Ekspanzijska posuda za grijanje otvorenog tipa: uređaj, namjena, osnovne vrste + savjeti za izračun posude

U današnjim stvarnostima, ekspanziona posuda za grijanje otvorenog tipa odavno je i nepovratno izgubila konkurentsku borbu od modernijeg i učinkovitijeg zatvorenog spremnika.

Ipak, moralno zastarjela oprema se aktivno koristi. A u nizu situacija čak ima neke prednosti u odnosu na tehnološke membranske spremnike.

U ovom materijalu ćemo razmotriti njegovu namjenu i konstrukcijske značajke, te se upoznati s principom rada i pravilima izračuna takve vrste posude.

Namjena posude u sustavima otvorenog tipa

Navedeni uređaj koristi se u sustavima grijanja za sprječavanje kvarova prilikom povećanja volumena i tlaka radnog medija, što se događa pri zagrijavanju.

Da budemo precizni, pri povećanju temperature vode koja cirkulira u sustavu od 5 do 100 °C, njezin volumen postaje 4% veći. I to je puno, jer nema kamo u cijevima i radijatorima – tamo nema slobodnog mjesta.

U ekspanzionu posudu otvorenog tipa istiskuju se viškovi radnog medija iz sustava grijanja, čime se sprječava kvar njenih dijelova uslijed povećanog tlaka. Do kojeg dolazi jer se voda ne može stisnuti, a ona sama znatno povećava volumen pri povišenju temperature. Nakon hlađenja, radni medij se vraća u sustav grijanja.

Kao rezultat, nekoliko stotina grama u malom sustavu grijanja ili nekoliko litara u dovoljno velikom povećavaju tlak do kritičnih vrijednosti i dovode do pojave snažnih hidrauličkih udara.

Što povlači za sobom istiskivanje brtvila, lomljenje fitinga, radijatora i skupocjeni popravak – sve to u najnepovoljnijem trenutku.

A nakon što temperatura radnog medija opadne, njegovi viškovi ponovno postaju potrebni za učinkovito funkcioniranje sustava, stoga se moraju vratiti, i to u potpunom volumenu. U slučaju isparavanja, zalihe tekućine potrebno je nadopunjavati.

Karakteristična obilježja otvorene posude

Takvi spremnici su iznimno jednostavni – kao ekspanziona posuda uvijek se može koristiti obična kanta, posebno izrađen spremnik od pri ruci dostupnih materijala, kanistar, ili nešto slično.

Konstrukcijske značajke spremnika

Glavni zahtjevi za konstrukciju su:

• dostatna količina;
• nedostatak nepropusnosti.

To jest, dopušten je čak i nedostatak poklopca, iako je poželjan – štiti od ulaska čestica prljavštine u sustav grijanja.

Spremnik koji se planira koristiti kao ekspanzijska posuda mora biti opremljen priključkom na koji se dovodi cijev iz sustava grijanja. To je jedini obvezni dodatak.

Konstrukcija bilo koje ekspanzijske posude iznimno je jednostavna – predstavlja običan spremnik opremljen s jednim ili više ulaza/izlaza. To omogućuje nakupljanje i odvod viška tekućine. Najtehnološkiji spremnici opremljeni su dovodom vode i odvodnim ventilom koji je potreban za odvođenje vode u kanalizaciju kada je količina viška prevelika.

Ali radi udobnosti i izbjegavanja sitnih neugodnosti, poželjno je koristiti sljedeće dodatke:

• Pretočno crijevo ili cijev — takav konstrukcijski element potreban je u slučaju prelijevanja ekspanzijske posude. To jest, taj element konstrukcije, odvodeći tekućinu u kanalizaciju ili jednostavno izvan zgrade, isključuje mogućnost njenog poplavljivanja.
• Cijev za vodoopskrbu – potrebna je za nadopunjavanje sustava grijanja vodom. Bez nje je sasvim moguće, ali treba shvatiti da će se navedeni postupak morati obaviti s kantom u rukama. Iako će u potonjem slučaju konstrukcija biti jeftinija.

Budući da se ekspanzijske posude često postavljaju na tavane, treba voditi računa o njihovoj toplinskoj izolaciji. To će spriječiti smrzavanje tekućine i kvar cijelog sustava.

Kao medij za prijenos topline može se koristiti samo obična voda. Zato što se moderni učinkoviti antifrizi u otvorenim spremnicima brzo isparavaju. To dovodi do znatnog poskupljenja cjelokupnog postupka grijanja prostorije.

Osim toga, isparavanja antifriza gotovo su uvijek toksična, što utječe na zdravlje stanara. Više o vrstama medija za prijenos topline za sustav grijanja i njihovim značajkama rekli smo u ovom materijalu.

Oblik i materijal izrade

Oblik posude nije od temeljne važnosti, stoga može biti bilo koji:

• okrugli;
• pravokutni;
• trapezoidni itd.

Materijal izrade može biti bilo koji metal ili čak plastika, ali budući da se medij za prijenos topline može zagrijati do značajnih temperatura, mora biti otporan na toplinu.

Ovaj crtež pomaže razumjeti princip rada ekspanzijske posude. Na slici lijevo prikazan je nosač topline u hladnom stanju. On ima više nego dovoljno dostupnog volumena. Ali kada započne zagrijavanje (slika desno), ubrzo nastaje višak vode. Zapravo, viška tekućine nema puno, ali to je sasvim dovoljno da pronađe slabo mjesto u sustavu i stvori curenje ili dovede do kvara opreme.

U prodaji su različite varijante otvorenih ekspanzijskih posuda, među kojima je lako odabrati najprikladniju. Ili se može izraditi vlastiti spremnik od dostupnih materijala koji će služiti kao ekspanzijska posuda.

Princip rada uređaja

Ekspanzijska posuda dio je najjednostavnijih sustava grijanja koji rade prema zakonima fizike. Kada se kretanje tekućine kroz cijevi i radijatore odvija gravitacijom, energiju za to osigurava razlika tlaka.

Kako se ne bi narušila prirodna izmjena topline i kruženje vode, ekspanzijski spremnik treba postaviti na najvišoj točki cijelog sustava grijanja, a kotao bi trebao biti na najnižoj. Više o postavljanju i povezivanju spremnika govorili smo u ovom članku.

U suprotnom, prisutnost spremnika neće dati željeni učinak. To neće zaštititi od porasta tlaka, hidrauličkih udara i naknadnih kvarova.

Važna prednost otvorenih ekspanzijskih spremnika je njihova dostupnost. Na primjer, spremnik se može izraditi čak i od dostupnih materijala kojih ima dovoljno u vikendicama i pomoćnim prostorijama privatnih kuća. Bilo koja metalna ili plastična posuda odgovarajuće veličine može poslužiti kao ekspanzijski spremnik, o čemu svjedoči fotografija.

Sam spremnik, kada je nosač topline hladan, ne sudjeluje u radu sustava grijanja.

Sve se mijenja kada se tekućina zagrije do značajnih temperatura i stvara pretlak u cijevima i radijatorima, jer se u takvim situacijama njezin višak aktivno stvara i istiskuje u ekspanzijski spremnik. Tamo ostaje dok se nosač topline ne ohladi, nakon čega gravitacijom ponovno dospijeva u cijevi, radijatore i kotao.

Opisani postupak izvodi se ciklički, odnosno tijekom cijelog razdoblja rada spremnika.

Zbog činjenice da je sustav grijanja otvoren, kao i sam spremnik, kompenzacija posljedica širenja ne može se izvoditi bez ljudskog sudjelovanja.

Razlog je taj što nosač topline, budući u izravnom kontaktu sa zrakom, isparava, a što se više zagrijava, to se taj proces brže odvija.

Kao rezultat, korisnik mora redovito provjeravati postojeću razinu vode. I po potrebi dolijevati je.

Operacija se izvodi pomoću kante ili druge posude s vodom. To je neugodno, pa se sustav može automatizirati organiziranjem dovoda vode iz sustava vodoopskrbe, bilo lokalnog ili centraliziranog.

Treba znati da geometrijski oblici i točni proračuni u slučaju otvorenog ekspanzijskog spremnika nisu važni. Osnovni uvjet učinkovitog rada je smještaj na najvišoj točki sustava i dovoljan volumen spremnika do preljevne cijevi.

Osim toga, korištenjem dodatne opreme opisanu proceduru može se učiniti potpuno autonomnom.

Ali u tom slučaju gube se najvažnije prednosti svih otvorenih spremnika i sustava grijanja:

• jeftinoća;
• potpuna autonomnost, odnosno neovisnost o ispravnosti, radnoj sposobnosti i prisutnosti bilo kakvih inženjerskih sustava u prostoriji.

Svi procesi u otvorenom spremniku odvijaju se prema prirodnom ciklusu, bez pomoći pumpi i druge opreme.

Kao rezultat, da bi ekspanzijski spremnik bio zajamčeno koristan, dimenzije samog sustava moraju biti umjerene, odnosno ne treba ga koristiti za grijanje vikendica i zgrada čija površina prelazi 100 m².

Optimalno mjesto za smještaj ekspanzijskih spremnika su topli tavani. Budući da će tamo zajamčeno biti najviša točka sustava, a takvo rješenje omogućuje skrivanje konstrukcije niskih estetskih svojstava daleko od pogleda.

Ako se navedeno pravilo ignorira, to može dovesti do znatnih financijskih gubitaka jer će se morati izvršiti niz preinaka kako bi se osigurala učinkovitost rada spremnika i cijelog sustava kao jedne cjeline.

Osim toga, visina mora biti ograničena. Budući da je vrlo problematično postići očekivani rezultat pri pokušaju grijanja na ovaj način više od dvokatne zgrade.

Kako izvršiti izračun?

Kao što je gore navedeno, svaki ekspanzijski spremnik koji se koristi za grijanje otvorenog tipa odlikuje se jednostavnošću konstrukcije i izrade. A proračun dimenzija takvog proizvoda nije ništa složeniji.

Za što se mogu koristiti formule ili metoda koja se sastoji u približnom izračunu radnog volumena spremnika.

Primjer korištenja formule za izračun potrebnog volumena spremnika. Na temelju stvarnog volumena vode koja cirkulira u krugu, izračunava se samo njegovo povećanje pri zagrijavanju na određenu temperaturu, zaokružujući na više. Zatim se dobiveni rezultat zbraja s volumenom rashladne tekućine u sustavu grijanja i dodaje se proizvoljan broj litara "za svaki slučaj".

U stvarnosti, kako bi odredili potreban kapacitet spremnika, vlasnici male vikendice rijetko koriste formule. Najčešće se izračuna približni volumen ekspanzijske posude, kojem se za sigurnost može dodati bilo koji broj litara.

Razlog: u slučaju otvorenih spremnika, dodatni volumeni ne utječu značajno na cijenu, a u nekim slučajevima uopće ne dovode do poskupljenja.

Kao rezultat toga, cijeli izračun kapaciteta svodi se na određivanje 10% volumena ukupne rashladne tekućine, koji bi trebali biti minimalna vrijednost ekspanzijskog spremnika.

Najlakše je to učiniti u trenutku projektiranja i izrade sustava grijanja, kada su poznati svi parametri radijatora, cijevi i drugih elemenata konstrukcije ili ih je lako saznati mjerenjima. A zatim jednostavno zbrojiti volumene svih komponenti.

Iako su otvoreni ekspanzijski spremnici i sustavi za koje su namijenjeni odavno zastarjeli, njihova dostupnost, a posebno visoka autonomija, čine ih traženim u uvjetima daleko od idealnih. Na primjer, ako postoji problem sa stabilnom opskrbom električnom energijom ili vlasnici prostora ne borave tamo stalno.

Ako su početni podaci nepoznati, najpraktičniji način izračuna je eksperimentalni. Za to je potrebno ispustiti svu vodu iz sustava, a zatim napuniti ga rashladnom tekućinom iznova.

Pritom treba izvršiti mjerenje, što se može učiniti pomoću mjerača ili korištenjem posude poznatog volumena. Nakon toga ostaje saznati potrebnih 10% volumena rashladne tekućine, koji služe kao smjernica pri izradi ili kupnji spremnika.

Zaključci i koristan video na temu

Video ispod pomoći će vam da bolje razumijete što su otvoreni ekspanzijski spremnici, kako se izrađuju i instaliraju:

Sljedeći video posvećen je samostalno izrađenim spremnicima za sustav grijanja:

Otvoreni ekspanzijski spremnik smatra se zastarjelim uređajem, kao i cijela vrsta sustava grijanja u kojem se koristi. Odnosno, takva oprema je neučinkovita jer je njen rad popraćen značajnim gubicima topline, a zagrijavanje je izuzetno sporo.

Ipak, potpuna autonomija, neovisnost, jednostavnost održavanja, pristupačna cijena čine otvoreni spremnik traženim daleko od stabilnih uvjeta velikih gradova – na vikendicama, u selima itd.

Imate li još pitanja o proračunu ekspanzijske posude ili želite pojasniti druge točke koje nismo spomenuli u ovom članku? Pitajte o zanimljivim nijansama, postavite svoja pitanja u odjeljku ispod – naši stručnjaci i drugi posjetitelji stranice pomoći će vam da razjasnite.

Ako ste nedavno izrađivali ili montirali ekspanzijsku posudu otvorenog tipa, podijelite to u odjeljku komentara – mnogima početnicima vaše informacije će biti korisne. Također dodajte jedinstvene fotografije svoje ekspanzijske posude.