Naczynia przeponowe w instalacjach c.w.u.

Na rynku dostępne są różne typy naczyń przeponowych przeznaczonych dla instalacji c.w.u. Występują wersje wiszące, stojące oraz o figurze poziomej ze specjalnym miejscem na zamontowanie pompy hydroforowej. Różnią się również stosowanym rodzajem membrany oraz materiałem, z którego wykonany jest kołnierz. Membrana może być wymienna lub wprasowana na stałe. Kołnierze występują w wersji ze stali nierdzewnej lub ocynkowanej. Istnieją również na rynku naczynia przepływowe, które spełniają podwyższone wymogi higieniczne według normy DIN1988.

Aby dobrze zrozumieć zagadnienie stosowania naczyń przeponowych w instalacji c.w.u., należy zacząć od samej zasady działania naczynia przeponowego, jego budowy oraz roli w instalacji. Naczynie stanowi jeden z kilku elementów odpowiadających za bezpieczeństwo i stabilizację ciśnienia. Zbudowane jest ze stalowego zbiornika, który z jednej strony ma przyłącze do instalacji, a z drugiej strony zawór do napełniania lub upuszczania gazu. Wewnątrz znajduje się membrana oddzielająca poduszkę gazową od części naczynia wypełnionej wodą z instalacji. Membrana dla naczyń c.w.u. zbudowana jest ze specjalnego rodzaju gumy np. EPDM (kauczuk etylenowo-propylenowy).

Fabrycznie naczynia napełniane są azotem do określonego ciśnienia wstępnego. Dla naczyń przeznaczonych do instalacji c.w.u. jest to wartość od 2 do 4 barów w zależności od zastosowania. Dla urządzeń mających na celu zabezpieczenie instalacji ciepłej wody i skompensowanie różnicy objętości pomiędzy wodą zimną i gorącą są to zazwyczaj wartości wyższe, czyli 3,5-4 bary. Dla urządzeń pracujących w układach podnoszenia ciśnienia (jak układy hydroforowe) jest to zazwyczaj 2 bary.

Jak pracują naczynia przeponowe w instalacji c.w.u.?

Zasadę działania naczynia omówmy na przykładzie instalacji c.w.u. wyposażonej w zasobnik na ciepłą wodę. Objętość cieczy znajdującej się w tej instalacji ulega zmianie wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury. Woda jest podgrzewana do żądanej temperatury, następnie wykorzystywana np. do kąpieli i uzupełniana zimną z sieci. W sytuacji kiedy zasobnik jest zimny (woda ma najmniejszą objętość), naczynie tylko w niewielkiej części wypełnione jest wodą. W trakcie jej podgrzewania w zasobniku, naczynie napełnia się (ciecz zwiększa swoją objętość). W momencie awarii (nagły i niekontrolowany wzrost temperatury w zasobniku), następuje praktycznie całkowite wypełnienie naczynia (wzrost objętości cieczy) i jeżeli to nie wystarczy, otwiera się współpracujący ze zbiornikiem zawór bezpieczeństwa (drugi poziom zabezpieczenia).

Podobnie działa naczynie w instalacji hydroforowej w funkcji podnoszenia ciśnienia. W tym przypadku we współpracy z pompą hydroforową wykorzystywane jest jako magazyn zimnej wody oraz stabilizator ciśnienia. Jak to działa? W naczyniu ustawione jest ciśnienie wstępne poduszki gazowej poniżej punktu załączenia się pompy. Pompa włącza się, a naczynie wypełnia się wodą aż do momentu osiągnięcia ustawionego ciśnienia górnego. Pobór wody prowadzi do zmniejszania się ciśnienia w naczyniu poprzez wypychania wody przy pomocy poduszki gazowej. Po osiągnięciu punktu załączenia się pompy cykl się powtarza.

Aby naczynia mogły działać tak, jak opisują powyższe dwa przykłady, niezbędne jest ich prawidłowy dobór oraz ustawienie. Naczynie powinno mieć odpowiednią wielkość, aby mogło przejąć różnicę objętości. Za małe nie będzie w stanie spełnić swojej funkcji. Należy pamiętać, że przewymiarowane naczynie w niczym nie grozi. W przypadku zestawów hydroforowych naczynie dobierane jest do parametrów pracy pompy oraz liczby punktów poboru wody lub liczby osób mieszkających w budynku. Za małe będzie powodować zbyt częste włączanie się pompy. Istotne są również parametry pracy, które nie mogą być niższe niż zakładane parametry pracy instalacji.

Jak ustawić naczynie?

Jeżeli woda do obiektu dostarczana jest z wodociągu i zamontowany jest reduktor ciśnienia, wtedy ciśnienie wstępne poduszki gazowej powinno mieć wartość o 0,2 bara niższą niż nastawa reduktora. W przypadku instalacji bez reduktora lub instalacji hydroforowej ciśnienie wstępne powinno być niższe o 0,5 bara od punktu załączenia się pompy lub od minimalnego możliwego ciśnienia w instalacji. Naczynie w tego typu systemach montujemy na zasilaniu wody zimnej do zasobnika ciepłej wody króćcem do góry lub do dołu. W przypadku dużych naczyń dobrze jest zastosować złączkę ze spustem ułatwiającą serwis i ewentualną wymianę.

Kiedy należy montować naczynia?

Naczynie przeponowe w instalacji c.w.u. powinniśmy montować zawsze tam, gdzie występuje w instalacji zasobnik na ciepłą wodę, ponieważ w procesie podgrzewu wody następuje zmiana jej objętości.

Nie montujemy naczyń przeponowych w przypadku gazowych kotłów dwufunkcyjnych, ponieważ podgrzewanie wody jest na zasadzie przepływowej. Istnieją na rynku urządzenia z wbudowanymi zasobnikami na ciepłą wodę (np. kotły gazowe). W takich przypadkach również nie ma konieczności montażu dodatkowych naczyń wzbiorczych, ponieważ są one już wbudowane w kocioł.

Kontrola ciśnienia wstępnego

Aby naczynia przeponowe w instalacji pracowały prawidłowo konieczne jest regularne serwisowanie i kontrola ciśnienia wstępnego. W jaki sposób kontrolować ciśnienie poduszki gazowej na zamontowanych już urządzeniach? Aby serwis przebiegał bezproblemowo i szybko naczynia powinny być montowane do instalacji za pomocą przeznaczonych do tego celu specjalnych szybkozłączek.

W przypadku mniejszych urządzeń umożliwiają one demontaż bez konieczności wypuszczania wody z całej instalacji. W przypadku większych zbiorników dają możliwość chwilowego odcięcia naczynia od instalacji, wypuszczenia części wody i wyrównania ciśnienia z ciśnieniem atmosferycznym. Tylko wtedy możliwa jest kontrola ciśnienia wstępnego. Taką czynność powinno się wykonywać przynajmniej raz w roku. Należy przy tym pamiętać, że nie ma możliwości sprawdzenia prawidłowej wartości ciśnienia wstępnego przy normalnej pracy naczynia i instalacji.