Tlak v systémoch zariadení (všeobecne)
Ak by sa na hraciu kocku s dĺžkou hrany 1 x 1 x 1 cm položilo závažie 1 kg, bola by jej základná plocha 1 cm 2 vystavená tlaku 1 kg alebo „1 bar“. Ak by človek stál na kocke, celá jeho váha by pôsobila na tento jeden štvorcový centimeter. Na povrch ruky (asi 10 x 20 cm) sa aplikuje tlak vzduchu 1 kg/cm 2, to znamená asi 200 kg na celú dlaň. To, že ruka nie je stlačená, je spôsobené tým, že tlak sa šíri rovnomerne v každom smere a je tak účinný aj pod rukou. Svalom teda naozaj musí hýbať iba váha ruky a ruky.
Pretlak alebo podtlak sa meria v technických systémoch. Tento tlak je však tlak, ktorý je nad alebo pod tlakom vzduchu a nazýva sa relatívny tlak. Pri väčšine výpočtov sa musí brať do úvahy skutočný tlak vrátane atmosférického, čo sa označuje ako absolútny tlak.
Absolútny tlak a pretlak však nie sú jedinými pojmami, s ktorými musí byť oboznámený každý, kto pracuje v oblasti sanitárnej a vykurovacej techniky alebo chladiacej a klimatizačnej techniky: statický a dynamický tlak, tlak voľnobehu a prietoku, prevádzkový tlak, tlak plnenia a tlaku v systéme, strata tlaku a ďalšie typy špecialista musí rozlišovať.
Meracie prístroje na určovanie tlakov
Výber meracieho prístroja závisí od média (plyn, kvapaliny), typu tlaku (statický a dynamický tlak), predpokladaného tlaku (pretlak, podtlak) a jeho sily. Tlak vzduchu sa určuje napríklad pomocou ortuti alebo barometrov s tlakovými článkami, ktoré veľmi presne reagujú na najmenšie zmeny. Hodnoty sa merajú v Pascaloch. Tlak v potrubí sa meria v baroch alebo milibaroch, tlakové straty v pascaloch alebo milibaroch. Na stanovenie rôznych typov tlaku sa používajú nasledujúce: Analógové a digitálne meracie prístroje ako U-trubice manometrov, tlakové články, Pitotove trubice a ďalšie prístroje.
Statický tlak (pokojový tlak)
Ak je hadica na vodu dlhá 10 m naplnená a na jednom konci uzavretá manometrom, bude to pre hadicu na podlahe ukazovať tlak 0 bar. Ak zdvihnete odomknutý koniec o 1 m, manometer by zrazu ukázal 0,1 baru. Tlak by stúpal o 0,1 baru s každým výškovým metrom. Keď hadica dosiahne výšku 10 metrov, manometer ukáže 1 bar. Statický tlak je statický pretlak statickej kvapaliny, ktorý je výsledkom hustoty média a výškového rozdielu.
Príklad systému pitnej vody
Ak je za tlakovým reduktorom v suteréne tlak 4 bar, zníži sa tento tlak o 0,1 bar na meter nadmorskej výšky. Všetky kohútiky v rovnakej nadmorskej výške majú rovnaký tlak voľnobehu. Na 4. poschodí vo výške približne 10 metrov nad morom je pokojový tlak iba 3 bary.
Prietokový tlak
Prietokový tlak je pretlak prúdiaceho média. V našom príklade, ak by sa voda mala čapovať na 3. poschodí, tlak by sa spočiatku znížil v závislosti od prietoku. Ak by malo vytiecť toľko vody, koľko môže pretekať potrubným systémom, bol by tlak v mieste výstupu 0 bar. Prietokový tlak je v jednotlivých meracích bodoch odlišný od bodu systému k bodu systému a jednotlivé odpory sa zvyšujú k celkovému odporu. Pre zaistenie funkčnosti armatúr a zariadení je potrebné dodržať minimálny prietokový tlak (tabuľka).
Minimálne tlaky prietoku (príklady)
Výpustný ventil s perlátorom
Kohútik mixéra
Vyplachovací ventil v závislosti od SZ
Práčka
Pokles tlaku
Prietokový tlak závisí iba v obmedzenej miere od existujúceho statického tlaku. Výsledkom sú tlakové straty v potrubiach, tvarovkách, odbočkách a „doplnenie“. Strata tlaku v systéme vyplýva z prevádzkových podmienok a jednotlivých odporov, ktoré spolu vytvárajú celkový odpor. Aj potrubie alebo jeho steny spôsobujú stratu tlaku. Strata tlaku však nie je konštantný faktor, ale závisí od rýchlosti prúdenia.
V pokojovom stave nedochádza k žiadnej tlakovej strate. S rastúcim prietokom sa zvyšuje, takže pri zdvojnásobení prietoku sa tlaková strata štvornásobne zvýši.
príklad
Pri prietoku 2 m/s sa meria tlaková strata 1,2 mbar/m. Ak by sa rýchlosť zvýšila na 4 m/s, potom by došlo k tlakovej strate 4,8 mbar/m.
Ostatné typy tlaku sú špecifikované vo vykurovacích systémoch.
Plniaci tlak
Ak je vykurovací systém naplnený, musí byť tlak taký vysoký, aby bola najvyššia časť systému naplnená vodou a aby bol zabezpečený dostatočný pretlak (napr. 0,5 bar nad statickou výškou), aby sa zabezpečilo správne fungovanie systému.
Tlak v systéme
Tlak vo vykurovacom systéme nie je nikdy konštantný. Závisia to na jednej strane od teploty systému a na druhej strane od celkového prevádzkového stavu a nastavenia čerpadla.
prevádzkový tlak
Ak je čerpadlo zapnuté a ohrieva sa vykurovacia voda, rozširuje sa vykurovacia voda a zvyšuje sa tlak v uzavretom systéme. Ak by celý systém dosiahol maximálnu teplotu, dosiahol by sa najvyšší možný prevádzkový tlak. V praxi to však bude platiť len zriedka, pretože niektoré radiátory alebo vykurovacie plochy nie sú vždy potrebné.
Keď je čerpadlo zapnuté vo vykurovacom systéme, nastaví sa aktuálny prevádzkový tlak. Na porovnanie, v systéme pitnej vody sa pri otvorení kohútika nastaví okamžitý prevádzkový tlak.
forma
Tlak vzduchového vankúša v membránovej expanznej nádobe (MAG) sa nazýva predtlak. Predtlak by mal byť nad statickou úrovňou približne 0,2 až 0,3 baru. Ak je systém naplnený, do MAG sa vtlačí vodný uzáver a vzduchový vankúš sa stlačí pri prekročení predtlaku. V prevádzkovom stave sa do MAG pritláča pri zahrievaní ďalšia voda a pri ochladení sa vtláča späť do systému.
podtlak
Ak je napríklad vzduch z miestnosti odsávaný ventilátorom, vytvára sa tam podtlak. Dalo by sa to kompenzovať prúdením vzduchu z iných miestností alebo kĺbov.
Protitlak
Ak voda prúdiaca do otvorenej nádoby, napríklad do beztlakového ohrievača pitnej vody, nemôže voľne a nerušene prúdiť, vytvorí sa dynamický tlak. Dynamický tlak nesmie prekročiť tlak stanovený pre zásobník, inak by praskol.