Jak działa naczynie wzbiorcze otwarte? Czym różni się od naczynia wzbiorczego zamkniętego? Dowiedz się, jakie naczynie wzbiorcze oraz inne zabezpieczenia dobrać do instalacji systemu grzewczego.
Naczynia wzbiorcze otwarte nazywane są też przelewowymi. Dawniej stosowane były głównie one, natomiast do dziś dnia takie naczynia stanowią zabezpieczenie w większości instalacji z kotłami na paliwo stałe (węgiel, drewno, kocioł na pellety). Ich konstrukcja jest bardzo prosta. Naczynie wzbiorcze otwarte to zbiornik, który nie jest do końca wypełniony wodą. W pozostałej przestrzeni, ponad jej lustrem, jest powietrze. W górnej części naczynia znajduje się zawsze otwarty króciec - otwór przelewowy.
Fachowo mówi się, że otwór przelewowy zapewnia stale swobodne połączenie z atmosferą. Co w bardziej zrozumiałym języku oznacza, że tamtędy swobodnie przedostaje się powietrze. Zaś w razie nadmiernego wzrostu poziomu wody, tą samą drogą może przelać się jej nadmiar (stąd właśnie określenie przelewowe). Można powiedzieć, że naczynie wzbiorcze otwarte przypomina garnek z wodą, którego pokrywa jest zawsze lekko uchylona. W takim układzie ciśnienie wody w układzie nigdy nie rośnie w wyniku wzrostu jej temperatury. Nawet w zupełnie skrajnej sytuacji, gdyby woda zaczęła wrzeć, to i tak para wodna po prostu wydostanie się na zewnątrz tym zawsze otwartym króćcem. Zawory bezpieczeństwa są więc zbędne.
Zabezpieczenie za pomocą otwartego naczynia wzbiorczego jest niezawodne w działaniu. Nie ma tu ruchomych, mechanicznych elementów, zaś nawet największe zmiany temperatury nie są problemem.
Oczywiście, ogrzewanie z otwartym naczyniem wzbiorczym ma też wady. Naczynie zbiorcze musi zostać umieszczone w najwyższym punkcie całej instalacji, powyżej wszystkich grzejników. Inaczej woda po prostu by z nich uciekła. Ponadto stały kontakt z powietrzem atmosferycznym nieco zwiększa ryzyko korozji urządzeń w układzie c.o. Dlatego niektórzy producenci stalowych grzejników płytowych nie udzielają gwarancji w takiej sytuacji. Na szczęście, z kaloryferami z żeliwa lub aluminium takiego problemu nie ma.
Jednak producenci wszystkich pomp ciepła oraz niemal wszystkich współczesnych kotłów gazowych dopuszczają ich pracę tylko w systemach c.o. z zamkniętym naczyniem wzbiorczym. Przy modernizacji instalacji grzewczej to zasadnicza sprawa.
Zamknięte naczynia wzbiorcze nazywane są też naczyniami przeponowymi. Stosuje się je powszechnie w systemach grzewczych z kotłami gazowymi oraz pompami ciepła. Natomiast ich użycie w instalacjach z kotłami na paliwa stałe (węgiel, drewno, pellety) oraz kominkami i piecami z płaszczem wodnym jest dopuszczalne tylko po spełnieniu dodatkowych warunków. Chodzi o to, że taki kocioł musi być wyposażony w dodatkowy układ schładzający wodę w sytuacjach awaryjnych. Zwykle jest to wężownica zasilana zimną wodą wodociągową.
Budowa samego naczynia wzbiorczego typu zamkniętego nie jest specjalnie skomplikowana. Najczęściej to stalowy zbiornik wewnątrz którego znajduje się elastyczny gumowy balon, popularnie nazywany membraną. Woda z instalacji c.o. wpływa tylko do tego balonu, natomiast pomiędzy nim oraz ściankami naczynia znajduje się powietrze (gaz). Gdy pod wpływem wzrostu temperatury wody w instalacji rośnie również jej objętość, to rozpycha ona ten gumowy balon. Wówczas powietrze w pozostałej części naczynia wzbiorczego zostaje nieco bardziej ściśnięte. Gdy woda zaczyna stygnąć, jej objętość się zmniejsza. Balon się wtedy kurczy i powietrze wokół niego odzyskuje swoją wcześniejszą objętość.
W każdym układzie z zamkniętym naczyniem wzbiorczym koniecznie potrzebny jest również przynajmniej jeden zawór bezpieczeństwa. Przy bardzo dużym wzroście temperatury lub w razie uszkodzenia samego naczynia wzbiorczego może ono nie być w stanie zrekompensować przyrostu objętości wody i zapobiec nadmiernemu wzrostowi ciśnienia. To, oczywiście, sytuacje skrajne, jednak ogrzewanie musi być bezpieczne nawet wówczas.
Zabezpieczenie za pomocą zamkniętego naczynia wzbiorczego ma niewątpliwie liczne zalety - ryzyko korozji jest ograniczone, mamy dość dużą swobodę w wyborze miejsca montażu naczynia itd. Jednak równocześnie trzeba podkreślić, że skonfigurowanie zabezpieczeń jest nieco trudniejsze. Istotne jest chociażby właściwe ustawienie ciśnienia poduszki gazowej w naczyniu, dobranie zaworów o określonym ciśnieniu otwarcia itd. Ponadto stan tych elementów należy regularnie kontrolować.
Rodzaj naczynia wzbiorczego oraz pozostałe zabezpieczenia w instalacji trzeba dobrać przede wszystkim uwzględniając rodzaj źródła ciepła (ewentualnie kilku). Ponadto ważna jest również wielkość takiego układu, to ile wody się w nim mieści, czyli tzw. zład wody. Generalnie, dobór zabezpieczeń to zadanie dla fachowca. Jednak warto wiedzieć jakie są pod tym względem absolutnie nieprzekraczalne zasady. Wynikają one z przepisów prawa, a z trudnych do wyjaśnienia względów niektórym instalatorom zdarza się je ignorować.
Wspominaliśmy już, że zamknięte naczynie wzbiorcze jest wymagane w przypadku pomp ciepła oraz prawie wszystkich nowych kotłów gazowych. Poza aspektami czysto technicznymi i ewentualnym nieprawidłowym działaniem urządzeń trzeba pamiętać, że niewłaściwy dobór zabezpieczeń, a więc faktycznie niepoprawny montaż, jest mocną podstawą do nieuznania gwarancji przez producenta.
Z kolei tylko w otwartych instalacjach grzewczych (z naczyniem przelewowym) może pracować znakomita większość starszych kotłów na paliwa stałe oraz kominków z płaszczem wodnym. Co więcej, również wiele nowych tego rodzaju urządzeń musi być zabezpieczonych w ten sposób. Używanie ich w systemie zamkniętym jest możliwe tylko po łącznym spełnieniu dwóch warunków:
Zwykle takim układem schładzającym jest wężownica wbudowana w przestrzeń wodną kotła i zasilana zimną wodą wodociągową. Dopływem wody do niej steruje zawór termostatyczny. Gdy temperatura wody w kotle zbliża się do 100°C, wówczas zawór się otwiera i przez wężownicę zaczyna płynąć zimna woda, trafiająca następnie do kanalizacji.
W praktyce właściwe działanie tego zabezpieczenia jest możliwe tylko w domach przyłączonych do sieci wodociągowej, ewentualnie z bardzo pojemnymi zbiornikami hydroforowymi. Bowiem często powodem przegrzania kotła jest awaria zasilania elektrycznego i w konsekwencji zatrzymanie pompy obiegowej c.o. Jednak ten sam brak prądu unieruchamia również pompę w studni. Do budynku nie dopływa więc zimna woda i nie trafia ona również do wężownicy schładzającej.
Piszemy o tym, gdyż bardzo często w ramach modernizacji zamykamy układ c.o., zastępując otwarte naczynie wzbiorcze wersją zamkniętą. Może być to absolutnie konieczne, ale niekiedy bierze się też z chęci ułatwienia sobie pewnych prac przez instalatora. Niestety, zdarza się też, że zamknięte naczynie wzbiorcze zakłada się w instalacji, w której zgodnie z zasadami bezpieczeństwa (oraz przepisami prawa) wymagane jest zabezpieczenie za pomocą naczynia otwartego!
Czasem kłopotliwe jest pogodzenie sprzecznych wymagań kilku źródeł ciepła. Wówczas najlepszym rozwiązaniem może być rozdzielenie systemu grzewczego na dwie części za pomocą wymiennika ciepła. Każda z nich ma wtedy własne, działające zupełnie niezależnie zabezpieczenia.
Druga typowa sytuacja, w której używa się wymiennika ciepła to montaż pompy ciepła typu monoblok. W takim urządzeniu wszystkie elementy, w których krąży gazowy czynnik roboczy znajdują się w jednej obudowie. Ta część znajduje się na zewnątrz budynku, zaś do jego wnętrza wprowadzane są tylko rury, w których krąży woda grzewcza lub roztwór płynu niezamarzającego. Właśnie ten drugi wariant, czyli mówiąc popularnie wersja z glikolem zamiast wody, cieszy się w naszym klimacie bardzo dużą popularnością. Chodzi o to, że pompa ciepła oraz łączące ją z domem rurociągi muszą być zabezpieczone przed działaniem mrozu i zamarznięciem wody. Zastosowanie płynu niezamarzającego stanowi zaś najpewniejsze zabezpieczenie.
Niekoniecznie jednak wymiana całej wody w układzie c.o. na płyn niezamarzający jest optymalnym rozwiązaniem. Szczególnie, jeżeli w układzie mamy duży zbiornik akumulacyjny wody grzewczej. Albo i tak chcemy zachować możliwość korzystania z kotła na paliwa stałe (lub kominka z płaszczem), który zabezpieczony jest otwartym naczyniem wzbiorczym.
Wówczas dzielimy instalację za pomocą wymiennika na dwie części:
Zaletą takiego rozdzielenia jest fakt, że w instalacji za wymiennikiem nie ma konieczności wprowadzania zmian. Zakres i koszt robót jest więc ograniczony.
Fot. otwierająca: Każdy kocioł c.o. musi być zabezpieczony za pomocą naczynia wzbiorczego. W kotłach gazowych często jest ono zintegrowane, ukryte pod obudową, fot. DE DIETRICH
Skomentuj
