Alt om ekspansionsbeholder til opvarmning: hvorfor er det nødvendigt, hvordan fungerer det, og hvordan man vælger en?

De fysiske egenskaber ved ethvert kølevæske tillader praktisk talt ikke denne væske at komprimere. Et forsøg på endda let at reducere lydstyrken fører straks til et skarpt hopp i pres. Vand udvides, når det opvarmes i området fra 20 til 90 ° C. Disse to egenskaber forklarer behovet for at afsætte plads i systemet til "indånding" af kølevæsken. En ekspansionsbeholder til opvarmning skal sikre en sikker og pålidelig drift af alle komponenter i konstruktionssystemet. Varigheden af ​​dets drift afhænger direkte af, om dette element blev korrekt valgt og installeret.

Typer af ekspansionsbeholdere og deres sammenligning

Forskellige typer ekspansionsbeholdere kan installeres i varmesystemet.

Åbn ekspansionsbeholdere

En åben ekspansionsbeholder er en åben tank, hvor du altid kan tilføje kølevæske. Det kræver ikke afspærringsventiler, en gummimembran og endda ikke et låg. Normalt "tilføjes" en spand gennem systemvæsken, selvom en vandhaner altid kan tages ud af vandforsyningen.

Driftsplanen for den åbne ekspansionsbeholder: 1 - tankenhed; 2 - kølemiddelniveau; 3 - koldt rør; 4 - downpipe; 5 - sikkerhedsventil; 6 - afspærringsventil; 7 - det højeste punkt i stigerøret på varmesystemets rør

For et par årtier siden blev åbne strukturer vidt brugt, der kompenserede for ændringen i kølevæskets volumen under naturlig cirkulation. Imidlertid konstant overvågning af væskeniveauet og dets "topping up", installationsproblemer på det øverste punkt, lavt tryk og metal korrosion - alt dette førte til, at lukkede systemer og tanke kom til forgrunden.

Lukkede ekspansionsbeholdere

Hvor kølemidlet cirkulerer pumpen, installerer de lukkede tanke, populært benævnt "membraner". Den er altid rødmalet og er strukturelt en forseglet beholder, hvori indvendigt er monteret en membran lavet af teknisk gummi. Men i de blå tanke, designet til at organisere varmt vandforsyning, bruges mindre holdbart madgummi.

Udvidelsestankens enhed er som følger: en membran i form af en cylinder eller membran opdeler tanken i to dele. Inert gas eller luft pumpes ind i den øverste, og den anden ledes for overskydende kølevæske.

Med stigende temperatur kommer det overskydende ekspanderende kølevæske ind i tanken. Luftkammerets volumen falder, og trykket i kammeret med luft stiger, hvilket bare kompenserer for det høje tryk i systemet. Når temperaturen på kølemidlet falder, observeres den omvendte proces.

Ved lav kølevæsketemperatur er tanken tom, og membranen optager det maksimale mulige volumen. Når den opvarmes, begynder væsken at fylde hulrummet mellem membranen og beholderen. Afkøling, kølemidlet komprimeres, og luft begynder at "skubbe" det tilbage i systemet

Varmesystemets lukkede ekspansionsbeholder kan udstyres med en flange (udskiftelig) eller ikke-udskiftelig membran. Den eneste, men betydelige fordel ved sidstnævnte type er dens lave omkostninger. Membranen er stift fast omkring omkredsen af ​​tanken. I udgangspositionen presses den til den indre overflade, det samme som gassen, der fyldte hele volumen. Hvis kølevæske kommer ind i ekspansionsbeholderen, øges trykket.

Når systemet starter, er der risiko for brud på membranen, da trykket stiger kraftigt. I fremtiden ændres målingerne på trykmåleren glat og udgør ikke en trussel for dens integritet.

For at forhindre beskadigelse af membranen i store rumfangs opvarmningssystemer styres trykket ved hjælp af en trykmåler. Sikkerhedsventilen aktiveres, når den maksimalt tilladte værdi nås. Normalt varierer det fra tre og en halv til fire barer til private hjem.

En flangeudvidelsestank har flere fordele:

• det maksimale tryk er meget større end for en tank med en ikke-udskiftelig membran;
• evnen til at udskifte membranen gennem flangen i tilfælde af skade eller brud;
• lodret og vandret udførelse af produkter. Dette giver flere overnatningsmuligheder i et lille kedelrum.

Hvad er bedre - åben eller lukket?

Hvis vi sammenligner de operationelle og forbrugers egenskaber ved åbne og lukkede typer, beviser følgende kendsgerninger fordelen ved sidstnævnte:

• en lukket tank transporteres ikke, det er derfor muligt at spare på rør;
• membrantanke har mindre samlede dimensioner;
• kølevæsken fra den lukkede tank fordampes ikke nøjagtigt;
• minimalt varmetab i modsætning til den åbne tank, der kræver yderligere isolering;
• beskyttelse af rør og systemkomponenter mod korrosion, som sikres ved mangel på luft;
• et lukket varmesystem kan fungere ved højt tryk, mens et åbent kun ved lavt;
• membranens driftsomkostninger lavere end omkostningerne ved en åben tank.

Men generelt vælger du selvfølgelig.

Før du køber en ekspansionsbeholder til opvarmning, skal du udføre de passende beregninger og designe systemet. Læs mere om dette i vores materiale:https://aquatech.tomathouse.com/da/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Tankposition i varmesystemet

Varmesystemets ekspansionsbeholder tjener til at kompensere for stigningen i kølevæskets volumen som et resultat af dets termiske ekspansion.

Hvis en tvungen cirkulation, er trykket ved enhedens forbindelsespunkt lig med det statiske tryk på dette punkt ved en given temperatur (reglen gælder kun, hvis der er en membran). Hvis vi antager, at det vil ændre sig, viser det sig, at i et lukket system optrådte en vis mængde væske intetsteds. Dette er i modstrid med sund fornuft.

Et åbent varmesystem er et kar, der har en kompleks form med specifik konvektionsstrømme. Alle knudepunkter skal give en hurtig stigning af det varme kølevæske til det øverste punkt og dets efterfølgende tyngdekraft drænes gennem radiatorer ind i kedlen. Desuden bør systemets design ikke hindre bevægelsen af ​​luftbobler op.

I dette tilfælde er ekspansionsbeholderen altid placeret på det højeste punkt i en-rørssystemet, normalt øverst på boostermanifolden.

Beregning af volumen på ekspansionsbeholderens opvarmning

Der er flere måder at bestemme udvidelsestankens volumen. For det første tilbyder adskillige designkontorer og individuelle specialister deres tjenester.De bruger speciel software til beregninger, som giver dig mulighed for at tage hensyn til alle faktorer, der påvirker den stabile drift af varmesystemet. Alt dette er selvfølgelig vidunderligt, men dyrt.

For det andet kan du uafhængigt beregne ekspansionsbeholderen i henhold til formlerne. Her skal du være særlig forsigtig, da den mindste fejl kan markant forvrænge de endelige værdier. Alt tages i betragtning: volumen på varmesystemet, typen af ​​kølemiddel og dets fysiske egenskaber, tryk.

For det tredje kan du bruge online-regnemaskiner til at udføre beregninger. I dette tilfælde er det dog bedre at dobbeltkontrol af resultaterne på flere ressourcer for at udelukke muligheden for forkert sideoperation.

For det fjerde kan du estimere med øjet - varmesystemets specifikke kapacitet er lig med 15 l / kW. Dette er vejledende tal. Denne metode er kun egnet på et feasibility-studie. Umiddelbart før købet foretages nødvendigvis mere nøjagtige beregninger.

Metode nr. 1 - beregning efter formler

Den grundlæggende formel til beregningen er som følger:

hvor C er det totale volumen af ​​kølemiddel i varmesystemet, l;
Pa min - justering (initialt) absolut tryk i ekspansionsbeholderen, bar;
Pa max - maksimum (grænse) absolut tryk, som er muligt i ekspansionsbeholderen, bar.

Ved beregning af det samlede volumen af ​​varmesystemet tages alle rør og radiatorer, gulvvarme og kedlen samt andre elementer i betragtning. Omtrentlige værdier vises i tabellen:

Bemærk:
* uden at tage højde for mængden af ​​akkumulerende væsker
** gennemsnits værdi.

Tabellen viser værdierne for koefficienten ß - en indikator for den termiske ekspansion af kølemidlet, der svarer til den maksimale temperaturforskel i det arbejds- og ikke-arbejdssystem.

Nu beregner vi Pa min og Pa max efter formlerne:

Den første formel beregner det absolutte justeringstryk (h2 erstattes med et minustegn, når tanken er placeret under indsættelsespunktet). Den anden formel bestemmer det absolutte maksimale mulige tryk i ekspansionsbeholderen.

Metode nr. 2 - online lommeregner til beregning

For at beregne lydstyrken på ekspansionsbeholderen kan du bruge onlinelommeregneren. Der er mange af dem.

* - det er bedre at tage det mest nøjagtige tal. Hvis der ikke er data, er 1 kW effekt lig med 15 l;
** - skal svare til det statiske tryk i varmesystemet (0,5 bar = 5 m);
*** - dette er trykket, hvorpå sikkerhedsventilen aktiveres.

Denne teknik er meget forenklet og er kun egnet til beregning af individuelle varmesystemer. Trin for trin analyserer vi skemaet ved hjælp af et specifikt eksempel:

1. vi bestemmer typen af ​​kølevæske: i dette tilfælde er det vand. Koefficienten for dens termiske ekspansion er 0,034 ved en temperatur på 85 ° C;
2. vi beregner mængden af ​​kølevæske i systemet. F.eks. For en 40 kW kedel vil vandmængden være 600 liter (15 liter pr. 1 kW strøm). Det er muligt, og dette vil være et mere præcist tal, at opsummere mængden af ​​kølemiddel i kedlen, rørene og radiatorerne (hvis sådanne data er tilgængelige);
3. det maksimalt tilladte tryk i systemet indstilles af den tærskelværdi, hvorpå sikkerhedsventilen aktiveres;
4. opladningstryk (initial) af ekspansionsbeholderen kan være større end eller lig med (men i intet tilfælde ikke mindre end) det hydrostatiske tryk i varmesystemet ved indsættelsespunktet af membranen;
5. ekspansionsvolumen (V) beregnes med formlen V = (C * ß) / (1- (Pmin / Pmax));
6. afrund det estimerede volumen op (dette vil ikke påvirke systemet på nogen måde).

Udvidelsestanken er valgt for at kompensere for dette beregnede volumen (se tabel):

Ekspansionsbeholderens kølevæskefyldningsfaktor bestemmes i henhold til tabellen baseret på en kombination af maksimale og indledende trykværdier. Yderligere multipliceres det beregnede volumen med en koefficient, og det resulterende tal er det anbefalede volumen af ​​membranen

Membranekspansionsbeholdere kan bruges, når man installerer et lukket varmesystem. Læs om det i vores næste artikel:https://aquatech.tomathouse.com/da/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Sidste par tip

Et vigtigt kriterium for valg af en ekspansionsbeholder er indstillingen af ​​sikkerhedsventilen (sikkerhedsventilen), som er et obligatorisk element for ekspansionsenheden (SP 41-101-95 "Design af varmepunkter"). Tærskelværdien, hvorefter beskyttelsen udløses, er 10% højere end acceptabel for systemets "svageste led" (sådanne indstillinger tager højde for forskellen i højden på membranen og ventilen).

For at kunne kontrollere det maksimalt tilladte tryk i systemet, foretrækkes ventiler med mulighed for justering. En obligatorisk krav om alle sådanne beskyttelsesanordninger er tilstedeværelsen af ​​en ”detonation” indretning (tvungen åbning). Det giver dig mulighed for med jævne mellemrum at kontrollere ventilens betjeningsevne og forhindre klæbning af ventilen.

Valget af ekspansionsbeholder udføres under hensyntagen til membranens (membranens) kvalitet, modstand mod diffusion og driftsegenskaber, området for driftstemperaturer og levetid. Sørg for at tærskelværdierne i kedlen og tanken stemmer overens, og kontroller også, at membranen opfylder sikkerhed og kvalitetskrav for sådanne enheder.