Výpočet nádoby pro systémy ústředního topení
Výpočet pro expanzní nádobu Flexcon pro
systémy ústředního topení s pevnou nebo
odnímatelnou membránou
Základní koncepty pro výpočet expanzní nádoby
Flexcon
Při výběru správné expanzní nádoby Flexcon jsou
důležité následující koncepty:
• Objem nádoby
Toto je celková kapacita expanzní nádoby Flexcon.
• Počáteční tlak expanzní nádoby Flexcon
Toto je tlak naměřený na dusíkovém plnicím ventilu
při teplotě okolí a atmosférickém tlaku. Tlak musí
odpovídat statické výšce, zaokrouhlené nahoru na
0,5 baru.
• Maximální provozní tlak
Toto je maximální přípustný systémový tlak na
expanzní nádobě Flexcon. Maximální provozní tlak
nesmí překročit maximální hodnotu uvedenou na
expanzní nádobě.
• Výkon
Toto poměr mezi celkovou a čistou kapacitou
nádoby.
Čistý obsah
Výkon = –––––––––––––
Celková kapacita
• Výkon se určuje poměrem mezi počátečním a
koncovým tlakem. V podobě vzorce se vyjadřuje
následovně (odvozeno z Boylova zákona):
koncový tlak – počáteční tlak
Výkon = –––––––––––––––––––––––––––
koncový tlak
Poznámka:
• absolutní tlak v barech
• Maximální výkon expanzních nádob Flexcon
s pevnou membránou 0,63.
• Maximální výkon expanzní nádoby Flexcon
800 litrů = 0,5,
expanzní nádoby Flexcon 1 000 litrů = 0,4.
• Maximální výkon Flexcon M = 0,72.
• Efektivita nádoby
Toto je maximální množství vody, které může být
absorbováno na vodní straně membrány.
• Statická výška
Toto je výška systému od přípojky expanzní nádoby
Flexcon k nejvyššímu bodu systému měřená
v metrech vodního sloupce,
(1 cm = 0,1 baru).
Pokud dojde k překročení maximálního výkonu
expanzní nádoby, může být membrána vystavena
namáhání tahem. To by mohlo vést k poškození
membrány nebo dokonce způsobit její protržení.
• Vodní kapacita systému
Toto je součet vodní kapacity tepelného zdroje,
radiátorů, potrubí atd. po úplném naplnění a
vypuštění.
• Expanzní objem
Expanzní objem se počítá následovně:
expanzní objem = vodní kapacita x zvýšení objemu
při průměrné ohřívací teplotě.
Příklad: ohřívací teplota 90/70 °C
(průměr 80 °C) = 2,89 %.
• Bezpečnostní faktor
Doporučujeme zahrnout do výpočtu expanzního
objemu toleranci 25 %.
• Celková kapacita expanzních nádob Flexcon
Celková kapacita expanzních nádob Flexcon se
počítá následovně:
expanzní objem x 1,25
celková kapacita nádoby = ––––––––––––––––––––––
výkon
Přednastavený
tlak
Přednastavený tlak 0,5 baru
Přednastavený tlak 1,0 baru
© 2013 Flamco BV All rights reserved. We reserve the right to make design and technical specifications of our products change.
•Z
výšení objemu vody v %
Níže uvedená tabulka obsahuje údaje o zvýšení
objemu vody v procentních bodech
při zvýšení teploty vody od
10 °C do 110 °C.
Zvýšení teploty
[°C]
•T
eplota v expanzní nádobě Flexcon
Maximální průběžná teplota v expanzní nádobě
Flexcon je 70 °C.
Minimální přípustná teplota v expanzní
nádobě Flexcon je -10 °C.
Statická výška
[m]
Počáteční tlak
[bary]
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Zvýšení objemu
[%]
0,35
0,63
0,75
0,96
1,18
1,42
1,68
2,25
2,89
3,58
4,34
5,16
10 - 25
10 - 35
10 - 40
10 - 45
10 - 50
10 - 55
10 - 60
10 - 70
10 - 80
10 - 90
10 - 100
10 - 110
Výkon
V této tabulce můžete odečíst výkon pro různé úrovně počátečního a koncového tlaku.
Doporučujeme rozpětí alespoň 1,5 baru mezi počátečním a koncovým tlakem.
Koncový tlak
[bary]
3
6
8
10
0,63
0,50
0,38
0,25
0,13
-
0,71
0,64
0,57
0,50
0,43
0,36
0,29
0,21
-
0,72
0,67
0,61
0,56
0,50
0,44
0,39
0,33
0,28
0,22
0,17
-
0,68
0,64
0,59
0,55
0,50
0,45
0,41
0,36
0,32
0,27
0,23
0,18
Přibližný odhad vodní kapacity
systému
Abychom mohli určit požadovanou kapacitu nádoby
Flexcon, je nutno vypočítat vodní kapacitu systému
jako celku. Pokud není možné určit kapacitu systému,
lze ji přibližně odhadnout pomocí zde uvedených
historických údajů na základě teploty přiváděné/
odváděné vody 90/70 °C.
6
5
4
3
Konvektory nebo ohřívače vzduchu
Indukční jednotky
Systémy pro úpravu vzduchu
Deskové radiátory
Kombinaci zařízení ústředního topení
Žebrové radiátory
Kombinaci zařízení pro chlazení vody
Vytápění stropů nebo
podlahové vytápění
Rozsáhlá síť potrubí
(dálkové vytápění)
Kapacita
[l/kW] [860 kcal/h]
5,2
5,5
6,9
8,8
10,0
12,0
20,0
18,5
25,8
Teplota [°C]
Vodní kapacitu systému lze přibližně odhadnout
vynásobením výkonu systému hodnotami uvedenými v
tabulce. Tabulka se týká nových systémů. Pro starší
systémy doporučujeme použít vyšší hodnoty.
Tato metoda je pouze orientační a nezaručuje přesný
výpočet potřebné kapacity vaší expanzní nádoby
Flexcon.
2
1
0
Systém ústředního topení,
který obsahuje
10
20
30
40
50
60
Zvýšení objemu [°C]
70
80
90
100
110
120
Graf ukazuje hodnoty pro
ostatní teploty.
Odvození jednotek:
1 bar = 100 kPa = 100 000 Pa = 10 N/cm2 = 0,9869 atm. = 10,2 cm vodního sloupce
1 kW = 0,29 kcal/s = 859,86 kcal/h
1 kcal/s = 4,1868 kJ/s = 4,1868 kW
FLAMC 1273
© 2013 Flamco BV All rights reserved. We reserve the right to make design and technical specifications of our products change.
Příklady výpočtů pro expanzní nádoby Flexcon
Teorie
Příklad 1
Příklad 2
Údaje
– vodní kapacita = 340 litrů
– průměrná ohřívací teplota (90/70 ºC) = 80 ºC
– výška systému
=8m
– koncový tlak
= 3,0 baru
– Expanzní nádoba Flexcon a bojler umístěné nahoře.
Údaje
– neznámá kapacita
– výkon bojleru = 280 kW
– průměrná ohřívací teplota (80/60 ºC) = 70 ºC
– výška systému
= 12 m
– koncový tlak
= 3,0 baru
– Expanzní nádoba Flexcon a bojler umístěné dole.
– součásti systému: 100 % deskové radiátory
Minimální provozní tlak
Konkrétní cirkulační čerpadla vyžadují určitý tlak
(například 1 bar) v sací trubici, aby fungovala správně.
Mnoho moderních bojlerů ústředního topení je
chráněno na minimální provozní tlak 0,8 nebo 1 bar.
Pokud jsou takové čerpadlo nebo bojler
začleněny do systému ústředního topení s malou
statickou výškou, může být rozumnější nastavit
počáteční tlak expanzní nádoby na 1 bar místo na 0,5
baru.
Uvědomte si, že zvýšený počáteční tlak nezaručuje, že
bude minimální provozní tlak replikován v celém
systému! Pravděpodobnost, že když se systém
ochlazuje, někde vysoko v systému vznikne podtlak,
což by mohlo způsobit problémy s cirkulací vzduchu,
je větší, pokud je počáteční tlak řekněme 1 bar, než
kdyby byl počáteční tlak nastaven na 0,5 baru. Pokud
tlak v systému klesne pod 1 bar, expanzní nádoby s
počátečním tlakem 1 bar nemohou vracet vodu do
systému, protože expanzní nádoba by vyschla!
Výpočet
Zvýšení objemu v % = 2,89 % ≈ 2,9 %
340 x 2,9
Expanzní objem = ––––––––– = 9,86 litrů
100
Rezerva 25 % = 9,9 x 1,25 = 12,4 litru
(3,0 + 1) - (0,5 + 1)
Výkon = ––––––––––––––––– = 0,63
(3,0 + 1)
Výpočet
Vypočtená kapacita systému = 280 x 8,8 = 2 464 litrů
Zvýšení objemu v % = 2,25 %
2 464 x 2,25
Expanzní objem = ––––––––––– = 55,4 litrů
100
Rezerva 25 % = 55,4 x 1,25 = 69,3 litru
Požadovaná celková kapacita
12,4
expanzní nádoby Flexcon = –––– = 19,7 litru
0,63
(3,0 + 1) - (1,5 + 1)
Výkon = –––––––––––––––– = 0,375
(3,0 + 1)
Ideální model je Flexcon 25/0,5.
Požadovaná celková kapacita
69,3
expanzní nádoby Flexcon = ––––– = 184,8 litru
0,375
Ideální model je Flexcon 200/1,5.
Plnicí tlak
Aby se předešlo podtlaku a problémům s cirkulací
vzduchu, je velmi důležité, aby expanzní nádoba
nevyschla. Proto společnost Flamco doporučuje,
abyste systém naplnili, když je studený, a při tlaku
rovnajícím se počátečnímu tlaku plus 0,2 až 0,3 baru
(pokud doplňujete teplejší systém, musí být tlak
odpovídajícím způsobem vyšší).
Nesprávný, nadměrný plnicí tlak může vést k
problémům. Pokud je systém, ve kterém je
nainstalována expanzní nádoba a má počáteční tlak
0,5 baru, naplněn
na 2 bary místo na 0,8 baru, bude spotřebováno
o 30 % více celkové kapacity již předtím, než voda
v ústředním topení expanduje z důvodu zvýšení
teploty!
(3 + 1) - (0,8 + 1)
 A = ––––––––––––––––– = 0,55 = 55 %
(3,0 + 1)
(3 + 1) - (2 + 1)
 B = ––––––––––––––––– = 0,25 = 25 %
(3 + 1)
Rozdíl ve výkonu (h): 30%
Závěr
•V
yšší počáteční tlak v expanzní nádobě nezaručuje
vyšší systémový tlak.
•N
esprávný, nadměrný plnicí tlak má nepatřičný
dopad. Společnost Flamco doporučuje plnit systém
na správný tlak, nejlépe o 0,2 až 0,3 baru nad
počáteční tlak expanzní nádoby Flexcon (za
studena).
Pomoc
•S
polečnost Flamco může poskytnout různé druhy
pomoci při provádění správného výpočtu pro výběr
odpovídající expanzní nádoby Flexcon; můžeme
poskytnout technickou dokumentaci, výpočetní
kotouče a počítačové programy.
Pozn.: S
právné místo pro expanzní nádobu je ve
zpětném potrubí systému, na sací straně
cirkulačního čerpadla.
© 2013 Flamco BV All rights reserved. We reserve the right to make design and technical specifications of our products change.
Výpočet nádoby pro chladicí systémy
Expanzní nádoby Flexcon v chladicích a
klimatizačních systémech
Nemrznoucí směs má mnohem větší
koeficient expanze než voda
Výpočet pro nádobu Flexcon v chladicím
systému
V chladicím systému mohou mít expanzní nádoby
Flexcon následující funkce:
• Když se systém ochladí, objem chladicí vody se
zmenší. Expanzní nádoba Flexcon tudíž vrátí vodu
do systému, aby byl zachován systémový tlak.
• Pokud je systém vypnutý, teplota vody se může
vrátit na okolní úroveň, což umožní její expanzi.
Nádoba tento expanzní objem absorbuje.
Expanzní nádoby Flexcon lze používat v systémech,
ve kterých je do systémové vody přidána nemrznoucí
směs na bázi glykolu.
V tabulce níže je uvedeno zvýšení objemu směsí s
různým poměrem vody a ethylenglykolu. Jde o
průměrné hodnoty.
Při výpočtu požadovaného objemu expanzní nádoby
Flexcon jsou důležité následující údaje:
• Objem vody v systému
• Procentní podíl přidané nemrznoucí směsi
• Nejnižší teplota v systému
• Maximální teplota v systému
(= nejvyšší teplota okolí).
• Expanze směsi voda – nemrznoucí směs (procentní
podíl).
• Statická výška systému nad nádobou.
• Maximální provozní tlak.
Koeficient expanze vody s přídavkem a bez přídavku nemrznoucí směsi
Teplota
[°C]
Procentní podíl glykolu
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0%
10%
20%
30%
40%
50%
0,04
0,18
0,43
0,79
1,21
1,71
2,25
2,89
3,58
4,35
0,35
0,50
0,75
1,11
1,53
2,03
2,60
3,22
3,91
4,63
0,67
0,82
1,07
1,43
1,85
2,35
2,92
3,54
4,23
4,95
0,89
1,04
1,29
1,65
2,07
2,57
3,14
3,76
4,45
5,17
1,31
1,46
1,71
2,07
2.49
2,99
3,56
4,18
4,87
5,59
1,63
1,78
2,03
2,39
2,81
3,31
3,88
4,52
5,19
5,90
Počáteční tlak expanzní nádoby je zvolen tak, aby
odpovídal statické výšce systému (nad expanzní
nádobou). K výpočtu úrovně naplnění expanzní
nádoby při nejnižším provozním tlaku lze použít
následující vzorec.
nejnižší provozní tlak – počáteční tlak
I –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = úroveň naplnění
nejnižší provozní tlak
To znamená, že lze určit zbytkový faktor expanzní nádoby.
Zbytkový faktor = 1 – úroveň naplnění.
Koncový tlak musí být o 0,5 baru nižší než nastavený tlak pojistného ventilu.
Výkon se vypočítá pomocí níže uvedeného vzorce:
koncový tlak – nejnižší provozní tlak
II –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– x zbytkový faktor = výkon
koncový tlak
7
6
Poznámka:
• absolutní tlak v barech
• Maximální výkon expanzních nádob Flexcon s pevnou membránou 0,63.
• Maximální výkon expanzní nádoby Flexcon 800 litrů = 0,5, expanzní nádoby Flexcon 1 000 litrů = 0,4.
• Maximální výkon Flexcon M = 0,72.
Zvýšení objemu [%]
5
0,78
0,44
0,13
4
]
0
52
°C
]
°C
0 C]
[-3 25 ° C]
l.% [- 0 ° ]
vo l.% [-2 °C
44 9 vo l.% [-15 °C]
3 vo .% -10
l
34 vo .% [
ter
28 vol
wa
=
0
2
l.%
vo
0
l.%
3
[-4
vo
2
1,31
1
Teplota v expanzní nádobě Flexcon musí zůstat nad -10 ºC.
Mezi systém a expanzní nádobu Flexcon může být nutné nainstalovat vyrovnávací nádobu nebo
předřazenou nádobu Flexcon.
0,64
0,28
0
-40
-30
-20
-10
0
10
Teplota [°C]
20
30
40
50
60
70
Výpočty expanzních nádob Flexcon pro solární instalace najdete v tabulce na adrese www.
flamco.nl – karta Kalkulačka Flamco.
© 2013 Flamco BV All rights reserved. We reserve the right to make design and technical specifications of our products change.
Download

Výpočet nádoby pro systémy ústředního topení