Volba membránové expanzní nádoby pro ÚT – objem a tlak

Dimenzování expanzní nádoby pro ÚT vychází z objemu vody v instalaci, její teploty a tří tlaků: předtlaku, plnicího a konečného. Jmenovitý objem udává vzorec Vn = (Vi · e + Vp) · (pe + 1) / (pe − p0). Pro instalaci 150–200 l a předtlak 1,0 bar vychází orientačně 18–25 l. Předtlak se nastavuje u nádoby odpojené od vody a vypuštěné na straně vody.

Jak probíhá dimenzování expanzní nádoby pro ÚT: vzorec

Expanzní nádoba pojímá vodu, která se při zahřívání rozpíná v uzavřené instalaci. Plyn na druhé straně membrány se stlačuje a tlak v okruhu roste v kontrolovaném rozsahu. Symboly ve vzorci:

• Vi – objem vody v celé instalaci (kotel, trubky, radiátory, akumulační nádrž) v litrech,
• e – součinitel rozpínavosti vody pro provozní teplotu,
• Vp – vodní rezerva; orientačně 0,5 % Vi, nejméně však 3 l,
• p0 – předtlak v nádobě v bar,
• pe – konečný tlak, který nesmí překročit otevírací tlak pojistného ventilu; pro ventil 3 bar se orientačně uvažuje 2,5 bar.

Objem Vi je nejlepší sečíst z vodních objemů jednotlivých prvků podle údajů výrobců. Pokud je neznáte, počítejte s rezervou, protože podhodnocené Vi vede k příliš malé nádobě.

Součinitel rozpínavosti vody a provozní teplota

Součinitel e závisí na teplotě, na kterou se voda ohřeje oproti studenému stavu. Pro ohřev od 10 °C jsou hodnoty vycházející z hustoty vody orientačně tyto:

Z bezpečnostních důvodů se počítá s teplotou přívodu z kotle, nikoli s průměrnou teplotou radiátorů. Nízkoteplotní instalace, např. podlahová, má menší e, ale okruh s kotlem a akumulační nádrží se počítá podle nejvyšší teploty v systému.

Předtlak expanzní nádoby

Předtlak expanzní nádoby musí být vyšší než statický tlak v místě montáže nádoby. Statický tlak vyplývá z výšky vodního sloupce nad nádobou: 10 m odpovídá 1 bar. K této hodnotě se orientačně přidává rezerva 0,2–0,3 bar. Pro dům s nejvyšším bodem instalace cca 6 m nad nádobou vychází přibližně 0,9 bar, prakticky tedy 1,0 bar.

Nádoby z oddělení nádob a redukčních ventilů mají z výroby 1,5 bar, např. Flamco BASEFLEX 18 l nebo Reflex N-12 12 l (ta druhá s max. provozním tlakem 4 bar). Výrobní tlak postačuje pro vyšší budovy; v nízkém domě lze nastavit nižší hodnotu podle výpočtu. Plnicí tlak instalace pak orientačně činí p0 + 0,3–0,5 bar.

Vliv p0 na výsledek je velký. Pro Vi = 200 l, e = 2,9 % a pe = 2,5 bar: při p0 = 1,0 bar vychází cca 20,5 l (nádoba 25 l), při p0 = 1,5 bar cca 30,8 l (nádoba 35 l).

Jaký objem expanzní nádoby pro dům 100–200 m²

Níže uvedená tabulka je vypočtena podle vzorce pro e = 2,9 % (80 °C), p0 = 1,0 bar, pe = 2,5 bar a Vp = 3 l (pro 300 l: 0,5 % Vi je 1,5 l, proto bylo zvoleno minimum 3 l). Objem Vi závisí na počtu a typu radiátorů, délce trubek a kotli, proto jsou hodnoty orientační.

Pokud jsou hodnoty Vn blízké objemu nádoby, volí se další velikost. Systémy s kotlem na pevná paliva a akumulační nádrží se počítají zvlášť, protože mají výrazně větší Vi a vyšší teploty. Při výměně čerpadla nebo ventilů na okruhu se hodí také přehledy o dimenzování oběhového čerpadla pro ÚT.

Expanzní nádoba 12 l, nebo 18 l a větší objemy

Otázku „expanzní nádoba 12 l, nebo 18 l“ rozhoduje objem vody. Pro předpoklady z tabulky postačuje nádoba 12 l (např. Flamco Baseflex 12/1,5) do cca 70 l vody v instalaci. Nad tuto hodnotu je potřeba alespoň 18 l. Typický dům 100–200 m² s deskovými radiátory obvykle překračuje 70 l, takže 12 l bývá příliš málo.

Velké instalace, např. s akumulační nádrží nebo mnoha spotřebiči, vyžadují nádoby o objemu od několika desítek do stovek litrů, jako jsou Reflex N-80 (80 l), Reflex G 300 (300 l) nebo Reflex N-600 (600 l), všechny s max. provozním tlakem 6 bar. Přípustná provozní teplota těchto nádob je 70 °C (max. teplota systému 120 °C pro N-80 a G 300), takže při vyšších teplotách se používá chladicí nebo předřadná nádoba. Pokud instalace zahrnuje také podlahové smyčky, přečtěte si o dimenzování rozdělovače pro podlahové vytápění.

Typické chyby a kontrola tlaku

• Měření p0 při naplněné nádobě. Manometr na vzduchovém ventilku pak ukazuje tlak vody, nikoli plynu. Měření se provádí u nádoby odpojené od instalace a vypuštěné na straně vody.
• Příliš malá nádoba. Důsledkem je nárůst tlaku až k otevření pojistného ventilu při každém ohřevu.
• Opomenutí statického tlaku. Při výrobních 1,5 bar v nízkém domě má nádoba menší využitelný pracovní rozsah.
• Příliš vysoký p0. Když je p0 blízko plnicímu tlaku, membrána téměř nepracuje.
• Provozní tlak nádoby nižší než u pojistného ventilu. Max. provozní tlak nádoby, např. 4 bar u Reflex N-12, musí být vyšší než nastavení ventilu.

Předtlak se kontroluje jednou ročně na studené instalaci. Pokles tlaku plynu je normální, protože ho membrána propouští. Nádoba se připojuje na přístupném místě, nejlépe na zpátečce před čerpadlem. Nastavení hlavic, např. podle textu o nastavení termostatického ventilu, nemění výpočet nádoby, ale změny průtoku ovlivňují provoz celého systému. Práce na kotli a instalaci napájené ze sítě provádí osoba s odpovídajícím oprávněním.