Membránová expanzní nádrž je typem hydraulického akumulátoru a klíčovým prvkem topného okruhu. V důsledku tepelné roztažnosti může chladicí kapalina topného systému změnit svůj objem, což může vést k nehodě. Aby se předešlo nestabilnímu provozu systému, používají se speciální nádrže s membránou.
Účel a provozní vlastnosti membránové expanzní nádrže
Při zahřívání chladicí kapaliny se v důsledku zvýšení objemu kapaliny zvyšuje tlak v kotlích a okruhu topného systému. Protože voda je nestlačitelné médium a samotný systém je utěsněný, může to vést k poruše potrubí nebo kotle
K vyřešení vzniklého problému nestačí nainstalovat ventil, který vytlačí přebytečný objem zahřáté chladicí kapaliny, a zde je důvod: při ochlazení se kapalina stlačí a místo ní se do okruhu jistě dostane vzduch, který zasahovat do cirkulace chladicí kapaliny. V souladu s tím bude nutné radiátory neustále odvzdušňovat a doplňovat nové chladivo, v důsledku čehož bude topná voda velmi drahá.
Z tohoto důvodu je optimálním řešením membránová expanzní nádoba pro vytápění. Takovým hydraulickým akumulátorem je zásobník připojený k topnému systému potrubím. Nadměrný tlak v něm je kompenzován jeho objemem; Tím je zajištěna bezpečnost systému a správný provoz topného okruhu. Expandér nasává určité množství kapaliny, jak se zvětšuje objem a tlak, a když se tyto indikátory snižují, vrací ji zpět. Tato zařízení se liší od podobných zařízení jiných typů v následujících výhodách:
- lze je s úspěchem použít téměř ve všech vodách, zejména s vysokým obsahem vápníku;
- takové nádrže lze používat na pitnou vodu;
- mají velký užitečný vytlačený objem (ve srovnání s nádržemi bez membrány);
- čerpání vzduchu do expanzní nádrže je vyžadováno v minimálním množství;
- instalace zařízení je rychlá a nevyžaduje velké náklady;
- náklady na provoz a údržbu zařízení v provozuschopném stavu jsou minimální.
Expanzní nádrž má však i nevýhody. Někdy při jeho instalaci vznikají problémy kvůli velké velikosti zařízení: vzhledem k tomu, že kapalina přenáší teplo do hydraulického akumulátoru, mohou se zvýšit tepelné ztráty. Aby se zabránilo nekontrolovaným tepelným ztrátám, doporučuje se zařízení izolovat.
U takových zařízení je také zvýšené riziko tvorby rzi.
Produktové zařízení
Systémy vnitřního vytápění mohou mít otevřené a uzavřené okruhy. Otevřené schéma se používá v centralizovaných sítích, takže když je potřeba teplá voda, může být odebírána přímo ze systému. V tomto případě je expanzní nádoba umístěna v horní části okruhu, aby nejen řídila proces poklesu tlaku, ale také oddělovala vzduch ze systému. Pokud je topný systém uzavřeného typu, používá se provedení s membránou uvnitř.
Expanzní nádrž membránového typu má poměrně jednoduchý design. Zahrnuje nádržku na vodu a pryžovou membránu, která může být balónového nebo membránového typu.
Pokud je membrána prvního typu, pak je chladicí kapalina umístěna uvnitř pryžového válce, mimo něj je dusík nebo vzduch. Tento díl lze v případě potřeby snadno vyměnit.
Membránová membrána pro expanzní nádrž je přepážka na bázi tenkého kovu nebo elastického polymeru. Má malou kapacitu a vyrovnává drobné tlakové rozdíly, přičemž je neodnímatelný. Pokud tato část selže, nelze ji vyměnit, takže zařízení bude muset být vyměněno úplně. Oproti balónkové membráně je však levnější.
Princip činnosti membránové expanzní nádoby
Pro každý topný systém je tlak plynu přizpůsoben konkrétnímu objemu expanzní nádoby, dle návodu k zařízení. Můžete použít jakýkoli typ membrány – to nemá vliv na účinnost akumulátoru. Pokud je však balónového typu, lze do nádrže umístit více teplonosné kapaliny. Princip fungování membránové expanzní nádrže topného systému se neliší pro různé typy konstrukcí a je následující:
- v důsledku expanze vody se její tlak zvyšuje a membrána se natahuje;
- když je membrána natažena, přebytečná chladicí kapalina vstupuje do akumulátoru;
- při poklesu tlaku v síti se voda ochladí a chladicí kapalina se vrací zpět do okruhu topného systému.
Požadovaná úroveň tlaku se nastaví automaticky.
Jak vybrat správnou membránovou expanzní nádrž?
Aby topný systém fungoval stabilně, musí být nádrž pro něj vybrána na základě výpočtů. Pokud je zásobník větší, než je nutné, nelze vytvořit správný tlak; a pokud je menší, nepojme přebytečnou tekutinu, což může vést k nehodě.
Aby produkt fungoval správně, musíte nejen správně vybrat jeho objem, ale také vzít v úvahu další vlastnosti. Zvláštní pozornost by měla být věnována následujícím faktorům:
- membrána musí být odolná vůči extrémním teplotám a tlakům nebo jejich rozdílům;
- model musí splňovat hygienické a hygienické normy;
- způsob instalace nádrže.
Ruský trh nabízí velké množství expanzních nádrží ruské a zahraniční výroby, které se liší cenou. Neměli byste kupovat nejlevnější modely – taková cena může být způsobena použitím nekvalitních materiálů při výrobě. Domácí tanky jsou levnější než jejich zahraniční protějšky, ale z hlediska výkonových charakteristik nejsou horší.
Hlavní charakteristikou, na kterou byste se měli při nákupu expanzní nádoby zaměřit, je její objem. Standardní doporučení je následující: vyberte produkt, jehož velikost je 10% z celkového objemu chladicí kapaliny v topném systému. Protože součinitel tepelné roztažnosti chladicí kapaliny ani při vysokém zahřátí nemůže být vyšší než 0,08, bude takový objem hydraulického akumulátoru zcela dostačující. Výpočty před nákupem produktu by měly zahrnovat následující ukazatele:
- objem chladicí kapaliny;
- koeficient tepelné roztažnosti;
- maximální přípustný tlak topného systému;
- počáteční tlak v nádrži.
Při výpočtu celkového objemu chladicí kapaliny je nutné vzít v úvahu všechny součásti topného systému. Tyto informace jsou získány z projektové dokumentace stavby. Pokud takové dokumenty neexistují, můžete provést přibližný výpočet, přičemž jako vodítko vezmete, že k ohřevu 15 litrů vody je zapotřebí 1 kW.
Koeficient tepelné roztažnosti chladicí kapaliny je vypočítán její teplotou nebo určen složením kapaliny – v bytových domech často obsahuje glykoly, které zlepšují její vlastnosti.
Maximální tlak topného systému je určen pomocí minimální hodnoty tlaku povoleného pro jeho komponenty. Přepouštěcí ventil je nastaven na tento indikátor.
Počáteční tlak v topném systému s chlazenou chladicí kapalinou odpovídá minimálnímu tlaku. Pro kontrolu počátečního tlaku v nádrži je akumulátor vybaven manometrem. Na expanzní nádrži musí být také instalována bezpečnostní skupina, která omezuje a řídí tlak.
Použití membránové nádrže pro vytápění má řadu omezení v závislosti na konstrukci a materiálu, ze kterého je vyrobena. Některé modely mají přísné požadavky na složení chladicí kapaliny, zejména omezují množství nemrznoucí směsi a etylenglykolu v jejím složení.
Upozornění: Expanzní nádoby nelze použít, pokud jsou překročeny tlakové limity.
Postup a podmínky pro instalaci nádrže
Membránový akumulátor lze instalovat samostatně, bez zapojení specialisty. Seznam požadavků na instalaci zařízení je následující:
- Zařízení nesmí být instalováno v místech s mínusovými teplotami;
- expanzní nádoba může být instalována na libovolném místě topného systému před jejím rozvětvením;
- upevnění musí být co nejspolehlivější, protože naplněná nádrž je velmi těžká;
- spoje musí být utěsněny, ale nelze použít tmely, protože zhoršují tření mezi tělem nádrže a membránou;
- Neinstalujte nádrž na výstupní potrubí v bezprostřední blízkosti topného kotle.
Pokud má kapacita hydraulického akumulátoru objem 30 litrů a více, je zakázáno jej připevňovat na nosné konstrukce. Nejčastěji jsou takové nádrže vybaveny speciálními nohami, které umožňují jejich instalaci přímo na podlahu. Při instalaci je třeba dodržovat následující podmínky:
- potrubí musí mít obvod tři čtvrtiny (palce); v souladu s tím musí být ve zpětném potrubí přítomen podobný závitový kanál;
- jakékoli vnější zatížení nádrže musí být vyloučeno;
- měla by být použita paronitová těsnění, která jsou odolná vůči vysokým teplotám nebo tlaku;
- Aby bylo možné regulovat nebo udržovat požadovaný tlak v plynové komoře, musí být expanzní nádoba vybavena vzduchovým ventilem.
Při instalaci hydraulického akumulátoru se nesmí dopustit hrubých chyb, jinak zařízení nebude normálně fungovat. Nejčastější chybou je nesprávně vypočítaný maximální tlak (což je asi 90 % kritického tlaku) v plynovém prostoru. Takový chybný výpočet vede ke skutečnosti, že membrána se neroztahuje a neumožňuje přebytečné chladicí kapalině procházet do nádrže. Výsledkem bude prasknutí potrubí a porucha topného systému. Vysoce kvalitní manometr nainstalovaný na hydraulickém akumulátoru chrání před takovým vývojem. Pokud se po výpočtech ukáže, že objem stávající nádrže nestačí, budete muset zakoupit další malý kontejner.
Expanzní nádrž v topném systému je velmi důležitá, protože určuje, jak správně bude systém fungovat. Instalace není obtížná, ale je nutné provést celý proces co nejpečlivěji, protože i malá chyba může vyvolat stav nouze. V uzavřeném topném systému je na membránu neustále vyvíjen vysoký tlak, po celou topnou sezónu je toto zařízení vystaveno vážnému zatížení. Nejméně jednou za 2 roky byste proto měli zkontrolovat její stav a v případě potřeby vyměnit tento díl a/nebo samotnou expanzní nádobu.
Téma našeho dalšího článku se týká tak důležité součásti systémů průmyslového inženýrství, jakou je expanzní nádoba s membránou. Z materiálu se dozvíte, k čemu je tato jednotka potřebná, na jakých principech funguje a co potřebujete vědět, abyste si vybrali optimální membránovou expanzní nádobu přímo pro váš okruh.
Obecný popis a účel membránové expanzní nádoby
Expanzní membránová nádrž je povinným prvkem uzavřených inženýrských systémů. Tato zařízení jsou nejžádanější v topných systémech, ale své místo nacházejí i v zásobování vodou, hašení požárů a dalších důležitých zařízeních, kde se jako pracovní látka používá kapalina (ne nutně voda).
Ze školního kurzu fyziky víme, že kapaliny mají při zahřívání tendenci zvětšovat svůj objem a tím zvyšovat tlak v potrubí. Aby se předešlo velmi nepříjemným a neméně nebezpečným následkům, jako je porucha topného potrubí, používají se expanzní nádoby.
Princip fungování takové ochrany je poměrně jednoduchý. Když ohřáté médium v uzavřeném okruhu začne vyvíjet přetlak na potrubí, systém jakoby vypustí přebytečnou kapalinu do expanzní nádoby. A když tlak opět klesne, přidá jej zpět do topného okruhu.
Stojí za zmínku, že zařízení s membránou mají určité výhody ve srovnání s jejich zjednodušenými protějšky – nádržemi bez membrán. Které přesně? O tom vám nyní povíme.
Hlavní výhody expanzních membránových nádrží
Ve srovnání s jinými konstrukcemi, které řeší stejné problémy, mají expanzní nádrže s membránou některé výhody:
- Mají větší přemístěný objem;
- Provoz expanzní nádrže s membránou se provádí s minimálním využitím atmosférického (kyslíkového) čerpání;
- Snadná instalace, použití a údržba;
- Mají nízké provozní náklady a přitom mají velmi vysokou odolnost proti opotřebení a životnost.
Aby však byl poslední bod pravdivý, je třeba k výběru membránové expanzní nádrže přistupovat velmi zodpovědně. Všechny expanzní nádoby s membránou obsažené v adresář průmyslová zařízení společnosti RusInzh vyrábí pouze odpovědní výrobci. Každý z nich je prověřený časem a má bezvadnou pověst.
Navíc vám rádi nabídneme vysoce kvalitní membránové expanzní nádoby vlastní výroba, vyráběné v továrnách v Ruské federaci a Bělorusku plně v souladu s nejvyššími požadavky na tento typ zařízení.
Princip činnosti membránové expanzní nádoby
Přestože na trhu existují nádrže otevřeného typu, nejčastěji je tímto produktem uzavřená nádoba rozdělená na polovinu membránou. Je vyrobena z vysoce kvalitní potravinářské pryže a nemá žádné škodlivé účinky na pracovní kapalinu v cirkulačním okruhu.
Membránová nádrž funguje následovně:
- Ve stavu „harmonie“ (tedy v rovnováze) je kapalina v optimálních tlakově-teplotních parametrech a nádrž se prakticky nepoužívá.
- Jak teplota stoupá a tlak stoupá, vytlačená kapalina vstupuje do hydraulické komory;
- Elastická membrána umožňuje zmenšit objem pneumatické komory, což pomáhá zvýšit tlak plynu.
- Vysoký tlak v pneumatické komoře je kompenzován tlakem v hydraulické komoře, výsledkem je rovnovážný stav.
Když výkon tekutiny klesá, akce probíhají v přesně opačném pořadí. Díky minimálnímu čerpání plynu je také na minimum snížena možnost tvorby rzi v membránových expanzních nádržích.
Pro zajištění dodatečné spolehlivosti a bezpečnosti jsou nádrže vybaveny speciálním ventilem, který zabraňuje překročení maximálního přípustného tlaku v celém systému. Kromě expanzní funkce jsou tedy membránové nádrže také prvkem bezpečnosti pro cirkulující kapalinové komunikace. Aby nedošlo k chybám při výpočtu parametrů při výběru membránové expanzní nádrže, doporučuje se svěřit tuto práci zkušeným odborníkům. Pracovníci naší společnosti vám rádi pomohou tento problém vyřešit.
