru bez tepla a teplé vody.

Po analýze možných příčin poruch plynového zařízení jsme dospěli k závěru – nejčastěji dochází k poruchám kvůli nesprávně nastavenému tlaku v expanzní nádobě plynového kotle nebo ohřívače vody. V článku si rozebereme, k čemu je expanzní nádoba potřebná, jak do ní samostatně napumpovat vzduch a nastavit optimální tlak.

K čemu je potřeba expanzní nádoba?

Během ohřevu má voda tendenci se rozpínat – při zvýšení teploty se zvětšuje objem kapaliny. V okruhu topného systému začíná růst tlak, který může ničivě působit na plynové zařízení a celistvost trubek.

Expanzní nádoba (expanzomat) plní funkci přídavného rezervoáru, do kterého je tlakem vytlačována přebytečná voda vzniklá při ohřevu. Když kapalina vychladne a tlak se stabilizuje, vrací se potrubím zpět do systému.

Expanzní nádoba plní funkci ochranného tlumiče, tlumí vodní rázy, které se neustále tvoří v topném systému kvůli častému zapínání a vypínání čerpadla, a také vylučuje možnost vzniku vzduchových kapes.

Aby se snížila pravděpodobnost vzniku vzduchových kapes a zabránilo poškození plynového kotle vodním rázem, měla by být expanzní nádoba instalována před tepelným generátorem, na zpátečce

Existují dva různé typy provedení tlumicích nádrží: otevřené a uzavřené typy. Liší se nejen konstrukcí, ale také způsobem a místem montáže. Podrobněji se podíváme na vlastnosti každého z těchto typů.

Expanzní nádoba otevřeného provedení

Otevřená nádrž se instaluje v nejvyšším bodě topného systému. Nádoby jsou vyrobeny z oceli. Nejčastěji mají obdélníkový nebo válcový tvar.

Obvykle se tyto expanzní nádoby instalují na půdě nebo v podkroví. Možná je montáž pod střechou. Je nutné věnovat pozornost tepelné izolaci konstrukce.

Struktura otevřené nádoby obsahuje několik vývodů: pro přívod vody, odvod chladné kapaliny, přívod kontrolní trubky a také odvodní trubku pro odvod topného média do kanalizace. Více o konstrukci a typech otevřené nádoby jsme psali v jiném našem článku.

Funkce otevřené nádoby:

• kontroluje hladinu topného média v topném okruhu;
• pokud se teplota v systému sníží, kompenzuje objem topného média;
• když se mění tlak v systému, nádoba plní funkci vyrovnávací zóny;
• odstraňuje přebytečné topné médium ze systému do kanalizace;
• odvádí vzduch z okruhu.

Navzdory funkčnosti otevřených expanzních nádob se již prakticky nepoužívají. Mají totiž mnoho nevýhod, například velkou velikost nádoby, náchylnost ke korozi. Jejich instalace se provádí do topných systémů, které pracují pouze s přirozenou cirkulací vody.

Expanzomat uzavřeného typu

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.

Expanzomat – je hermetická nádoba, která je uprostřed rozdělena elastickou membránou. V první polovině budou umístěny přebytky vody, ve druhé pak běžný vzduch nebo dusík.

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

Kompenzační nádoby s membránou mohou být vyráběny ve tvaru polokoule nebo ve formě válce. To je zcela vhodné pro použití v topném systému s plynovým kotlem. Doporučujeme se blíže seznámit s montážními specifiky uzavřených nádob.

Výhody membránových typů nádob:

• jednoduchost vlastní instalace;
• odolnost proti korozi;
• provoz bez pravidelného doplňování topného média;
• absence kontaktu vody se vzduchem;
• provozuschopnost při zvýšeném zatížení;
• těsnost.

Plynové závěsné zařízení je obvykle vybaveno expanzní nádobou. Ale ne vždy je přídavná nádrž z výroby správně nastavena a může se ihned zapojit do provozu topení.

Tlak vzduchu v expanzní nádobě

Ukazatel tlaku vzduchu nebo dusíku v expanzní nádobě pro různé plynové kotle není stejný, vše závisí na typu zařízení a konstrukčních zvláštnostech. Normy jsou uvedeny výrobcem v pasu výrobku.

Obvykle je tlak v nové tlumicí nádobě 1,5 atm. Takové nastavení však nemusí vyhovovat konkrétnímu topnému systému. Tovární parametry lze snadno resetovat. Za tímto účelem je v tělese expanzní nádoby speciální šroubení (u některých výrobců ventilek pro dofukování), pomocí kterého se reguluje tlak vzduchu.

Niplek se nachází na straně vzduchové komory nádoby. S jeho pomocí lze vypustit přebytečný tlak nebo naopak nádobu dofouknout.

Pro normální fungování plynového kotle je nutné, aby tlak v membránové nádobě byl o 0,2 atm nižší než v samotném systému. Jinak se zvětšený objem ohřáté vody nebude moci do nádoby dostat.

V malých domech a bytech pro uzavřené topné systémy je obvykle přípustný tlak v expanzní nádobě v rozmezí 0,8–1,0 bar (atm). Ne však méně než 0,7 bar, protože mnoho plynových kotlů má ochranu a přístroj se jednoduše nezapne.

Úroveň tlaku v nádobě je třeba kontrolovat každoročně. Pokud jsou zaznamenány výkyvy tlaku v topném systému, znamená to, že z tlumicí nádoby unikl vzduch a je třeba jej dofouknout.

Jak nastavit optimální tlak?

Na topném systému jsou manometry, pomocí kterých se kontroluje tlak v okruhu. Na samotné expanzní nádobě však není šroubení pro instalaci měřicího přístroje. Místo toho je zde niplek nebo ventilek pro vypouštění a dofukování vzduchu nebo plynu. Niplek je stejný jako na pneumatikách automobilů. Proto lze úroveň tlaku zkontrolovat a nastavit pomocí běžného automobilového kompresoru s manometrem.

Pro dofukování vzduchu do expanzní nádoby postačí i nejjednodušší automobilový ruční kompresor s manometrem nebo automatický kompresor.

Před tím, než vypustíte přebytečný tlak nebo dofouknete vzduchem expanzní nádobu domácího plynového kotle, je nutné připravit systém. Automobilový manometr zobrazuje hodnotu v MPa, získané údaje je třeba převést na atmosféry nebo bary: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmus měření tlaku:

1. Vypněte plynový kotel. Počkejte, dokud voda nepřestane cirkulovat v systému.
2. V úseku s expanzní nádobou uzavřete všechny uzavírací ventily a přes odvodňovací šroubení vypusťte teplonosné médium. U kotlů s vestavěnou nádobou se uzavírá zpátečka a také přívod vody.
3. Připojte k nipleku nádoby kompresor.
4. Dofoukněte vzduch na hodnotu 1,5 atm. Chvíli počkejte, aby vytekly zbytky vody, a poté znovu pusťte vzduch.
5. Uzavřete ventily uzavírací armatury a kompresorem dotlačte tlak na parametry uvedené v pasportu nebo na úroveň — tlak v systému minus 0,2 atm. V případě přeplnění nádrže přebytečný vzduch vypusťte.
6. Vyjměte z vsuvky čerpadlo, zašroubujte kryt a uzavřete vypouštěcí šroubení. Nalijte do systému vodu.

Správnost nastavení tlaku vzduchu lze zkontrolovat, až kotel dosáhne provozních parametrů.

Pokud je nádrž správně nahuštěna, bude ručička manometru při měření ukazovat plynulý nárůst tlaku bez jakýchkoli skoků a trhání.

Při nesprávném nastavení tlaku vzduchu v expanzní nádobě může dojít k poruchám v celém topném systému. Pokud je expanzomat přehuštěn, kompenzační vlastnosti nebudou fungovat. Vzduch totiž bude vytlačovat přebytečnou ohřátou vodu z nádrže, čímž se zvýší tlak v potrubí topného systému.

A při snížených hodnotách tlaku kompenzační nádoby voda jednoduše protlačí membránu a zaplní celý rezervoár. Výsledkem je, že při zvýšení teploty topného média dojde k aktivaci pojistného ventilu.

Někdy v dvouokruhových plynových kotlích dojde k aktivaci pojistek i při správném nastavení tlaku vestavěné expanzní nádoby. To svědčí o tom, že objem rezervoáru je pro takový topný systém příliš malý. V této situaci se doporučuje zabudovat přídavný hydraulický zásobník.

Účel přídavné nádoby dvouokruhového kotle

Obvykle mají vestavěné kompenzační rezervoáry v plynových kotlích objem kolem 6-8 litrů. Jsou navrženy pro kompenzaci roztažení 120 litrů topného média cirkulujícího v topném systému. Při běžných provozních podmínkách pro malý byt nebo dům taková expanzní nádoba postačí.

Při instalaci radiátorů nestandardního tvaru a rozměrů je nutné topný systém vybavit přídavnou expanzní nádobou. Protože se do takových baterií vejde více vody.

Pokud je vytápěná plocha velká, je instalováno podlahové topení nebo mnoho radiátorů v místnostech, objem standardní vestavěné nádoby bude malý, protože se používá více vody.

Při ohřevu přebytečné topné médium zcela naplní nádržku. A protože v rezervoáru nezůstává volné místo, tlak vody se zvyšuje v samotném topném systému a dochází k havarijnímu vypuštění pojistným ventilem. Poté se plynový kotel jen stěží automaticky zapne do provozu.

Aby se předešlo takovým negativním následkům, instaluje se do topného systému přídavná expanzní nádoba s membránou v konstrukci pro dvouokruhový plynový kotel. Když se standardní rezervoár zcela naplní, voda přejde do záložního hydraulického zásobníku. Po ochlazení se kapalina vrací do radiátorů.

Výpočet objemu expanzní nádoby

Zajistit stabilní provoz topného systému není složité, hlavní je správně zvolit objem kompenzační nádrže. Výpočet objemu expanzní nádoby musí být proveden s ohledem na nejintenzivnější režim provozu plynového kotle. Při prvním spuštění topení není teplota vzduchu ještě velmi nízká, proto bude zařízení pracovat se středním zatížením. S příchodem mrazů se voda více ohřívá a její množství se zvyšuje, což vyžaduje více místa.

Doporučuje se zvolit nádrž o objemu nejméně 10–12 % celkového množství kapaliny v topném systému. Jinak by nádržka nemusela zvládnout zátěž.

Přesný objem expanzní nádoby si můžete vypočítat sami. Nejprve je třeba určit množství teplonosné kapaliny v celém topném systému.

Způsoby výpočtu objemu vody v topném systému:

1. Zcela vypustit teplonosnou kapalinu z trubek do kbelíků nebo jiné nádoby, aby bylo možné spočítat litry.
2. Napustit vodu do trubek přes vodoměr.
3. Sečtou se objemy: objem kotle, množství kapaliny v radiátorech a trubkách.
4. Výpočet podle výkonu kotle – výkon instalovaného kotle se vynásobí 15. To znamená, že pro kotel 25 kW je potřeba 375 litrů vody (25*15).

Poté, co je množství teplonosné kapaliny spočítáno (například: 25 kW*15=375 litrů vody), vypočítá se objem expanzní nádoby.

Metod je mnoho, ale ne všechny jsou přesné a množství vody, které se vejde do topného systému, může být výrazně větší. Proto se objem expanzní nádoby vždy volí s malou rezervou.

Metody výpočtu jsou poměrně složité. Pro jednopodlažní domy se používá následující vzorec:

Objem expanzní nádoby = (V*E)/D,

Kde

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

Ukazatel účinnosti nádoby získáme podle vzorce:

D = (Pmax – Ps)/(Pmax + 1),

Kde

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

Pro systém s výkonem 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 nádrž o objemu 6–8 l, při pohledu na výsledky výpočtů chápeme, že stabilní fungování topného systému bez instalace další expanzní nádoby nebude možné.

Závěry a užitečné video k tématu

Naučit se samostatně vypočítat objem hydroakumulátoru a nastavit jeho tlak můžete shlédnutím níže uvedených videomateriálů.

Snadný způsob stanovení objemu expanzní nádoby:

Návod na samostatné nastavení úrovně tlaku v expanzní nádobě:

Plynové kotle musí být povinně vybaveny expanzními nádobami. Ty „pohlcují" přebytečnou teplonosnou látku, která vzniká ohřevem, a zabraňují vzniku vzduchových kapes. U dvouokruhových typů zařízení jsou tato zařízení zabudována, ale často jejich objem není dostatečný pro bezporuchový provoz vytápění.

Kompenzační nádrže je třeba vybírat na základě údajů o tlaku a objemu teplonosné látky v systému. Důležité je nádrž správně nastavit, jinak nebude schopna zajistit nepřerušovaný a stabilní provoz plynového kotle.

Zůstaly vám nějaké otázky ohledně naplnění a regulace tlaku v expanzní nádobě? Zeptejte se v bloku komentářů – naši odborníci a další návštěvníci webu se vám pokusí pomoci.