H1 Naczynie wyrównawcze – poznaj kluczowy element instalacji c.o. i c.w.u.

Naczynie wyrównawcze zwane także naczyniem wzbiorczym lub zbiornikiem kompensacyjnym jest istotnym elementem instalacji centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej oraz klimatyzacji. Naczynie to jest zbiornikiem stosowanym w celu kompensacji wzrostu objętości pary i wody podczas pracy instalacji. Zadaniem naczynia wyrównawczego jest więc utrzymanie stabilnego ciśnienia w całej instalacji, którego nadmiar mógłby spowodować jej zniszczenie. Z tego artykułu dowiesz się m.in. jakie są rodzaje i właściwości naczyń wyrównawczych oraz na co należy zwrócić uwagę, dokonując jego wymiany.

Co to jest naczynie wyrównawcze

Naczynie wyrównawcze nazywane też naczyniem wzbiorczym lub kompensacyjnym to ważny element różnego typu instalacji hydraulicznych oraz grzewczych, którego zadaniem jest utrzymanie w nich bezpiecznego poziomu ciśnienia i temperatury.

Naczynie wyrównawcze jest rodzajem zbiornika najczęściej wykonanego ze stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego, (starsze modele są z blachy lub miedzi) w instalacji w celu wyrównania zmieniającej się objętości wody i pary spowodowanej skokami temperatury. Naczynia kompensacyjne zazwyczaj montowane są w instalacjach:

• centralnego ogrzewania – w instalacjach c.o. naczynia wyrównawcze instalowane są blisko kotła lub w centralnym punkcie systemu grzewczego;
• instalacjach z pompami ciepła – w systemach grzewczo-chłodniczych z pompami ciepła naczynia wyrównawcze, (aby umożliwić wyrównanie zmian objętości spowodowanych zmianami temperatury), instalowane są blisko miejsca, w którym dane medium jest podgrzewane;
• w klimatyzatorach – naczynia wyrównawcze w klimatyzatorach umieszczane są w zależności od specyfiki systemu chłodzącego w różnych jego punktach.

Ponadto naczynia wyrównawcze znajdują zastosowanie także w innych instalacjach przemysłowych, w których istotna jest kontrola ciśnienia, temperatury i objętości płynów.

Rodzaje naczyń wyrównawczych

Sposób działania oraz schemat podłączenia zbiornika zależy od konkretnego rodzaju naczynia wyrównawczego. Z kolei rodzaj naczynia wyrównawczego zamontowanego w danej instalacji zależy od zastosowanego systemu grzewczego.

Naczynie wyrównawcze otwarte (bezmembranowe)

Naczynia wyrównawcze otwarte montowane są w starszych instalacjach, w których źródłem ogrzewania jest kocioł na paliwo stałe, a podłączone są do niego rurą wznośną w najwyższym punkcie obiegu. Dzięki temu para wodna swobodnie się skrapla i spływa bezpośrednio do kanalizacji za pomocą rury przelewowej, zapobiegając w ten sposób przegrzaniu systemu grzewczego. Naczynia kompensacyjne otwarte są jednokomorowe i nie posiadają membrany.

Dużą zaletą otwartych naczyń wyrównawczych jest to, że pozwalają one na równomierne rozprowadzenie ciepła po całej instalacji oraz są łatwe w czyszczeniu i konserwacji. Natomiast wadą naczyń otwartych jest ryzyko częstego wychlapywania lub zabrudzenia wody.

Naczynie wyrównawcze zamknięte z membraną (przeponowe)

Naczynia wyrównawcze zamknięte zwane też przeponowymi również mają za zadanie zabezpieczać instalację przed przegrzaniem. Niemniej jednak ze względu na inny rodzaj paliwa zbiorniki te są mniejsze i mają bardziej skomplikowaną budowę. Wyposażone są one w elastyczną membranę tworzącą dwie komory (gazową i wodną), które zapewniają lepszą kontrolę ciśnienia i cieczy w instalacji.

Zbiorniki wyrównawcze zamknięte są powszechnie stosowane w nowoczesnych systemach z kotłami gazowymi lub olejowymi. Posiadają one wiele zalet m.in. to, że zapobiegają przedostawaniu się powietrza do instalacji i są energooszczędne. Natomiast minusem naczyń membranowych jest duża podatność na uszkodzenia, a co za tym idzie konieczność ich regularnego czyszczenia i konserwacji.

Naczynie wyrównawcze pływakowe

Tego typu naczynia wyrównawcze wyposażone są w pływak (podobny do tego w spłuczkach toaletowych), którego zadaniem jest uzupełnianie ubytku wody w instalacji.

W chwili, gdy objętość wody, spada poniżej bezpiecznego poziomu, pływak otwiera zawór w zbiorniku, a woda automatycznie pobierana jest z sieci. Z kolei, kiedy poziom wody się unormuje, pływak zamyka samoczynnie zawór i dopływ wody. Zaletą pływakowych naczyń jest duża wydajność i efektywność działania, wadą natomiast – wyższa cena.

Jak wybrać naczynie wyrównawcze?

Jak już zostało wspomniane, dobór odpowiedniego rodzaju naczynia wyrównawczego zależny jest od źródła grzewczego. Ważne jest także, by wielkość naczynia wyrównawczego była dostosowana do ilości wody znajdującej się w naszej instalacji grzewczej. Zakłada się, że (aby przy podgrzewaniu wody nie doszło do rozszczelnienia) musi mieć ono minimum 4% objętości wody znajdującej się w całym układzie grzewczym.

Dodatkowo przy wyborze odpowiedniej objętości naczynia wyrównawczego otwartego ważne jest, by naczynie to mogło pomieścić przyrost wody.

Wybierając naczynie wyrównawcze zamknięte, bierze się pod uwagę parametry instalacji takie jak: gęstość wody (w temperaturze spoczynkowej), całkowitą objętość cieczy oraz jej przyrost i wstępne ciśnienie w instalacji.

W celu określenia odpowiedniej objętości naczynia wyrównawczego zamkniętego stosuje się następujące obliczenia matematyczne:

Vc = Vu ∙ (p max + 1) / (p max – p)

gdzie:

Vu – pojemność użytkowa naczynia wyrównawczego obliczana na podstawie wzoru:
Vu = V ∙ ρ ∙ ∆υ [dm³]

p – ciśnienie wstępne w przestrzeni gazowej naczynia wyrównawczego zamkniętego [bar]

p max. – maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu zamkniętym [bar].

Dla określenia odpowiednich wielkości naczynia wyrównawczego dla konkretnych instalacji można skorzystać z narzędzi obliczeniowych dostępnych w internecie lub pomocy fachowca.

Jak podłączyć naczynie wyrównawcze?

W nowoczesnych modelach kotłów gazowych lub olejowych naczynia wyrównawcze z reguły są już fabrycznie wbudowane. Jednak przed zakupem takiego kotła warto sprawdzić, czy zastosowane w nim naczynie wyrównawcze ma wystarczającą dla naszej instalacji objętość.

Jeśli natomiast kocioł nie posiada naczynia wyrównawczego, zakupione (o odpowiedniej pojemności) urządzenie montuje się wg. schematu dołączonego do opakowania zbiornika.

Gdzie zamontować naczynie wyrównawcze?

Naczynia wyrównawcze powinny być najwyższym punktem instalacji. Dlatego montowane są one zazwyczaj nad kotłem grzewczym lub wymiennikiem ciepła przy pomocy pionowych rur bezpieczeństwa.

W instalacjach z pompami obiegowymi umiejscowionymi na zasilaniu lub pompami grawitacyjnymi minimalna wysokość to 30 cm. Natomiast w systemach z zainstalowanymi pompami na powrocie, wysokość ma wynosić min. 0,7 podnoszenia pompy.

Po zamontowaniu naczynia wyrównawczego sprawdzamy, czy woda nie wydostaje się ze zbiornika. Jeżeli tak, to prawdopodobnie oznacza to zbyt duży wzrost objętości wody i w takim przypadku w celu wyrównania ciśnienia należy otworzyć zawór bezpieczeństwa.

Podsumowując, naczynie wyrównawcze jest niezbędnym elementem każdego systemu centralnego ogrzewania oraz hydraulicznego, który wpływa na bezpieczeństwo, efektywność i niezawodność instalacji.

Dlatego odpowiednio dobrany i właściwie zainstalowany zbiornik wyrównawczy nie tylko zapobiega zniszczeniu instalacji, ale także przyczynia się do zwiększenia efektywności systemu C.O. oraz C.W.U. i zmniejsza koszty eksploatacji.