Tágulási tartály vs. nyomástartály – mi a különbség és mikor melyiket használja

A terméket jelenleg előkészítjük.

De a többi kategóriát is megtekintheti.

Tágulási tartály vs. nyomástartály – mi a különbség és mikor melyiket használja

Amikor a vásárló először megnézi a napelemes rendszer vagy kazánház technikai vázlatát, majdnem mindig találkozik egy kör alakú tartállyal, amely valahol a csővezetékhez van csatlakoztatva. És azonnal felteszi a kérdést: „Ez egy tágulási tartály vagy nyomástartály? Nem ugyanaz?" A válasz nem – és ez a különbség jelentős hatással van a rendszer működésére, biztonságára és élettartamára. Ez a cikk mindkét tartálytípust alapoktól kezdve ismerteti, megmagyarázza, mi történik bennük, bemutat konkrét gyakorlati példákat, és segít meghozni a döntést, hogy mikor melyiket használja.

Alapelvek: folyadék tágulása zárt rendszerben

Minden folyadék – víz, propilénglikol alapú nemfagyó keverék, sóoldat – melegítéskor kiterjed. A víz 10 °C-ról 90 °C-ra melegítve térfogata körülbelül 3,6%-kal nő. Egy nyitott rendszerben a felesleges folyadék egyszerűen kifolyna a lefolyón. Egy zárt körben – és ma a napelemes és fűtési rendszerek túlnyomó többsége zárt – ez a térfogat valahova el kell hogy kerüljön. Ha sehova sem tudna, a nyomás többszörösen meghaladná a komponensek biztonsági határait, és vagy kinyitná a biztonsági szelepet, vagy súlyosabb esetben károsítaná a szivattyút, a kollektorokat vagy a csatlakozásokat.

Pont ezért szolgálnak a tágulási tartályok. De – és itt jön az első alapvető pont – nem minden tágulási tartály ugyanaz. A „nyomástartály” fogalma szélesebb, és többféle eszközt is magában foglalhat. A tágulási tartály egy specifikus típusú nyomástartály, amely membránnal vagy zseggel van ellátva, és éppen a hőtágulás elnyelésére lett kialakítva.

Mi az a tágulási tartály – szerkezete és működési elve

A tágulási tartály (néha membrános vagy zsebes tágulási tartálynak is nevezik) egy hermetikusan zárt tartály, amely két kamrát tartalmaz – gázmembránnal vagy zseggel. Az egyik kamra nitrogénnel (vagy levegővel) van feltöltve egy meghatározott előnyomással, a másik a rendszer hidraulikai köréhez csatlakozik. Amikor a körben lévő folyadék kiterjed, belép a vízkamrába, összenyomja a membránt, és összenyomja a gáztér. Amikor a kör lehűl, a gáz előnyomása visszatolja a folyadékot a körbe.

A tágulási tartály kulcsfontosságú szerkezeti elemei:

Acél tartály – általában szénacélból vagy nemesacélból, napelemes rendszerek esetén magas hőállósággal (akár 120 °C a vízoldalon)
Membrán vagy zseb (bag) – EPDM gumi, amely ellenáll a propilénglikolnak és a magas hőmérsékleteknek; napelemes rendszerek esetén a membrán kiválasztása kulcsfontosságú, a hagyományos SBR gumi nem elegendő
Nitrogén töltőcsap – Schrader típusú (biciklire hasonló), amelyen keresztül beállítható az előnyomás
Csatlakozó menet – G ¾" vagy G 1" a legtöbb alkalmazás esetén

Membrános vs. zsebes tágulási tartály

A membrános tágulási tartályban a membrán mereven rögzítve van a tartály falához – két kamrát oszt meg, de a membrán csak hajlítással mozoghat. Ez a típus gyakori a kisebb méretekben (kb. 35 literig) és olcsóbb. A zsebes (bag-type) tágulási tartályban egy szabad zseb van a tartály belsejében – a zseb sokkal jobban kinyúlik és összehúzódik, ami lehetővé teszi a nagyobb hasznos térfogatot és hosszabb élettartamot ismétlődő ciklusok esetén. Napelemes rendszerek esetén, ahol intenzív napi ciklusok vannak (reggel hideg, délben forró, este ismét hideg), a zsebes modellek előnyösebbek.

Mi a szélesebb értelemben a „nyomástartály” fogalma

A „nyomástartály” (pressure vessel, nyomástartály) fogalma egy felsőbb kategória. Bárminek a zárt edényt, amely más nyomáson működik, mint a légköri, tartozik ide. Ide tartozik:

Tágulási tartály (membránnal vagy zsebbel) – folyadék tágulásának elnyelése
Hidroforok (hidro-pneumatikus tartályok) – vízellátó rendszerek nyomásának fenntartása, kútrendszerek vízellátása
Áramtartály – melegvíz-tároló membrán nélkül, hőenergia akkumuláció
Vízmelegítők (bojlerek)
Ipari nyomástartályok levegőre, gőzre, kémiai anyagokra

A napelemes és fűtési rendszerek technikai gyakorlatában három típusról szoktak beszélni, amelyeket a leggyakrabban összekevernek: tágulási tartály, hidrofor és áramtartály. Nézzük meg őket részletesen.

Hidrofor – nyomástartály vízellátó alkalmazásra

A hidrofor nagyon hasonló kinézete van a tágulási tartállyal – gömb vagy függőleges acél tartály membránnal, egyik oldalon levegő/nitrogén, másikon víz. A különbség a cél és a paraméterekben van: a hidrofor nyomáson lévő vízellátásra van kialakítva, tipikusan házi kútból vagy kútból. A működő nyomás általában 1 – 8 bar, a víhőmérséklet hideg (max. 30 – 40 °C), és a hidrofor sokkal nagyobb térfogatváltozásokat bír el, mert a tartály naponta többször teljesen kiürül és újra töltődik.

A hidrofor membránya megfelelő a fogyasztási vízhez való kontaktusra (WRAS vagy DIN tanúsítvány), ami a napelemes körben nem releváns. Ezzel szemben a napelemes tágulási tartály membránya ellenáll a propilénglikolnak és a 120 °C-nál magasabb hőmérsékleteknek – amit a hidroforok általában nem teljesítenek.

Következtetés a gyakorlatban: A hidrofor NEM HASZNÁLHATÓ napelemes tágulási tartály helyettesítőjeként és fordítva sem. A felcserélés vagy a membrán korai elhasználódását, vagy biztonsági problémákat okozhat.

Áramtartály – tároló membrán nélkül

Az áramtartály (buffer tank) egyszerűen egy szigetelt folyadéktároló membrán nélkül. Hőenergia akkumulációjára szolgál – például a napelemes kollektorokból származó többlet hőenergia az áramtartályba kerül, és később fűtésre vagy melegvíz előállítására használható. Az áramtartály NEM rendelkezik a tágulás kiegyenlítésének funkciójával. Ez egy passzív tároló. Nem helyettesítheti a tágulási tartályt.

Tágulási tartály és más típusú nyomástartályok összehasonlítása – táblázat

Tulajdonság	Napelemes tágulási tartály	Fűtési tágulási tartály	Hidrofor	Áramtartály
Funkció	Napelemes közeg tágulása	Fűtési víz tágulása	Nyomáson lévő vízellátás	Hőenergia akkumuláció
Membrán / zseb	Igen (EPDM, glikolálló)	Igen (EPDM/SBR)	Igen (fogyasztási víz)	Nem
Maximális közeghőmérséklet	120 – 150 °C	70 – 90 °C	30 – 40 °C	90 – 95 °C
Közeg	Propilénglikol/víz	Víz (esetleg glikollal)	Fogyasztási víz	Víz
Beállítható előnyomás	Igen	Igen	Igen	Nem
Közeg tanúsítványa	Nem fogyasztási víz	Nem fogyasztási víz	WRAS/DIN fogyasztási víz	Nincs követelmény

Mikor melyiket használni – konkrét gyakorlati esetek

1. Eset: Napelemes lemez kollektorok melegvíz előállítására (2 – 4 kollektor)

Ez az eset talán a leggyakoribb, amivel találkozunk. Lakóház, 2 – 4 darab lemez kollektorral, összesen 4 – 8 m² abszorber felülettel, dupla tároló 200 – 300 liter, keringető szivattyú, napelemes állomás. A primér körben lévő napelemes közeg térfogata általában 8 – 18 liter (kollektorok + csövek).

Ez esetben egyértelműen napelemes tágulási tartály EPDM membránnal kell, amely a kör térfogatára és a maximális működési hőmérsékletre van méretezve. Az előnyomás a kollektorok telepítési magasságától függően állítható be – tapasztalati szabály: magasság méterben × 0,1 bar + 0,3 bar. Például a kollektorok 6 méterrel magasabban vannak, mint a tágulási tartály: előnyomás = 6 × 0,1 + 0,3 = 0,9 bar. Ebben az esetben a tágulási tartály térfogata általában 18 – 25 liter.

A hidrofor vagy a fűtési tágulási tartály SBR membránnal itt hiba lenne – a propilénglikol a membránokat néhány év alatt elhasználja.

2. Eset: Vákuumcsöves kollektorok stagnáló állapotban

A vákuumcsöves kollektorok stagnáló állapotban (a szivattyú megáll, nincs hőelvonás) elérhetik a 180 – 250 °C hőmérsékletet. A 120 °C-os tágulási tartály nem elegendő a víz oldalán – a közeg elpárologni kezd, és a nyomás drámaian nő. A megoldás lehet:

Napelemes tágulási tartály növelt hőállósággal (150 °C) és nagyobb térfogattal – a kollektorokból származó rész közeg párává alakul, és a tágulási tartályban kondenzál
Rendszer a kollektoros és tároló körök elkülönítésével hőcserélőn keresztül, ahol a kollektoros körnek saját kis tágulási tartálya és biztonsági szelepe van

Ebben a kategóriában fontos a megfelelő töltés és levegőzés is. E célra szolgál a Kézi pumpa napelemes rendszerek töltéséhez, amely lehetővé teszi a rendszer nyomáspróbáját a működés megkezdése előtt, és a nemfagyó keverék bepumpálását a primér körbe. A megfelelő töltés nélkül a rendszerben lévő levegő buborékos kaviációt és instabil nyomást okozhat.

3. Eset: Központi fűtési rendszer kazánnal

Klasszikus kondenzációs kazán, padlófűtés vagy radiátorok, zárt vízkör. Itt fűtési tágulási tartály (piros vagy kék szín a gyártótól függően) használható SBR vagy EPDM membránnal, amely 90 °C-ig ellenáll a víznek. Az előnyomás általában 0,5 – 1,5 bar között állítható be a rendszer magasságától függően, a rendszer működő nyomása 1,5 – 2,5 bar. A méret a rendszer víz térfogatából és a hőmérsékleti különbségből számítható ki.

Ez a tágulási tartályt NEHASZNÁLHATJUK napkollektoros rendszerben – a közeg, hőmérséklet és a ciklikus terhelés eltér.

5. forgatókönyv: Házi vízmű (kút, fúrókút)

Ekkor hidrofor kell. A membrána vízforralóra van tanúsítva, ellenáll a vízben előforduló általános mikroorganizmusoknak. A hidrofor térfogatát a szivattyú teljesítménye és az óránkénti szükséges bekapcsolások száma alapján választjuk meg – minél nagyobb a hidrofor, annál kevesebb a bekapcsolás, annál hosszabb a szivattyú élettartama. Tipikus házi hidroforok 24 – 100 liter, előnyomás 1,5 – 3 bar.

A hidrofor NEM helyettesítheti a napkollektoros tágulási tartályt, mert a közeg elromolhatja a membránát, a stagnálás során előforduló hőmérsékletek pedig teljesen elromolhatják a tartályt.

6. forgatókönyv: Napkollektoros + fűtőkazános kombinált rendszer akkumulátorral

A gyakorlatban egyre gyakrabban találkozunk ilyen kombinációval: napkollektorok + hőszivattyú vagy kondenzációs kazán + nagy kapacitású akkumulációs tartály 500 – 1000 liter. Ekkor két külön tágulási tartály szükséges:

Egy napkollektoros tágulási tartály a primér kollektoros körhöz
Egy fűtési tágulási tartály a szekunder körhöz (fűtés + melegvíz előállítás)

Az akkumulációs tartály önmagában nem tágulási tartály – csak hőt tárol. Az akkumulációs tartály térfogata nem számít a tágulási térfogatba a tágulási tartály méretezésénél, mivel a belső folyadék a szekunder kör része, nem a primér napkollektoros kör része.

Hogyan méretezze a napkollektoros rendszer tágulási tartályát – egyszerűsített eljárás

Ez a téma külön cikket kapott a Vásárlói tudásbázisunkban – Mekkora tágulási tartályra van szükségem a napkollektoros körhöz. Itt csak a legfontosabb logikát tekintjük át, hogy érthető legyen, miért nem elegendő „egy tetszőleges tartályt” vásárolni.

A tágulási térfogat (V_e) három komponensből áll:

Folyadék tágulási térfogata – függ az egész körben lévő közeg térfogatától és a hőmérsékletkülönbségtől (hideg vs. maximális működési hőmérséklet). A propilénglikol 50%-os keveréke 20 °C-tól 120 °C-ig kb. 8,5%-kal nyúlik meg.
Biztonsági tartalék térfogata – „zsebtér" a váratlan nyomáshullámok esetére
Vízvacként szolgáló térfogat – a minimális víz mennyisége, ami a tágulási tartályban maradnia kell a maximális nyomásnál is, hogy a membrána ne sérüljön

A tágulási tartály végleges technikai (bruttó) térfogatát egy képlet segítségével számoljuk ki, amelybe a előnyomás és a maximális működési nyomás közötti különbség is bekerül. Egy családi ház esetén 2 – 3 kollektorral általában 18 – 35 literre jön ki. Nagyobb telepítések esetén (6 vagy több kollektor, medence rendszerek) szükség lehet 50 – 80 literes tartályra vagy több tartály párhuzamosan.

Az előnyomás beállítása és a megfelelő szerelés részletesen le van írva a A napkollektoros rendszer tágulási tartályának előnyomásbeállítása és A tágulási tartály szerelése napkollektoros rendszerben – lépésről lépésre című témákban.

Hova helyezze a tágulási tartályt a rendszerben – és hova ne

A napkollektoros rendszerben a tágulási tartályt mindig a hideg (visszatérő) ágba kell szerelni, tehát a szivattyú bemenete előtt, nem mögötte és nem a forró ágba, amely a kollektorokból jön. A számos oka:

Hőterhelés: A visszatérő ágban a közeg hidegebb, a membrána kevésbé terhelt hőmérsékletben.
Hidraulika: A tágulási tartálynak egy konstans nyomású helyre (úgynevezett „nullnyomású pont") kell csatlakoznia, így elkerülhető a szivattyú működésekor fellépő nyomásingadozás.
Biztonság: A biztonsági szelepet is megfelelő helyre kell szerelni, és nem lehet elválasztani a tágulási tartályt egy záró szeleppel (kivéve a szelepet automatikus biztosítással).

Gyakori hiba a gyakorlatban: a szerelő a tágulási tartályt a legelérhetőbb helyre szereli, figyelmen kívül hagyva a hidraulikát. Eredménye: a szivattyú induláskor „szívja" a tágulási tartályt, a nyomás a szívó oldalon az előnyomás alá csökken, levegőbuborékok és kavicsok jelennek meg. A rendszer zajos, a teljesítménye csökken.

Másik gyakori hiba: a tágulási tartályt ferde vagy akár fejjel lefelé helyezik el. A legtöbb gyártó csak függőleges (nyak lefelé) vagy vízszintes elhelyezést engedélyez. A megfordítás (nyak felfelé) miatt a kondenzát és szennyeződés a membrána felett gyűlik össze, és csökkenti az élettartamát.

Hogyan töltsd meg megfelelően a napelemes kör – a szivattyú szerepe az első indításkor

A napelemes kör feltöltése nemcsak arról szól, hogy „beöntöd a vizet”. Ez egy pontos eljárás, amely során a körnek nem fagyó keverékkel kell megtörténnie nyomás alatt, miközben a teljes rendszerből eltávolítják a levegőt. A körben lévő levegő ellensége a tágulási tartálynak és a szivattyúnak – okoz oxidációt, zajproblémákat és pontatlan nyomásmérési eredményeket.

Ideális ehhez a célhoz a Kézi pumpa napkollektoros rendszerek feltöltéséhez. Ez a szivattyú több fontos lépést is egyszerre végrehajthat: a kör nyomáspróbáját (szivárgásmentesség ellenőrzése), a lassú alulról felfelé történő feltöltést (a levegő a legmagasabb pontokon lévő levezető szelepeken keresztül távozik), valamint ellenőrzi, hogy a nyomás feltöltés után stabil marad-e, vagy csökken-e (ez utóbbi szivárgást jelezne). További információ ezzel kapcsolatban a Kézi pumpa napkollektoros rendszerek feltöltéséhez – hogyan töltsd meg és szellőztess meg megfelelően a kört című témában megtalálható.

A feltöltés és a levegőmentesítés után beállítják a működési nyomást – általában 0,3 – 0,5 bar a tágulási tartály előnyomásának felett. Ezt a nyomást hideg rendszerben (a kollektorok működése nélkül) ellenőrzik, és stabilnak kell maradnia. Ha a nyomás néhány nap után csökken, ez vagy szivárgást, vagy rosszul beállított előnyomást jelent.

Karbantartás és gyakori hibák

A tágulási tartály nem karbantartásmentes eszköz. A membrán idővel kifárad és elveszíti rugalmasságát, az előnyomás az nitrogén szintje enyhén csökkenhet (a levegő/nitrogén a membrán keresztül diffundál). A javasolt előnyomás ellenőrzési gyakorisága évente egyszer, ideálisan tavasszal a szezon előtt. Az eljárás és a gyakori hibák leírása a Hogyan ellenőrizd és karbantartsd a tágulási tartályt a napkollektoros rendszerben és a Gyakori hibák tágulási tartályokban és napkollektoros szivattyúkban – okok és megoldások című témákban megtalálható.

Egy konkrét gyakorlati probléma: a vásárló hívja, hogy a biztonsági szelep rendszeresen kifújja a közeget. Érkezik a technikus, méri a nyomást – a hideg rendszerben a nyomás 2,8 bar, a biztonsági szelep 3 barra van beállítva. A probléma? A tágulási tartály előnyomása 0,5 bar, de a rendszer működési nyomása túl alacsony, így a melegedéskor a nyomás gyorsan elérheti a határt. Megoldás: a tágulási tartály előnyomását 1,2 barra, a rendszer működési nyomását 1,5 barra állítják be. A kifújás megszűnik, a rendszer megfelelően működik. Ez egy tipikus helyzet, amely akkor jön létre, ha az előnyomást „egyszerűen” beállítják, anélkül, hogy számolnának.

Gyakori kérdések (FAQ)

Használhatok normál fűtési tágulási tartályt (piros) napkollektoros rendszerhez?

Nem, két okból. Először is, a normál fűtési tágulási tartály membránja nem rendelkezik tanúsítvánnyal a propilénglikol-vizes keverékkel való érintkezésre – a glikol fokozatosan degradálja a membránt, és az széttörik. Másodszor, a fűtési tágulási tartályok 70 – 90 °C maximális közeghőmérsékletre vannak méretezve, míg a napkollektoros körök elérhetik a 120 – 150 °C-t. A megfelelő napkollektoros tágulási tartály EPDM vagy butilgumi membránnal rendelkezik, amely ellenáll a glikolnak és a magas hőmérsékletnek.

Kapcsolhatok be két kisebb tágulási tartályt egy nagy helyett?

Igen, két tágulási tartály párhuzamosan kapcsolva (minden egyes T-koszorú saját csapján keresztül) ugyanúgy működik, mint egy nagyobb – a térfogatuk összeadódik. Ez a gyakorlatos megoldás a kiterjedtebb telepítések esetén, ahol egy nagy tartály helyzeti okokból problémás lenne. Fontos, hogy mindkettőnek azonos az előnyomása, és mindkettőt a hideg ágára kell csatlakoztatni.

Hogyan ismerem fel, hogy a tágulási tartályban a membrán sérült?

Klasszikus tünetek: A kör feltöltése után folyadék jelenik meg a tágulási tartályon lévő nitrogén töltő szelepen (a membrán áthatol, és a folyadék behatol a gázkamrába). Egy másik jel – ha kézzel megnyomod a töltő szelepet, nem levegő, hanem folyadék jön ki. A sérült membrán nem javítható, a tartályt vagy teljes egészében cserélni kell, vagy – vak típus esetén, ha a fedél leválasztható – csak a vaktartályt. Mindig ellenőrizd, hogy a csere vaktartály megfelel-e az eredeti anyagnak (EPDM glikolhoz).

Használhatok vízműből származó hidroforát tágulási tartályként a fűtéshez?

Technikailag rövid ideig működne, de ez hibás és potenciálisan veszélyes. A hidrofor ivóvízhez nem méretezett 90 °C hőmérsékletre vagy a fűtési víz kémiai összetételére. Az ivóvíz membránja a korrózió gátló anyagokkal való érintkezés során degradálódhat. Ezenkívül a hidrofor általában nem rendelkezik megfelelő működési nyomástartománnyal a fűtéshez. Mindig használj megfelelő típusú tartályt az adott alkalmazáshoz.

Milyen a különbség egy 1,5 bar előnyomású tágulási tartály és egy 3 bar előnyomású között – választok az előnyomás alapján?

A gyártás során kapott előnyomás csak egy indulóállapot – az elhelyezés előtt mindig be kell állítani a konkrét telepítéshez (a kollektorok magassága, a rendszer működési nyomása). Fontosabb paraméter a megfelelő tartály kiválasztásánál a maximálisan megengedett működési nyomás (PS) – nem lehet alacsonyabb, mint a rendszer biztonsági szelepének beállítása. A gyakori napkollektoros tágulási tartályok PS értéke 6 – 10 bar. A gyártó mindig megadja az állítható előnyomás tartományát – tipikusan 1 – 6 bar.

Kell-e a tágulási tartály cseréjekor teljesen kiengedni a napkollektoros kört?

Ez attól függ, hogy a csatlakozás milyen szerkezetű. Ha a tágulási tartály előtt záró szelep van (ami a megfelelő gyakorlat a telepítés során), elegendő a szelepet bezárni, a nyomást a levezető szelepen kiegyenlíteni, és a tartályt a teljes kör kiürítése nélkül cserélni. Ha nincs záró szelep, akkor ki kell engedni a kört – ideális esetben a közeg egy tartályba kerül, és a cseré után újra feltölteni (a propilénglikol alapú folyadék nem olcsó, és nem is környezetbarát). Az újra feltöltéshez ismét hasznos lehet a kézi pumpa napkollektoros rendszerek feltöltéséhez, amely lehetővé teszi a kontrollált nyomásbeállítást levegőbuborék nélkül.

Összegzés – a megfelelő eszköz kiválasztása

A tágulási tartály és a nyomástartály nem szinonimák – minden típusnak megvan a saját konstrukciója, paramétertartománya és alkalmazási területe. A napkollektoros technikában kulcsfontosságú a napkollektoros tágulási tartály (EPDM membrána, glikol és magas hőmérséklet ellenállása) megkülönböztetése a fűtési tágulási tartálytól, hidrofortól vagy akkumulációs tartálytól. A téves használat a legjobb esetben előidéz egy korai meghibásodást, a rosszabb esetben biztonsági kockázatokat és károkat az egész telepítésben.

A megfelelő választás több lépést magában foglal: a szükséges tágulási tartály térfogatának kiszámítása, az előnyomás beállítása a telepítés magassága és a rendszer működési nyomása alapján, a megfelelő elhelyezés a hideg ágára és az éves ellenőrzés a membrán állapota és az előnyomás tekintetében. Ezek a témák részletesen elemzettek a Választási központunk további cikkeiben – különösen a Hogyan válassz tágulási tartályt napkollektoros rendszerhez – kulcsfontosságú kritériumok, Napkollektoros rendszer nem fagyó keverékkel való feltöltése – mit kell tudni és Gyakori kérdések tágulási tartályokról és szivattyúkról napkollektoros rendszerekhez című témákban.

Ha nem biztos a számításban vagy a választásban, mindig jobb nagyobb tágulási tartályt választani, mint kisebbet – a gyakorlatban a 20 – 30%-os túlméretezés normális és biztonságos, míg az alulméretezés folyamatos kifújást okoz a biztonsági szelepen, és a teljes rendszer degradációját.

Kérdésed van ehhez a témához?

Nem tudsz dönteni vagy konkrét helyzetet oldasz meg otthonodban? Írj nekünk – örömmel segítünk.