Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Szivattyús fűtések nyomásviszonyai

2010/6. lapszám | Cséki István |  33 190 |

Figylem! Ez a cikk 14 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Szivattyús fűtések nyomásviszonyai

Nyomás szempontjából két részre osztjuk a fűtési rendszereket: gravitációs fűtés, szivattyús fűtés. Gravitációs fűtést ma már nem építünk, mert nagyon nagy méretű vezetékeket kell hozzá kiépíteni. A nagyméretű vezetékeket nem tudjuk rejtetten vezetni, ezért az esztétikailag sem látványos. Gravitációs fűtésnél a rendszerben uralkodó nyomást a tágulási tartály vízszintje határozza meg. Itt nem lehet gond a nyomásokkal, így nem is foglalkozunk vele.

A szivattyús fűtéseknél mindenképpen meg kell gondolnunk a rendszerben uralkodó nyomás szerint a kialakítást. Sok problémát okozhat, ha a rossz kiépítés miatt káros cirkuláció jönne létre a rendszerben, vagy belevegősödne a rendszer, illetve felforrna a fűtővíz az alacsony nyomás miatt. Ezek a problémák nyitott fűtési rendszerekben jelentkezhetnek. Zárt fűtésnél szerencsére ennek kicsi az esélye.
Először vizsgáljuk meg a nyitott tágulási tartállyal szerelt fűtéseket. Hozzá kell tenni, hogy amennyiben elkerülhető, már nyitott rendszereket sem célszerű építeni, mert nagy a korrózió veszélye, és gyakran kell pótolni az elpárolgott vizet, emiatt elvízkövesedik a rendszer. Sajnos szilárd tüzelésnél nehéz ettől eltekinteni, de vannak már jó lehetőségek a zárttá tételhez.
A tágulási tartályból kijövő tágulási vezeték bekötési pontja a meghatározó. Ahol ez csatlakozik a vezeték a fűtési rendszerhez, azt a pontot tekintjük kiindulásnak. Ehhez a ponthoz képest kell nézni a rendszerben uralkodó nyomásokat. Az egyszerűség kedvéért most nem ábrázoljuk a biztonsági és szabályozó szerelvényeket.
Kisebb fűtési rendszereknél a legegyszerűbb, ha nincs külön biztonsági és tágulási vezeték (1. ábra).

1. ábra

Ilyenkor az úgynevezett „nulla” pontot fent találjuk

a tartály rendszerhez csatlakozásánál. Ebben a pontban az uralkodó nyomás a tartályban lévő vízszint és a csatlakozási pont közötti magasságból adódik. Például ha 1 m magasságkülönbség van, akkor a „nulla” pontban 0,1 bar túlnyomás van a légköri nyomáshoz viszonyítva. Ehhez a ponthoz viszonyítva a radiátorban szívott rendszer van, a kazánban nyomott. Ez azt jelenti, hogy a „nulla” ponthoz képest kisebb nyomás van a szívott és nagyobb a nyomott rendszerben. A 2. ábrán látható, hogyan alakulnak a nyomások a fűtési rendszer különböző pontjaiban.

2. ábra

Ha elindulunk a tartály és az előremenő vezeték

csatlakozási pontjától, akkor a vezetéken létrejön egy nyomásesés a radiátor csatlakozásáig (ferde vonal, mert a vezeték mentén haladva folyamatosan csökken a nyomás). A radiátor kötésénél hirtelen nyomáscsökkenés van, mert itt szinte nincs hossza a rendszernek. Ezután a szivattyú szívócsonkjáig ismét nyomásesés van a vezetéken, majd a szivattyú emelőmagassága hozzáadódik a nyomáshoz. Innen megint nyomásesés van a vezetéken, és eljutottunk a kazánhoz, ahol ismét egy pontban tekinthető nyomásesés van. Innen a vezetéken visszajutunk a kiindulási ponthoz, és kezdődik minden elölről. Itt csak az okozhat problémát, ha a szivattyú szívócsonkjánál ható nyomás a légköri nyomásnál kisebb lesz. Ilyenkor a tömítetlenségnél nem csöpögni fog a víz, hanem belevegősödik, vagy a jól tömített rendszernél a légkörinél kisebb nyomás miatt a víz már 100 °C alatti hőmérsékleten elkezd forrni.
Ebből adódóan a biztonság miatt a tágulási tartálynak olyan magasan kell lennie, mint a szivattyú szívóhatása, illetve 20%-kal magasabban, hogy semmi esetre se fordulhasson elő probléma. Egy példával szeretnénk ezt megvilágítani: ha a szivattyú szívócsonkja felett 3 méterre van a tágulási tartály legalacsonyabb vízszintje (tágulási tartály alja), s a szivattyú szívóhatása 4 m, akkor a tartályt a biztonság miatt meg kell emelni 1,8 méterrel, mert a biztonságos magasságkülönbség 4,8 m.
Amennyiben a biztonsági és a tágulási vezeték külön van, akkor a tágulási vezetéket általában a kazánházban kötjük a visszatérő vezetékre. Ebben az esetben nagyon fontos a rendszer kialakításánál, hogy a szivattyú a csatlakozási pont előtt vagy utána van.
Az első példánál a szivattyú a csatlakozási pont után van (a víz áramlási irányát nézve), így a fűtési rendszer nyomott, mert a szivattyú és a csatlakozási pont között csak egy kis szívott rész van (3. ábra).

3. ábra

Ennél a példánál a biztonsági vezeték a nyomott ágban van, s emiatt a tágulási tartály vízszintje fölé emelkedik a csőben a víz. A 4. ábrán látható ez a túlnyomás.

4. ábra

Ebben az esetben a tágulási vezetéket kell a tartály fölé vinni, olyan magasságba, hogy a szivattyú ne itt keringtesse a fűtővizet, mert akkor a radiátorhoz nem fog menni. A hurok magassága a szivattyú nyomómagasságánál legyen 20%-kal magasabban, ekkor biztosan nem jöhet létre cirkuláció.
A második példánál a szivattyú a csatlakozási pont előtt van (a víz áramlási irányát nézve), így a fűtési rendszer szívott, mert a szivattyú és a csatlakozási pont között csak egy kis nyomott rész van (5. ábra).

5. ábra

Ennél a példánál a biztonsági vezeték a szívott ágban van, s emiatt a tágulási tartály vízszintje alá csökken a csőben a víz. A 6. ábrán látható ez a nyomás.

6. ábra

Az ábrából látható, hogy a „nulla” ponthoz viszonyítva

alacsonyabb nyomás van szinte az egész rendszerben. Akkor jelentkezik probléma a hálózatban, ha a nyomás a légköri alá csökken. Hogy ez ne következhessen be, a tágulási tartályt a fűtési rendszer legmagasabb pontja fölé kell helyezni a szivattyú emelőmagasságának megfelelően, de a biztonság miatt ezt is 20%-kal növeljük meg.
A harmadik példánál a szivattyú a csatlakozási pont és a kazán után van (a víz áramlási irányát nézve), vagyis az előremenő vezetékben, de a biztonsági vezeték ennél a szívott szakaszban van. Itt a kazán a szívott, a radiátor a nyomott ágban található (7. ábra).

7. ábra

Mint korábban láttuk, amikor a biztonsági vezeték a nyomott szakaszban volt, akkor egy hurokkal kellett a tágulási tartály fölé vinni. Amikor pedig szívott volt a rendszer, akkor a tartályt kellett magasra tenni. Ennél a kialakításnál a rendszer nyomott, így nem kell a tartályt magasra emelni, a biztonsági vezeték pedig a szívott részből ágazik le, így nem kell hurok a tartály fölé. A nyomásviszonyokat a 8. ábrán láthatjuk.

8. ábra

Nyitott tágulási tartály alkalmazása esetén ez utóbbi megoldás a legjobb. Ilyen kialakítást csak azóta tudunk építeni, amióta a szivattyúk már képesek tartósan üzemelni magasabb hőmérsékleten is.
Végezetül nézzük meg a zárt tágulási tartállyal ellátott fűtési rendszer nyomásviszonyait. Ennél a rendszernél a zárt tágulási tartályban jóval nagyobb nyomás van, mint a nyitott tartály által létrehozott nyomás, hiszen sok kazán el sem indul kisebb nyomás esetén. A zárt tágulási tartályt célszerű a visszatérő ágba helyezni, mert ott alacsonyabb a hőmérséklet (9. ábra).

9. ábra

A tartály gumimembránja hosszabb életű lesz alacsonyabb hőmérséklet esetén.
Ilyenkor is kialakul szívott és nyomott rész a rendszerben, de itt nem fordulhat elő vákuum, vagyis a légkörinél alacsonyabb nyomás (10. ábra).

10. ábra

Az előbbi példákból látható, hogy a legjobb a zárt tágulási tartályos megoldás, mert ott nem alakulhatnak ki azok a problémák, melyeket a nyitott tágulási tartálynál látunk. Ezen kívül korrózió szempontjából is ez a legmegbízhatóbb.