Ciśnienie w naczyniu wzbiorczym kotła gazowego: normy + jak napompować i wyregulować

Kocioł gazowy jednofunkcyjny lub dwufunkcyjny to urządzenie, które sprawia, że nasze życie w domu lub mieszkaniu jest wygodniejsze. Producenci obecnie oferują ogromny asortyment urządzeń gazowych, różniących się mocą, funkcjonalnością, a także sposobem montażu. Jednak nawet najdroższe i najbardziej niezawodne modele mogą ulec awarii. Przyzna Pan/Pani, że niezbyt przyjemnie jest zostać w zimowy wieczór bez ciepła i ciepłej wody.

Po przeanalizowaniu możliwych przyczyn awarii urządzeń gazowych doszliśmy do wniosku – najczęściej zakłócenia w działaniu występują z powodu nieprawidłowego ustawienia ciśnienia w zbiorniku wyrównawczym kotła gazowego lub podgrzewacza wody. W artykule wyjaśnimy, do czego służy zbiornik wyrównawczy, jak samodzielnie napompować w nim powietrze i ustawić optymalne ciśnienie.

Do czego służy zbiornik wyrównawczy?

W procesie ogrzewania woda ma właściwość rozszerzania się – wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się objętość cieczy. W obiegu systemu grzewczego zaczyna rosnąć ciśnienie, które może niszcząco oddziaływać na urządzenia gazowe i integralność rur.

Zbiornik wyrównawczy (ekspansomata) pełni funkcję dodatkowego zbiornika, do którego pod wpływem ciśnienia wtłaczane są nadmiary wody powstałe w wyniku ogrzewania. Gdy ciecz ochładza się i ciśnienie stabilizuje, wraca rurami z powrotem do systemu.

Zbiornik wyrównawczy pełni funkcję bufora ochronnego, tłumi uderzenia hydrauliczne, które stale powstają w systemie grzewczym z powodu częstego włączania i wyłączania pompy, a także eliminuje prawdopodobieństwo powstawania zatorów powietrznych.

Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo powstawania zatorów powietrznych i zapobiec uszkodzeniu kotła gazowego przez uderzenie hydrauliczne, zbiornik wyrównawczy należy zamontować przed generatorem ciepła, na powrocie.

Istnieją dwa różne typy zbiorników tłumiących: otwarte i zamknięte. Różnią się one nie tylko konstrukcją, ale także sposobem i miejscem montażu. Rozważmy cechy każdego z tych typów bardziej szczegółowo.

Zbiornik wyrównawczy typu otwartego

Zbiornik otwarty montuje się w najwyższym punkcie systemu grzewczego. Zbiorniki są wykonane ze stali. Najczęściej mają kształt prostokątny lub cylindryczny.

Zazwyczaj instaluje się takie naczynia wzbiorcze na strychu lub poddaszu. Możliwy jest montaż pod dachem. Należy zwrócić uwagę na izolację termiczną konstrukcji.

W strukturze zbiornika otwartego znajduje się kilka króćców: do dopływu wody, odpływu schłodzonej cieczy, doprowadzenia rury kontrolnej, a także rurka wylotowa do odprowadzania czynnika grzewczego do kanalizacji. Więcej o budowie i rodzajach zbiornika otwartego pisaliśmy w innym naszym artykule.

Funkcje zbiornika otwartego:

• kontroluje poziom czynnika grzewczego w obiegu grzewczym;
• jeśli temperatura w systemie spadnie, kompensuje objętość czynnika grzewczego;
• gdy zmienia się ciśnienie w systemie, zbiornik pełni funkcję strefy buforowej;
• usuwa nadmiar czynnika grzewczego z systemu do kanalizacji;
• usuwa powietrze z obiegu.

Pomimo funkcjonalności otwartych naczyń wzbiorczych, praktycznie nie są już używane. Mają bowiem wiele wad, np. duży rozmiar zbiornika, podatność na korozję. Instalowane są w systemach grzewczych, które działają tylko z naturalną cyrkulacją wody.

Zbiornik wyrównawczy zamknięty

W systemach grzewczych z zamkniętym obiegiem zwykle instaluje się naczynie wzbiorcze membranowe, które optymalnie nadaje się do każdego rodzaju kotła gazowego i posiada wiele zalet.

Naczynie wzbiorcze to hermetyczny zbiornik, który jest pośrodku podzielony elastyczną membraną. W pierwszej połowie umieszczane są nadmiary wody, a w drugiej – zwykłe powietrze lub azot.

Zamknięte naczynia wzbiorcze do ogrzewania są zazwyczaj pomalowane na czerwono. Wewnątrz zbiornika znajduje się membrana wykonana z gumy. Jest to niezbędny element do utrzymania ciśnienia w naczyniu wzbiorczym.

Naczynia wzbiorcze z membraną mogą być produkowane w kształcie półkuli lub balonu. Co jest odpowiednie do stosowania w systemie grzewczym z kotłem gazowym. Zalecamy zapoznanie się bliżej z cechami montażu zbiorników zamkniętych.

Zalety membranowych typów zbiorników:

• prostota samodzielnego montażu;
• odporność na korozję;
• praca bez regularnego uzupełniania czynnika grzewczego;
• brak kontaktu wody z powietrzem;
• działanie w warunkach podwyższonego obciążenia;
• szczelność.

Gazowe urządzenia wiszące są zwykle wyposażone w naczynie wzbiorcze. Jednak nie zawsze dodatkowy zbiornik jest prawidłowo ustawiony fabrycznie i może od razu włączyć się do pracy ogrzewania.

Ciśnienie powietrza w zbiorniku wyrównawczym

Wskaźnik ciśnienia powietrza lub azotu w naczyniu wzbiorczym dla różnych kotłów gazowych nie będzie taki sam, wszystko zależy od typu urządzenia i cech konstrukcyjnych. Normy są podane przez producenta w karcie produktu.

Zazwyczaj ciśnienie w nowym naczyniu wzbiorczym wynosi 1,5 atm. Jednak takie ustawienie może nie pasować do konkretnego systemu grzewczego. Parametry fabryczne można łatwo zresetować. W tym celu w obudowie naczynia wzbiorczego znajduje się specjalna złączka (u niektórych producentów jest to wentyl do pompowania), za pomocą której reguluje się ciśnienie powietrza.

Wentyl znajduje się po stronie komory powietrznej zbiornika. Za jego pomocą można spuścić nadmiar ciśnienia lub, przeciwnie, napompować naczynie.

Dla prawidłowego funkcjonowania kotła gazowego konieczne jest, aby ciśnienie w zbiorniku membranowym było o 0,2 atm mniejsze niż w samym systemie. Inaczej zwiększająca objętość rozgrzana woda nie będzie mogła wejść do naczynia.

W małych domach i mieszkaniach dla zamkniętych systemów grzewczych zazwyczaj dopuszczalne jest ciśnienie w naczyniu wzbiorczym w zakresie 0,8-1,0 bar (atm). Ale nie mniej niż 0,7 bar, ponieważ wiele kotłów gazowych ma zabezpieczenie i urządzenie po prostu się nie włączy.

Poziom ciśnienia w naczyniu należy sprawdzać corocznie. Jeśli zauważono skoki ciśnienia w systemie grzewczym, oznacza to, że z naczynia wzbiorczego ubyło powietrza i należy je napompować.

Jak ustawić optymalne ciśnienie?

Na systemie grzewczym znajdują się manometry, za pomocą których kontrolowane jest ciśnienie w obiegu. Na samym naczyniu wzbiorczym nie ma przyłącza do montażu przyrządu pomiarowego. Jest natomiast wentyl do wypuszczania i pompowania powietrza lub gazu. Wentyl jest taki sam jak w kołach samochodowych. Dlatego poziom ciśnienia można sprawdzić i wyregulować za pomocą zwykłej pompki samochodowej z manometrem.

Do pompowania powietrza do naczynia wzbiorczego wystarczy nawet najprostsza ręczna pompka samochodowa z manometrem lub automatyczny kompresor.

Przed spuszczeniem nadmiaru ciśnienia lub napompowaniem naczynia wzbiorczego kotła gazowego należy przygotować system. Manometr samochodowy pokazuje wartość w MPa, uzyskane dane należy przeliczyć na atmosfery lub bary: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algorytm pomiaru ciśnienia:

1. Wyłączyć kocioł gazowy. Poczekać, aż woda przestanie cyrkulować w systemie.
2. W miejscu z naczyniem wzbiorczym zamknąć wszystkie zawory odcinające i przez złączkę spustową spuścić czynnik grzewczy. Dla kotłów z wbudowanym naczyniem zamyka się powrót oraz dopływ wody.
3. Podłączyć pompkę do wentyla naczynia.
4. Napompować powietrze do wartości 1,5 atm. Poczekać chwilę, aby resztki wody wypłynęły, ponownie wpuścić powietrze.
5. Zamknąć zawory armatury odcinającej i za pomocą kompresora dopompować ciśnienie do parametrów podanych w karcie katalogowej lub do poziomu – ciśnienie w systemie minus 0,2 atm. W przypadku przepompowania zbiornika nadmiar powietrza odpowietrzyć.
6. Wyciągnąć pompę z nypla, zakręcić kapturek i zamknąć złączkę spustową. Wlać wodę do systemu.

Poprawność regulacji ciśnienia powietrza można sprawdzić, gdy kocioł osiągnie parametry robocze.

Jeśli naczynie jest prawidłowo napompowane, to podczas pomiaru wskazówka manometru będzie pokazywać płynny wzrost ciśnienia bez skoków i szarpnięć.

W przypadku nieprawidłowego ustawienia ciśnienia powietrza w naczyniu wzbiorczym mogą wystąpić zakłócenia w pracy całego systemu grzewczego. Jeśli naczynie jest przepompowane, właściwości kompensacyjne nie zadziałają. Ponieważ powietrze będzie wypychać nadmiar podgrzanej wody ze zbiornika, zwiększając ciśnienie w rurach instalacji grzewczej.

Natomiast przy zaniżonych wartościach ciśnienia naczynia wyrównawczego woda po prostu przepchnie membranę i wypełni cały zbiornik. W rezultacie, gdy temperatura czynnika grzewczego wzrośnie, zadziała zawór bezpieczeństwa.

Czasami w dwufunkcyjnych kotłach gazowych zawory bezpieczeństwa zadziałają nawet przy prawidłowym ustawieniu ciśnienia w zabudowanym naczyniu wzbiorczym. Świadczy to o tym, że objętość zbiornika jest zbyt mała dla takiego systemu grzewczego. W tej sytuacji zaleca się zamontowanie dodatkowego zbiornika wyrównawczego.

Przeznaczenie dodatkowego zbiornika kotła dwufunkcyjnego

Z reguły wbudowane naczynia wzbiorcze w kotłach gazowych mają pojemność około 6-8 litrów. Są one przeznaczone do kompensacji rozszerzalności 120 litrów czynnika grzewczego krążącego w instalacji grzewczej. W normalnych warunkach eksploatacji dla małego mieszkania lub domu takie naczynie wzbiorcze jest wystarczające.

Przy montażu grzejników o niestandardowym kształcie i rozmiarach należy koniecznie wyposażyć instalację grzewczą w dodatkowe naczynie wzbiorcze. Ponieważ w takich grzejnikach mieści się więcej wody.

Jeśli powierzchnia ogrzewania jest duża, zainstalowano ogrzewanie podłogowe lub wiele grzejników w pomieszczeniach, pojemność standardowego wbudowanego naczynia będzie zbyt mała, ponieważ zużywa się więcej wody.

Podczas ogrzewania nadmiar czynnika grzewczego całkowicie wypełnia zbiornik. A ponieważ w zbiorniku nie pozostaje wolna przestrzeń, ciśnienie wody wzrasta w samej instalacji grzewczej i następuje awaryjny spust przez zawór bezpieczeństwa. Po tym automatyczne włączenie kotła gazowego raczej nie będzie możliwe.

Aby uniknąć takich negatywnych skutków, w instalacji grzewczej montuje się dodatkowe naczynie wzbiorcze z membraną dla kotła dwufunkcyjnego. Gdy standardowy zbiornik całkowicie się wypełni, woda przejdzie do zapasowego zbiornika wyrównawczego. Po ochłodzeniu ciecz wraca do grzejników.

Obliczanie objętości zbiornika wyrównawczego

Zapewnienie stabilnej pracy systemu grzewczego nie jest trudne, najważniejsze jest prawidłowe dobranie objętości zbiornika wyrównawczego. Obliczenie objętości naczynia wzbiorczego należy przeprowadzić z uwzględnieniem najbardziej intensywnego trybu pracy kotła gazowego. Podczas pierwszych uruchomień ogrzewania temperatura powietrza nie jest jeszcze bardzo niska, dlatego urządzenie będzie pracować ze średnim obciążeniem. Wraz z nadejściem mrozów woda nagrzewa się bardziej, a jej ilość wzrasta, wymagając dodatkowej przestrzeni.

Zaleca się dobieranie zbiornika o pojemności co najmniej 10-12% całkowitej ilości cieczy w systemie grzewczym. W przeciwnym razie zbiornik może nie poradzić sobie z obciążeniem.

Można samodzielnie obliczyć dokładną pojemność naczynia wzbiorczego. W tym celu najpierw określa się ilość czynnika grzewczego w całym systemie grzewczym.

Sposoby obliczania objętości wody w systemie grzewczym:

1. Całkowicie spuścić czynnik grzewczy z rur do wiader lub innego pojemnika, aby móc obliczyć objętość w litrach.
2. Nalać wodę do rur przez wodomierz.
3. Sumuje się objętości: pojemność kotła, ilość cieczy w grzejnikach i rurach.
4. Obliczenie na podstawie mocy kotła – moc zainstalowanego kotła mnoży się przez 15. To znaczy, dla kotła 25 kW potrzeba 375 litrów wody (25*15).

Po obliczeniu ilości czynnika grzewczego (przykład: 25 kW*15=375 litrów wody) oblicza się objętość naczynia wzbiorczego.

Metod jest wiele, ale nie wszystkie są dokładne, a ilość wody mieszczącej się w systemie grzewczym może być znacznie większa. Dlatego objętość naczynia wzbiorczego zawsze dobiera się z niewielkim zapasem.

Metody obliczeniowe są dość skomplikowane. Dla domów parterowych stosuje się następujący wzór:

Objętość naczynia wzbiorczego = (V*E)/D,

Gdzie

• D – wskaźnik efektywności zbiornika;
• E – współczynnik rozszerzalności cieczy (dla wody – 0,0359);
• V – ilość wody w systemie.

Wskaźnik efektywności zbiornika otrzymujemy według wzoru:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Gdzie

• Ps=0,5 bara – to wskaźnik ciśnienia ładowania naczynia wzbiorczego;
• Pmax – maksymalne ciśnienie systemu grzewczego, średnio 2,5 bara.
• D = (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Dla systemu o mocy kotła 25 kW potrzebne będzie naczynie wzbiorcze o objętości: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

I chociaż w dwufunkcyjnym kotle gazowym znajduje się już wbudowany zbiornik o pojemności 6-8 l, to patrząc na wyniki obliczeń, rozumiemy, że stabilne funkcjonowanie systemu grzewczego bez montażu dodatkowego naczynia wzbiorczego nie będzie możliwe.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Nauczyć się samodzielnie obliczać objętość hydrozbiornika i regulować jego ciśnienie można, oglądając poniższe materiały wideo.

Łatwy sposób określania objętości naczynia wzbiorczego:

Instrukcja samodzielnej regulacji poziomu ciśnienia w naczyniu wzbiorczym:

Kotły gazowe muszą być bezwzględnie wyposażone w naczynia wzbiorcze. „Pochłaniają” one nadmiar czynnika grzewczego powstałego w wyniku ogrzewania i zapobiegają tworzeniu się zatorów powietrznych. W dwufunkcyjnych typach urządzeń takie elementy są wbudowane, ale często ich pojemność jest niewystarczająca do bezawaryjnego działania ogrzewania.

Zbiorniki kompensacyjne należy dobierać na podstawie parametrów ciśnienia i objętości czynnika grzewczego w systemie. Ważne jest prawidłowe ustawienie zbiornika, w przeciwnym razie nie będzie on w stanie zapewnić nieprzerwanej i stabilnej pracy kotła gazowego.

Masz pytania dotyczące pompowania i regulacji ciśnienia w naczyniu wzbiorczym? Zadaj je w bloku komentarzy – nasi eksperci i inni odwiedzający witrynę postarają się Ci pomóc.