Wszystko o zbiorniku wyrównawczym do ogrzewania: dlaczego jest potrzebny, jak działa i jak go wybrać?

Fizyczne właściwości jakiegokolwiek płynu chłodzącego praktycznie nie pozwalają na ściskanie tego płynu. Próba nawet nieznacznego zmniejszenia głośności natychmiast prowadzi do gwałtownego skoku ciśnienia. Woda podgrzana w zakresie od 20 do 90 ° C rozszerza się. Te dwie właściwości wyjaśniają potrzebę przydzielenia miejsca w systemie na „oddychanie” chłodziwa. Zbiornik wyrównawczy do ogrzewania musi zapewniać bezpieczne i niezawodne działanie wszystkich elementów systemu inżynierskiego. Czas jego działania zależy bezpośrednio od tego, czy ten element został poprawnie wybrany i zainstalowany.

Rodzaje zbiorników wyrównawczych i ich porównanie

W systemie grzewczym można zainstalować różne typy zbiorników wyrównawczych.

Otwarte zbiorniki wyrównawcze

Otwarty zbiornik wyrównawczy to otwarty zbiornik, do którego zawsze można dodawać chłodziwo. Nie wymaga zaworów odcinających, gumowej membrany, a nawet osłony. Zwykle wiadro przez nie jest „dodawane” do cieczy systemowej, chociaż zawsze można wyjąć kran z wody.

Schemat działania otwartego zbiornika wyrównawczego: 1 - korpus zbiornika; 2 - poziom płynu chłodzącego; 3 - zimna rura; 4 - rura spustowa; 5 - zawór bezpieczeństwa; 6 - zawór odcinający; 7 - najwyższy punkt w pionie rury instalacji grzewczej

Kilka dekad temu szeroko stosowano otwarte struktury, które kompensowały zmianę objętości chłodziwa podczas naturalnego obiegu. Jednak ciągłe monitorowanie poziomu cieczy i jej „uzupełnianie”, trudności instalacyjne w górnym punkcie, niskie ciśnienie i korozja metali - wszystko to doprowadziło do wysunięcia się na pierwszy plan zamkniętych systemów i zbiorników.

Zamknięte zbiorniki wyrównawcze

Tam, gdzie płyn chłodzący krąży w pompie, instalują zamknięte zbiorniki, popularnie zwane „membranami”. Jest zawsze pomalowany na czerwono i jest strukturalnie zamkniętym pojemnikiem, wewnątrz którego zainstalowana jest membrana wykonana z gumy technicznej. Ale w niebieskich zbiornikach, zaprojektowanych do organizowania zaopatrzenia w ciepłą wodę, używana jest mniej trwała guma spożywcza.

Urządzenie zbiornika wyrównawczego jest następujące: membrana w postaci cylindra lub membrany dzieli zbiornik na dwie części. Gaz obojętny lub powietrze jest pompowany do górnego, a drugi jest kierowany do nadmiaru chłodziwa.

Wraz ze wzrostem temperatury nadmiar rozszerzającego się płynu chłodzącego dostaje się do zbiornika. Objętość komory powietrznej zmniejsza się, a ciśnienie w komorze wraz z powietrzem wzrasta, co tylko kompensuje wysokie ciśnienie w układzie. Wraz ze spadkiem temperatury chłodziwa obserwuje się proces odwrotny.

Przy niskiej temperaturze płynu chłodzącego zbiornik jest pusty, a membrana zajmuje maksymalną możliwą objętość. Po podgrzaniu ciecz zaczyna wypełniać wnękę między membraną a pojemnikiem. Podczas schładzania chłodziwo jest sprężane, a powietrze zaczyna „wypychać” go z powrotem do układu

Zamknięty zbiornik wyrównawczy instalacji grzewczej może być wyposażony w kołnierz (wymienny) lub niewymienny. Jedyną, ale znaczącą zaletą tego drugiego typu jest jego niski koszt. Membrana jest sztywno zamocowana na obwodzie zbiornika. W pozycji początkowej jest dociskany do wewnętrznej powierzchni, tak samo jak gaz wypełnia całą objętość. Jeśli płyn chłodzący dostanie się do zbiornika wyrównawczego, ciśnienie wzrasta.

Podczas uruchamiania systemu istnieje ryzyko pęknięcia membrany, ponieważ ciśnienie gwałtownie rośnie. W przyszłości odczyty manometru zmieniają się płynnie i nie stanowią zagrożenia dla jego integralności.

Aby zapobiec uszkodzeniu membrany, w dużych systemach grzewczych ciśnienie jest monitorowane za pomocą manometru. Zawór bezpieczeństwa jest aktywowany po osiągnięciu maksymalnej dopuszczalnej wartości. Zwykle waha się od trzech i pół do czterech barów w domach prywatnych.

Kołnierzowy zbiornik wyrównawczy ma kilka zalet:

• maksymalne ciśnienie jest znacznie większe niż ciśnienie w zbiorniku z niewymienną membraną;
• możliwość wymiany membrany przez kołnierz w przypadku uszkodzenia lub pęknięcia;
• pionowe i poziome wykonanie produktów. Daje to więcej możliwości zakwaterowania w małej kotłowni.

Co jest lepsze - otwarte czy zamknięte?

Jeśli porównamy właściwości operacyjne i konsumenckie typów otwartych i zamkniętych, wówczas następujące fakty dowodzą ich zalet:

• zamknięty zbiornik nie jest przenoszony, dlatego można zaoszczędzić na rurach;
• zbiorniki membranowe mają mniejsze wymiary ogólne;
• płyn chłodzący z zamkniętego zbiornika nie wyparuje dokładnie;
• minimalna utrata ciepła, w przeciwieństwie do otwartego zbiornika wymagającego dodatkowej izolacji;
• ochrona rur i elementów systemu przed korozją, co zapewnia brak powietrza;
• zamknięty system grzewczy może działać przy wysokim ciśnieniu, a otwarte ogrzewanie tylko przy niskim;
• koszty operacyjne przepony niższe niż w przypadku otwartego zbiornika.

Ale ogólnie rzecz biorąc, oczywiście - wybierasz.

Przed zakupem zbiornika wyrównawczego do ogrzewania należy wykonać odpowiednie obliczenia i zaprojektować system. Przeczytaj więcej na ten temat w naszym materiale:https://aquatech.tomathouse.com/pl/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Pozycja zbiornika w systemie grzewczym

Zbiornik wyrównawczy systemu grzewczego służy do kompensacji wzrostu objętości płynu chłodzącego w wyniku jego rozszerzalności cieplnej.

Gdyby wymuszony obieg, wówczas ciśnienie w punkcie przyłączenia urządzenia jest równe ciśnieniu statycznemu w tym punkcie w danej temperaturze (reguła ma zastosowanie tylko wtedy, gdy jest jedna membrana). Zakładając, że się zmienia, okazuje się, że w zamkniętym układzie pewna ilość cieczy pojawiła się znikąd. Jest to sprzeczne ze zdrowym rozsądkiem.

Otwarty system grzewczy to naczynie o złożonym kształcie ze specyficznymi przepływami konwekcyjnymi. Wszystkie węzły muszą zapewnić szybki wzrost gorącego nośnika ciepła do górnego punktu, a następnie grawitacyjne odprowadzenie przez grzejniki do kotła. Ponadto konstrukcja systemu nie powinna utrudniać ruchu pęcherzyków powietrza w górę.

W takim przypadku zbiornik wyrównawczy znajduje się zawsze w najwyższym punkcie układu jednorurowego, z reguły na górze kolektora wspomagającego.

Obliczanie objętości ogrzewania zbiornika wyrównawczego

Istnieje kilka sposobów określania objętości zbiornika wyrównawczego. Po pierwsze, liczne biura projektowe i indywidualni specjaliści oferują swoje usługi.Korzystają ze specjalnego oprogramowania do obliczeń, które pozwala wziąć pod uwagę wszystkie czynniki wpływające na stabilną pracę systemu grzewczego. To wszystko oczywiście wspaniałe, ale drogie.

Po drugie, możesz niezależnie obliczyć zbiornik wyrównawczy zgodnie ze wzorami. Tutaj musisz zachować szczególną ostrożność, ponieważ najmniejszy błąd może znacznie zniekształcić ostateczne wartości. Wszystko jest brane pod uwagę: objętość systemu grzewczego, rodzaj chłodziwa i jego właściwości fizyczne, ciśnienie.

Po trzecie, do obliczeń można użyć kalkulatorów internetowych. To prawda, że ​​w takim przypadku lepiej jest dwukrotnie sprawdzić wyniki w kilku zasobach, aby wykluczyć możliwość nieprawidłowego działania strony.

Po czwarte, można oszacować na podstawie wzroku - pojemność właściwa systemu grzewczego wynosi 15 l / kW. Są to wartości orientacyjne. Ta metoda jest odpowiednia tylko na etapie studium wykonalności. Bezpośrednio przed zakupem konieczne są dokładniejsze obliczenia.

Metoda nr 1 - obliczanie według wzorów

Podstawowa formuła obliczania jest następująca:

gdzie C jest całkowitą objętością chłodziwa w systemie grzewczym, l;
Pa min - regulacja (początkowa) ciśnienia bezwzględnego w zbiorniku wyrównawczym, bar;
Pa max - maksymalne (dopuszczalne) ciśnienie bezwzględne, które jest możliwe w zbiorniku wyrównawczym, bar.

Przy obliczaniu całkowitej objętości systemu grzewczego bierze się pod uwagę wszystkie rury i grzejniki, ogrzewanie podłogowe i kocioł, a także inne elementy. Przybliżone wartości pokazano w tabeli:

Uwaga:
* bez uwzględnienia objętości gromadzących się płynów;
** Średnia wartość.

Tabela pokazuje wartości współczynnika βt - wskaźnika rozszerzalności cieplnej chłodziwa, które odpowiadają maksymalnej różnicy temperatur w pracujących i niedziałających systemach.

Teraz obliczamy Pa min i Pa max zgodnie ze wzorami:

Pierwsza formuła oblicza bezwzględne ciśnienie regulacyjne (h2 jest zastępowane znakiem minus, gdy zbiornik znajduje się poniżej punktu wstawienia). Drugi wzór określa absolutne maksymalne możliwe ciśnienie w zbiorniku wyrównawczym.

Metoda nr 2 - kalkulator online do obliczeń

Aby obliczyć objętość zbiornika wyrównawczego, można użyć kalkulatora on-line. Dużo ich.

* - lepiej jest wziąć najdokładniejszą liczbę. Jeśli nie ma danych, 1 kW mocy jest równy 15 l;
** - musi być równy ciśnieniu statycznemu systemu grzewczego (0,5 bar = 5 m);
*** - to ciśnienie, przy którym aktywowany jest zawór bezpieczeństwa.

Ta technika jest znacznie uproszczona i nadaje się tylko do obliczania poszczególnych systemów grzewczych. Krok po kroku przeanalizujemy schemat na konkretnym przykładzie:

1. określamy rodzaj chłodziwa: w tym przypadku jest to woda. Współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi 0,034 w temperaturze 85 ° C;
2. obliczamy objętość płynu chłodzącego w systemie. Na przykład w przypadku kotła o mocy 40 kW ilość wody wyniesie 600 litrów (15 litrów na 1 kW mocy). Możliwe jest, i będzie to dokładniejsza liczba, podsumowanie objętości płynu chłodzącego w kotle, rurach i grzejnikach (jeśli takie dane są dostępne);
3. maksymalne dopuszczalne ciśnienie w układzie jest ustalane na podstawie wartości progowej, przy której następuje zadziałanie zaworu bezpieczeństwa;
4. ciśnienie ładowania (początkowe) zbiornika wyrównawczego może być większe lub równe (ale w żadnym wypadku nie mniejsze) ciśnieniu hydrostatycznemu systemu grzewczego w miejscu wprowadzenia membrany;
5. objętość rozszerzania (V) oblicza się ze wzoru V = (C * βt) / (1- (Pmin / Pmax));
6. zaokrąglić szacunkową głośność w górę (nie wpłynie to w żaden sposób na system).

Zbiornik wyrównawczy jest wybrany tak, aby skompensować obliczoną objętość (patrz tabela):

Współczynnik wypełnienia chłodziwa w zbiorniku wyrównawczym określa się zgodnie z tabelą na podstawie kombinacji wartości maksymalnego i ciśnienia początkowego. Następnie obliczoną objętość mnoży się przez współczynnik, a wynikowa liczba jest zalecaną objętością membrany

Membranowe zbiorniki wyrównawcze mogą być używane podczas instalowania zamkniętego systemu grzewczego. Przeczytaj o tym w naszym następnym artykule:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Kilka ostatnich wskazówek

Ważnym kryterium wyboru zbiornika wyrównawczego jest ustawienie zaworu bezpieczeństwa (zaworu bezpieczeństwa), który jest obowiązkowym elementem jednostki rozprężnej (SP 41-101-95 „Projektowanie punktów grzewczych”). Wartość progowa, po której następuje zadziałanie zabezpieczenia, jest o 10% wyższa niż dopuszczalna dla „najsłabszego ogniwa” systemu (takie ustawienia uwzględniają różnicę wysokości membrany i zaworu).

Aby móc kontrolować maksymalne dopuszczalne ciśnienie w systemie, preferuj regulowane zawory. Obowiązkowym wymogiem dla wszystkich takich urządzeń ochronnych jest obecność urządzenia „detonacyjnego” (wymuszone otwarcie). Umożliwia okresowe sprawdzanie działania zaworu i zapobieganie przywieraniu zaworu.

Wybór naczynia wzbiorczego odbywa się z uwzględnieniem jakości, odporności na dyfuzję i właściwości operacyjnych membrany (membrany), zakresu temperatur roboczych i żywotności. Upewnij się, że wartości progowe ciśnienia w kotle i zbiorniku są zgodne, a także sprawdź, czy membrana spełnia wymagania bezpieczeństwa i jakości dla takich urządzeń.