Tlakové expanzní nádoby Reflex
Dlouholetý výzkum a vývoj promítnutý do konkrétních výrobků, to je Reflex a jeho komplexní program, který nabízí řešení v oblastech: expanze topných a chladicích soustav s možností odplyňování a doplňování, expanze soustav ohřevu pitné a užitkové vody, ohřev vody a její akumulace vč. možnosti využití solární energie.
Membránové expanzní nádoby pro topné, chladicí a solární soustavy
Tlakové membránové expanzní nádoby reflex slouží k vyrovnávání objemových změn kapaliny vlivem změn teploty v topných a chladicích soustavách. Jsou nejjednodušším řešením expanze kapalin, funkčně spolehlivé, s nimi je soustava uzavřená, nedochází ke ztrátám vody, pro svoji funkci nepotřebují další energii, jsou levné, jejich montáž a údržba je jednoduchá.
Konstrukce
Membránové expanzní nádoby reflex jsou ocelové tlakové nádoby, které mají vnitřní prostor rozdělený pryžovou membránou na prostor pro jímání vody a prostor, ve kterém je stlačený plyn.
Vyrábíme je v řadách 6 a 10 barů s označením reflex N (NG) s nevyměnitelnou membránou, reflex F v plochém provedení, reflex S pro chlazení a solární soustavy a reflex G v robusním provedení s vyměnitelným vakem a u větších nádob s přírubovým připojením. Nabízíme nádoby ve velikostech 8 až 5000 litrů. Dokážeme zabezpečit jak topnou soustavu v rodinném domě tak i veliké soustavy se statickou výškou až 85 metrů.
Jsou to univerzálně použitelné tlakové expanzní nádoby pro topné soustavy a soustavy chladící vody, konstrukčně jednoduché a provozně spolehlivé. Pracují na principu udržování konstantního tlaku v soustavě pomocí plynového "polštáře". Voda je nestlačitelná, při svém ohřevu zvětšuje objem a tento přebytečný objem se uskladní do expanzní nádoby. Tlak plynu se tím zvýší a při chladnutí vody ji vytlačuje zpět do soustavy. Prostor plynu a prostor vodní jsou od sebe navzájem odděleny membránou, která je odolná i glykolovým směsím. Tím se otevírá rozsah použití také pro solární a chladicí okruhy. Můžete si vybrat mezi nádobou s pevnou nevyměnitelnou membránou nebo nádobou s vyměnitelným vakem. Otevřenou expanzní nádobu u nás nenajdete. Samozřejmě, že pomocí otevřené expanzní nádoby umístěné v nejvyšším místě soustavy je možné topnou soustavu zabezpečit, musíte se ale postarat, aby v zimě nezamrzla (většinou bývá na půdě) a musíte počítat s tím, že přes otevřenou hladinu se do soustavy bude trvale dostávat vzduch. Budete muset častěji odvzdušnit radiátory a trubky, čímž radiátory i kotel budou vystaveny působení kyslíku, který způsobuje korozi. Černá voda s jemným kalem, kolující ve vaší soustavě, vede k usazování kalu na teplosměnných plochách kotle a radiátorů a ke snížení jejich účinnosti. Důsledkem je samozřejmě i zkrácení životnosti, takže budete muset sáhnout o něco dříve do kapsy a opravovat nebo vyměňovat.
Definice důležitých hodnot tlaků:
Otevírací přetlak pojistného ventilu psv:
je přetlak, při kterém pojistný ventil otevře. Všechny komponenty zařízení musí být v celé soustavě dimenzovány na tento maximální tlak (a je nutné samozřejmě dbát i hydraulických poměrů).
Statický tlak pst:
je tlak vodního sloupce mezi tlakovou expanzní nádobou a nejvýše položeným spotřebičem (radiátorem).
Minimální provozní tlak p0:
tlak soustavy u expanzní nádoby, je to minimální hodnota tlaku, která musí být zajištěna v celé soustavě kvůli zamezení možnosti vzniku podtlaku, odpařování a kavitace.
p0 = pstatický + podpařovací + 0,2 baru a platí, že min. p0 > 1.0 bar
Počáteční tlak pa:
je dolní tlaková hranice zařízení při "normálním" udržování tlaku, její dodržení bezpečně zajistí minimální zásobu vody v expanzní nádobě a tím její správnou funkci.
pa = p0 + 0.3 baru (doporučení firmy Reflex).
Plnicí tlak pf:
tlak u expanzní nádoby, na který je soustava v závislosti na teplotě vody plněna. Odpovídá-li při plnění teplota soustavy a teplota plnící vody nejnižší teplotě soustavy, je plnicí tlak pf identický s počátečním tlakem pa.
Konečný tlak pe:
je horní tlaková hranice zařízení při "normálním" udržování tlaku. Je minimálně o otevírací diferenci pojistného ventilu nižší než jeho otevírací přetlak. Při otevíracím přetlaku psv < 5 barů je otevírací diference 0.5 baru. Přes 5 barů to je 10 % hodnoty otevíracího přetlaku.
Výpočet
Výpočet tlakové expanzní nádoby se provádí podle ČSN 06 0830 a stanovuje se ze zvětšení objemu vody v celé soustavě při jejím ohřátí z 10 °C na nejvyšší požadovanou teplotu vody v soustavě.
Rozdíl mezi pst a pSV má při návrhu velikosti expanzní nádoby velký vliv na její celkovou velikost
Nastavení tlaku plynu v nádobě před instalací:
Tak plynu před instalací nádoby na soustavu se upraví podle hydrostatické výšky soustavy.
Příklad: pro statickou výšku 15 m se přetlak plynu upraví na 1,5 baru (150 kPa).
Expanzní nádobu připojíme, soustavu napustíme a odvzdušníme a na vodní straně "přitlačíme" 0,2 baru (20 kPa). Tím za studeného stavu získáme na nejvyšším tělese přetlak 0,2 baru a v expanzní nádobě minimální zásobu vody pro krytí drobných úniků.
Údržba
Expanzní nádoby je nutné minimálně jedenkrát ročně kontrolovat. Při kontrole je třeba nádobu odpojit od soustavy, případně oddělit uzavírací armaturou a vypustit vodu z nádoby. Změříme tlak plynu a je-li třeba, upravíme. Doporučujeme před nádobu instalovat naše kulové kohouty se zajištěním v otevřené poloze.
Membránové expanzní nádoby v provedení pro pitnou a užitkovou vodu
Tlakové membránové expanzní nádoby refix jsou určeny speciálně pro použití v systémech ohřevu pitné a užitkové vody a pro tlumení rázů od čerpadel v zásobovacích systémech. Prostory plynu a vody jsou od sebe odděleny membránou. Všechny části nádoby, přicházející do styku s vodou, jsou s protikorozní ochranou, vnitřek nádoby je opatřen plastovým povlakem.
Refix DD s průtočnou armaturou flowjet - pitná voda
Základní dodávka je nádoba s T-kusem, plastová růžice v připojení nádoby zajišťuje splnění požadavku na průtočnost nádoby. Pokud chceme řešení s ohledem na jednoduchou údržbu, vsadíme mezi T-kus a nádobu průtočnou armaturu flowjet, která zabezpečí i další funkce uzavřít a vypustit vodu z nádoby. Teprve za těchto podmínek je možné správné nastavení tlaku plynu v nádobě. Průtočná expanzní nádoba zamezí tvorbě choroboplodných zárodků. Tlak 10 barů (8 litrů pro 25 barů), velikost 8 až 33 litrů.
Zásobníkový ohřívač bez expanzní nádoby refix, bude po nahřátí na maximální teplotu nadměrně namáhán zvýšeným tlakem a bude u něho kapat pojišťovací ventil. Na vnitřním smaltu mohou začít vznikat mikrotrhlinky, které povedou ke zkrácení životnosti.
Refix DT5 - pitná voda
Průtočné expanzní nádoby, průtok vody nádobou zabezpečuje flowjet Rp 5/4 nebo dvojité připojení.Vyrábějí se podle typu ve velikostech 60 až 3000 litrů pro tlak 10 a 16 barů.
Refix DE - vhodná pro užitkovou vodu
Neprůtočná expanzní nádoba určená pro požární a užitkovou vodu nebo pro topné soustavy se zvýšeným korozním nebezpečím, například podlahové topení. Vyrábějí se ve velikostech 8 až 500 litrů pro tlak 10 barů, nádoba 8 litrů až 25 barů.
Návrh potřebného celkového objemu expanzní nádoby:
Vn - celkový objem expanzní nádoby v litrech
VSp - objem zasobníku v litrech
pa - tlak za redukčním ventilem na přívodu studené vody
p0 - nastavený tlak v expanzní nadobě (p0 = pa - 0,2 baru)
pSV - oteviraci přetlak pojišťovacího ventilu v barech (doporučujeme 10 barů)
n - koeficient roztažnosti v % (pro ohřev vody z 10 °C na 60 °C je n = 1,66 %)
Membránové expanzní nádoby pro solární soustavy
Expanzní nádoba je nutnou součástí solární soustavy. Udržuje tlak mezi minimálním a maximálně možným provozním tlakem. Expanzní nádoba v solární soustavě musí pohltit objemové změny teplonosné kapaliny vlivem teplotní roztažnosti bez její zbytečné ztráty a udržet přetlak v solární soustavě v předepsaných mezích při všech provozních stavech. Při stavech bez odběru tepla v období se slunečním svitem může teplota v kolektoru a přilehlém potrubí dosáhnout 180 až 250 °C (tzv. stagnační teplota, liší se podle typu kolektoru a je udávána výrobci). Dochází k varu (bod varu je závislý na tlaku v soustavě) a k odpaření části teplonosné kapaliny a vytlačení zbylého objemu kapaliny v kolektorech. Při poklesu teploty v kolektorech pára teplonosné kapaliny kondenzuje a vytlačená teplonosná kapalina se vrací zpět do kolektorů. Expanzní nádoba solárních soustav musí být proto dimenzována na zajištění minimálního objemu teplonosné látky v nádobě ve studeném stavu (1 až 2 % celkového objemu soustavy, minimálně však 2 litry), na změnu objemu teplonosné látky v soustavě ze studeného stavu daného minimální teplotou (t0 = 10 °C) do ohřátí na maximální provozní teplotu (podle druhu provozu tmax = 90 až 130 °C) a dále na vytlačení objemu teplonosné kapaliny z kolektorů při možném vývinu páry.
Umístění zpětné klapky vůči expanzní nádobě by mělo respektovat řádné vyprazdňování kolektorů v případě stagnačních podmínek. Expanzní nádoba musí být odborně nainstalována a tlak plynu v nádobě, přednastavený z výroby, musí být upraven podle skutečných podmínek v místě instalace ještě před tím, než na membránu z druhé strany začne působit tlak kapaliny. To zajistí, aby nedošlo k nedovolenému zvýšení tlaku v solární soustavě a zbytečným ztrátám kapaliny, způsobené otevřením pojistného ventilu, a to ani v případě stagnace (maximální teploty, tvorba páry v kolektorech).
Výpočet
Metoda výpočtu:
1) S odpařováním v kolektoru
Minimální provozní tlak p0 se stanoví bez přídavku na odpařování, to znamená, že při klidovém stavu (stagnace) je v kolektoru odpařování přípustné
p0 = statický tlak pst + diferenční tlak oběhového čerpadla Δp
2) Bez odpařování v kolektoru
Minimální provozní tlak p0 se musí stanovit tak vysoko, aby bylo zamezeno odpařování v kolektoru. Při hodnotě klidového stavu (stagnace) ≤ 150 °C to je možné.
p0 = statický tlak pst + odpařovací tlak pD + diferenční tlak oběhového čerpadla Δp
Stanovení otevíracího přetlaku pojišťovacího ventilu
| pSV ≥ p0 | + 1,5 baru pro pSV ≤ 5 barů + 2,0 baru pro pSV > 5 barů |
Stanovení koncového tlaku
| pe = pSV | - 0,5 baru pro pSV ≤ 5 barů - 0,1 pSV pro pSV > 5 barů |
Objem soustavy
VA = objem kolektorů + objem potrubí + objem výměníku v bojleru + další
Expanzní objem
n - koeficient roztažnosti v % (procentuelní roztažnost je dána rozdílem mezi nejnižší venkovní teplotou (např. - 20 °C) a teplotou varu, kterou si stanovíme podle toho jestli uvažujeme výpočet s nebo bez odpařování.
Stanovení vodní předlohy (zásoba vody v expanzní nádobě)
| VV = 0,005 * VA | pro Vn > 15 litrů s VV ≥ 3 litry |
| VV ≥ 0,2 * Vn | pro Vn ≤ 15 litrů |
Celkový objem expanzní nádoby
Nastavení tlaku plynu v nádobě před instalací:
Tlak plynu v nádobě se upraví na hodnotu p0.
Proti expanzním nádobám pro otopné soustavy je u solárních soustav důležitá odolnost membrány vůči působení glykolu, u expanzních nádob reflex S, určených pro solární soustavy se používá membrána z butylkaučuku.
Nastavení přetlaku se provádí plynovým ventilkem (upouštění, tlakování hustilkou). Nejméně jednou za rok by měla být provedena vnější kontrola spojená s kontrolou plnicího tlaku.
Oddělovací nádoby V
Před expanzní nádobu je nutné umístit oddělovací nádobu, pokud nezajistíme jiným způsobem, aby se do expanzní nádoby nedostávala teplota trvale vyšší než 70°C. Obecný vzorec pro výpočet velikosti neexistuje. Rozhodující je, jaké množství vody je teplejší než 70 °C. Zpravidla je to asi 50 % celkového objemu.
Návrh velikosti:
V = (Δn/100) * Vsoust * (0,5 až 1,0)
Hodnoty Δn:
0,64 pro 80 °C; 1,34 pro 90 °C; 2,10 pro 100 °C; 2,50 pro 110 °C; 3,79 pro 120 °C
Δn je procentuelní roztažnost pro vodu mezi 70 °C a maximální teplotou.
Značka Reflex je v mnoha zemích světa známá svými zařízeními na udržování tlaku v topných soustavách a systémech pitné a užitkové vody. Expanzní nádoby a systémy - vše od malých soustav v rodinných domcích až po velké soustavy zásobování teplem. Doplňovací ...