Kam umístit expanzní nádobu a čerpadlo v systému ústředního vytápění?

Datum: 16.6.2000  |  Autor: ing. Milan Bechyně

Článek se týká problematiky vzájemného umístění oběhového čerpadla a místa napojení expanzní nádoby vzhledem ke kotli v menších otopných soustavách.


Problematika umístění oběhového čerpadla ve vztahu k místu napojení expanzní nádoby je velmi stará. Diskutuje se o ní mezi topenáři prakticky od začátku používání oběhových čerpadel v otopných systémech. Při projektování se ale, především při malých rekonstrukcích (plynofikacích), které se většinou realizují bez projektu, stále vyskytují chyby. Proto asi není na škodu se problematikou zabývat, popř. o ní diskutovat také na internetu.

Kam umístit čerpadlo?

Tak zní často otázka a je tím většinou míněna nejistota, zda čerpadlo je vhodnější dát na zpátečku ke kotli, nebo na výstupu z kotle (poloha většinou označovaná jako "na přívodu"). Starší topenáři většinou zastávají názor, že čerpadlo patří na zpátečku. Jako zdůvodnění se většinou udává:

1/ čerpadlo pracuje v oblasti nižší teploty
2/ snižuje se riziko vylučování vzduchových bublin v čerpadle

První argument má své opodstatnění, ale je potřeba si uvědomit, že hlavní váhu měl v minulosti. Starší typy čerpadel byly konstruovány na teploty pod 100°C. Dnešní běžná čerpadla mají pracovní teplotu většinou 120°C, takže tento důvod nižší teploty ustoupil do pozadí.
Druhý důvod je vážnější. Vylučování vzduchu v místě nejnižšího tlaku na sání čerpadla je velmi nebezpečné. Může způsobit snižování výkonu čerpadla až po jeho úplný výpadek. Při kombinaci s vyšší teplotou otopné vody a nízkým statickým tlakem v systému (kotel na dřevo, otevřená expanzní nádoba, nebo chybně dimenzovaná tlaková expanze), skutečně dochází k zastavení nuceného oběhu a následnému růstu teploty vody v kotli, vzniku parních bublin, rychlému poklesu odběru tepla a nakonec až k havarijnímu přehřátí kotle. Záleží pak na tom, jak je kotel a celý systém zabepečen proti takovému stavu.
Zdálo by se proto z tohoto důvodu logické upřednostňovat umístění čerpadla na zpátečku. To však není tak jednoduché. Je nutné především hledat prvotní příčinu popsaného nežádoucího stavu. Tou je vzduch v otopném médiu. Ten je všeobecným nepřítelem topenáře. Kromě problémů v oběhových čerpadlech způsobuje celou řadu problémů dalších (hluk termostatických ventilů, postupnou tvorbu "pytlů", které zastaví oběh, korozi kovových částí apod.). Vzduch se do otopné soustavy může dostat v zásadě dvěma cestami. Jednak při napouštění a dopouštění systému (ve formě bublin a rozpuštěný) a jednak různými netěsnostmi systému. To ovšem za podmínky, že součet statického a dynamického tlaku otopné vody v místě netěsnosti je nižší než tlak atmosférický.
V následující tabulce jsou zpracovány možné varianty vzájemného zapojení kotle, oběhového čerpadla a místa napojení expanzní nádoby. Pro zjednodušení použijeme dnes téměř výlučně používanou tlakovou expanzní nádobu. Zapojením otevřené expanzní nádoby společně s víceokruhovými systémy se budeme zabývat v příštím článku.

Pozn.: Ve schematických obrázcích nejsou uvedeny další náležitosti (např. pojistný ventil), které se vzájemnou polohou expanzní nádoby a čerpadla přímo nesouvisí.

Zapojení α
(kotel-čerpadlo-spotřebiče-expanze)
Zapojení β
(kotel-expanze-čerpadlo-spotřebiče)
 
Zapojení γ
(kotel-čerpadlo-expanze-spotřebiče)
 
Zapojení δ
(kotel-expanze-spotřebiče-čerpadlo)
 
Zapojení ε
(kotel-spotřebiče-expanze-čerpadlo)
 
Zapojení ζ
(kotel-spotřebiče-čerpadlo-expanze)
 



Co z porovnání vyplývá?

Grafy znázorňují průběh dynamických tlaků v jednotlivých bodech topného systému. Zelené čáry vymezují oblast relativního přetlaku dynamického tlaku oproti tlaku statickému (tlak při stojícím čerpadle), červené čáry pak úseky relativního podtlaku. Snahou projektanta a samozřejmě i provozovatele systému je navrhnout systém tak, aby jeho co největší část byla v oblasti přetlaku. Z porovnání průběhu u jednotlivých zapojení je patrné, že pro dosažení tohoto cíle není důležitá poloha čerpadla vůči kotli, ale rozhodující je vzájemná poloha napojení expanzní nádoby a čerpadla. Jako nejvýhodnější se ukazují zapojení označené β a ε, jako méně vhodné pak zapojení α.

Jako jednoduchý závěr doporučuji k zapamatování:

Oběhové čerpadlo je možno umístit na zpátečce i na přívodu do systému, ale expanzní nádobu (tlakovou) je nutné napojit vždy poblíž sání čerpadla.

Samozřejmě, že toto jednoduché pravidlo platí pro topné systémy s jedním topným okruhem. U víceokruových systémů a systémů s otevřenou expanzní nádobou je situace složitější, ale o tom snad někdy příště.

Literatura:
Čerpadlo - na přívod nebo na zpátečku?; ing. Jiří Doubrava; Topenářství instalace 1/96
Vyvažování potrubních sítí; ing. Jiří Doubrava; Tour & Anderson Hydronics, spol. s r.o.;1997


 

Hodnotit:  

Datum: 16.6.2000
Autor: ing. Milan Bechyně   všechny články autora



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Partneři - Vytápění

logo ENBRA
logo GEMINOX
logo FV PLAST
logo THERMONA
logo FENIX
logo DANFOSS

Spolupracujeme

logo Asociace odborných velkoobchodů

 
 

Aktuální články na ESTAV.czVazby cihelného pohledového zdivaPraha chce lépe řešit správu svého majetku, včetně prázdných domůPoškození vodou je nejčastějším typem poškození majetkuRealizace podlahy v garáži aplikací epoxidového nátěru na betonové podlahy