Alles über den Ausgleichsbehälter zum Heizen: Warum wird er benötigt, wie funktioniert er und wie wählt man einen aus?

Die physikalischen Eigenschaften eines Kühlmittels lassen diese Flüssigkeit praktisch nicht komprimieren. Der Versuch, die Lautstärke auch nur geringfügig zu reduzieren, führt sofort zu einem starken Drucksprung. Wasser dehnt sich aus, wenn es im Bereich von 20 bis 90 ° C erhitzt wird. Diese beiden Eigenschaften erklären die Notwendigkeit, im System Platz für das "Atmen" des Kühlmittels bereitzustellen. Ein Ausgleichsbehälter zum Heizen muss den sicheren und zuverlässigen Betrieb aller Komponenten des technischen Systems gewährleisten. Die Betriebsdauer hängt direkt davon ab, ob dieses Element richtig ausgewählt und installiert wurde.

Arten von Ausdehnungsgefäßen und deren Vergleich

In das Heizsystem können verschiedene Arten von Ausdehnungsgefäßen eingebaut werden.

Ausdehnungsgefäße öffnen

Ein offener Ausgleichsbehälter ist ein offener Behälter, in den Sie jederzeit Kühlmittel einfüllen können. Es sind keine Absperrventile, eine Gummimembran und sogar eine Abdeckung erforderlich. Normalerweise wird der Systemflüssigkeit ein Eimer hinzugefügt, obwohl immer ein Wasserhahn aus der Wasserversorgung entnommen werden kann.

Das Betriebsschema des offenen Ausgleichsbehälters: 1 - Tankkörper; 2 - Kühlmittelstand; 3 - kaltes Rohr; 4 - Fallrohr; 5 - Sicherheitsventil; 6 - Absperrventil; 7 - der höchste Punkt im Steigrohr des Heizungsrohrs

Vor einigen Jahrzehnten wurden häufig offene Strukturen verwendet, die die Änderung des Kühlmittelvolumens während der natürlichen Zirkulation kompensierten. Die ständige Überwachung des Flüssigkeitsstands und seines „Nachfüllens“, Installationsschwierigkeiten am oberen Punkt, niedriger Druck und Metallkorrosion - all dies führte dazu, dass geschlossene Systeme und Tanks in den Vordergrund traten.

Geschlossene Ausdehnungsgefäße

Wo das Kühlmittel die Pumpe zirkuliert, installieren sie geschlossene Tanks, die im Volksmund als "Membranen" bezeichnet werden. Es ist immer rot gestrichen und strukturell ein versiegelter Behälter, in dessen Inneren eine Membran aus technischem Gummi eingebaut ist. In den blauen Tanks zur Organisation der Warmwasserversorgung wird jedoch weniger haltbarer Lebensmittelgummi verwendet.

Die Vorrichtung des Ausgleichsbehälters ist wie folgt: Eine Membran in Form eines Zylinders oder einer Membran teilt den Behälter in zwei Teile. Inertgas oder Luft wird in das obere gepumpt, und das andere wird für überschüssiges Kühlmittel umgeleitet.

Mit zunehmender Temperatur tritt das überschüssige expandierende Kühlmittel in den Tank ein. Das Volumen der Luftkammer nimmt ab und der Druck in der Kammer mit der Luft nimmt zu, was nur den hohen Druck im System kompensiert. Bei einer Abnahme der Kühlmitteltemperatur wird der umgekehrte Vorgang beobachtet.

Bei niedriger Kühlmitteltemperatur ist der Tank leer und die Membran nimmt das maximal mögliche Volumen ein. Beim Erhitzen beginnt die Flüssigkeit, den Hohlraum zwischen der Membran und dem Behälter zu füllen. Beim Abkühlen wird das Kühlmittel komprimiert und Luft beginnt, es zurück in das System zu „drücken“

Der geschlossene Ausgleichsbehälter des Heizsystems kann mit einem Flansch (austauschbar) oder einer nicht austauschbaren Membran ausgestattet sein. Der einzige, aber wesentliche Vorteil des letzteren Typs sind seine geringen Kosten. Die Membran ist starr um den Umfang des Tanks herum befestigt. In der Ausgangsposition wird es auf die Innenfläche gedrückt, genauso wie das Gas das gesamte Volumen füllte. Wenn das Kühlmittel in den Ausgleichsbehälter gelangt, steigt der Druck an.

Wenn das System startet, besteht die Gefahr eines Bruchs der Membran, da der Druck stark ansteigt. In Zukunft ändern sich die Messwerte am Manometer reibungslos und gefährden dessen Integrität nicht.

Um eine Beschädigung der Membran zu vermeiden, wird bei großvolumigen Heizsystemen der Druck mit einem Manometer überwacht. Das Sicherheitsventil wird aktiviert, wenn der maximal zulässige Wert erreicht ist. Normalerweise reicht es von dreieinhalb bis vier Bars für Privathäuser.

Der Flanschausgleichsbehälter hat mehrere Vorteile:

• Der maximale Druck ist viel größer als der eines Tanks mit einer nicht austauschbaren Membran.
• die Fähigkeit, die Membran im Falle einer Beschädigung oder eines Bruchs durch den Flansch zu ersetzen;
• vertikale und horizontale Ausführung von Produkten. Dies gibt mehr Unterkunftsmöglichkeiten in einem kleinen Heizraum.

Was ist besser - offen oder geschlossen?

Wenn wir die Betriebs- und Verbrauchereigenschaften offener und geschlossener Typen vergleichen, beweisen die folgenden Tatsachen den Vorteil des letzteren:

• Ein geschlossener Tank wird nicht befördert, daher können Rohre eingespart werden.
• Membrantanks kleinere Gesamtabmessungen haben;
• Das Kühlmittel aus dem geschlossenen Tank verdunstet nicht genau.
• minimaler Wärmeverlust im Gegensatz zum offenen Tank, der eine zusätzliche Isolierung erfordert;
• Schutz von Rohren und Systemkomponenten vor Korrosion, die durch Luftmangel gewährleistet ist;
• Ein geschlossenes Heizsystem kann bei hohem Druck betrieben werden, während ein offenes nur bei niedrigem Druck betrieben wird.
• Betriebskosten der Membran niedriger als bei einem offenen Tank.

Aber im Allgemeinen natürlich - Sie wählen.

Vor dem Kauf eines Ausgleichsbehälters zum Heizen müssen Sie die entsprechenden Berechnungen durchführen und das System entwerfen. Lesen Sie mehr dazu in unserem Material:https://aquatech.tomathouse.com/de/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

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Tankposition im Heizsystem

Der Ausdehnungsgefäß des Heizsystems dient dazu, die Zunahme des Kühlmittelvolumens infolge seiner Wärmeausdehnung auszugleichen.

Wenn ZwangsumlaufDann ist der Druck am Anschlusspunkt des Geräts gleich dem statischen Druck an diesem Punkt bei einer bestimmten Temperatur (die Regel gilt nur, wenn eine Membran vorhanden ist). Wenn wir davon ausgehen, dass sich dies ändern wird, stellt sich heraus, dass in einem geschlossenen System eine bestimmte Menge Flüssigkeit aus dem Nichts aufgetaucht ist. Dies widerspricht dem gesunden Menschenverstand.

Ein offenes Heizsystem ist ein Gefäß mit einer komplexen Form und spezifischen Konvektionsströmen. Alle Knoten müssen einen schnellen Anstieg des heißen Wärmeträgers zum oberen Punkt und eine anschließende Schwerkraftentleerung durch Heizkörper in den Kessel gewährleisten. Darüber hinaus sollte das Design des Systems die Bewegung von Luftblasen nicht behindern.

In diesem Fall befindet sich der Ausgleichsbehälter immer am höchsten Punkt des Einrohrsystems, normalerweise oben am Booster-Verteiler.

Berechnung des Volumens der Ausgleichsbehälterheizung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Volumen des Ausgleichsbehälters zu bestimmen. Zum einen bieten zahlreiche Designbüros und einzelne Spezialisten ihre Dienste an.Sie verwenden spezielle Berechnungssoftware, mit der Sie alle Faktoren berücksichtigen können, die den stabilen Betrieb des Heizungssystems beeinflussen. Das ist natürlich alles wunderbar, aber teuer.

Zweitens ist es möglich, den Ausgleichsbehälter unabhängig nach den Formeln zu berechnen. Hier ist besonders vorsichtig zu sein, da der kleinste Fehler die Endwerte erheblich verzerren kann. Alles wird berücksichtigt: das Volumen des Heizsystems, die Art des Kühlmittels und seine physikalischen Eigenschaften, der Druck.

Drittens können Sie Online-Rechner verwenden, um Berechnungen durchzuführen. In diesem Fall ist es besser, die Ergebnisse auf mehreren Ressourcen zu überprüfen, um die Möglichkeit eines fehlerhaften Seitenbetriebs auszuschließen.

Viertens können Sie mit dem Auge abschätzen - die spezifische Leistung des Heizungssystems beträgt 15 l / kW. Dies sind Richtwerte. Diese Methode eignet sich nur im Stadium einer Machbarkeitsstudie. Unmittelbar vor dem Kauf werden notwendigerweise genauere Berechnungen durchgeführt.

Methode 1 - Berechnung nach Formeln

Die Grundformel für die Berechnung lautet wie folgt:

wobei C das Gesamtvolumen des Kühlmittels im Heizsystem ist, l;
Pa min - Einstellen des (anfänglichen) Absolutdrucks im Ausgleichsbehälter, bar;
Pa max - maximaler (Grenz-) Absolutdruck, der im Ausgleichsbehälter möglich ist, bar.

Bei der Berechnung des Gesamtvolumens des Heizungssystems werden alle Rohre und Heizkörper, die Fußbodenheizung und der Kessel sowie andere Elemente berücksichtigt. Die ungefähren Werte sind in der Tabelle aufgeführt:

Hinweis:
* ohne Berücksichtigung des Volumens der sich ansammelnden Flüssigkeiten;
** Durchschnittswert.

Die Tabelle zeigt die Werte des Koeffizienten βt - ein Indikator für die Wärmeausdehnung des Kühlmittels, die der maximalen Temperaturdifferenz in arbeitenden und nicht arbeitenden Systemen entsprechen.

Nun berechnen wir Pa min und Pa max nach den Formeln:

Die erste Formel berechnet den absoluten Einstelldruck (h2 wird durch ein Minuszeichen ersetzt, wenn sich der Tank unterhalb der Einfügemarke befindet). Die zweite Formel bestimmt den absolut maximal möglichen Druck im Ausgleichsbehälter.

Methode 2 - Online-Rechner zur Berechnung

Um das Volumen des Ausgleichsbehälters zu berechnen, können Sie den Online-Rechner verwenden. Es gibt viele von ihnen.

* - Es ist besser, die genaueste Zahl zu nehmen. Wenn keine Daten vorliegen, beträgt 1 kW Leistung 15 l;
** - muss dem statischen Druck der Heizungsanlage entsprechen (0,5 bar = 5 m);
*** - Dies ist der Druck, bei dem das Sicherheitsventil aktiviert wird.

Diese Technik ist stark vereinfacht und eignet sich nur zur Berechnung einzelner Heizsysteme. Schritt für Schritt analysieren wir das Schema anhand eines konkreten Beispiels:

1. Wir bestimmen die Art des Kühlmittels: In diesem Fall ist es Wasser. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 0,034 bei einer Temperatur von 85 ° C;
2. Wir berechnen das Kühlmittelvolumen im System. Bei einem 40-kW-Kessel beträgt das Wasservolumen beispielsweise 600 Liter (15 Liter pro 1 kW Leistung). Es ist möglich, und dies ist eine genauere Zahl, das Kühlmittelvolumen im Kessel, in den Rohren und in den Heizkörpern zusammenzufassen (sofern solche Daten verfügbar sind).
3. Der maximal zulässige Druck im System wird durch den Schwellenwert festgelegt, bei dem das Sicherheitsventil aktiviert wird.
4. Der Ladedruck (anfänglich) des Ausgleichsbehälters kann größer oder gleich (aber in keinem Fall nicht kleiner als) dem hydrostatischen Druck des Heizsystems am Punkt des Einführens der Membran sein.
5. Das Expansionsvolumen (V) wird berechnet durch die Formel V = (C * βt) / (1- (Pmin / Pmax));
6. Wir runden das geschätzte Volumen auf (dies hat keinerlei Auswirkungen auf das System).

Der Ausgleichsbehälter wird so ausgewählt, dass dieses berechnete Volumen ausgeglichen wird (siehe Tabelle):

Der Kühlmittelfüllfaktor des Ausgleichsbehälters wird anhand der Tabelle anhand einer Kombination der Maximal- und Anfangsdruckwerte ermittelt. Ferner wird das berechnete Volumen mit einem Koeffizienten multipliziert und die resultierende Zahl ist das empfohlene Volumen der Membran

Bei der Installation eines geschlossenen Heizsystems können Membranexpansionsbehälter verwendet werden. Lesen Sie darüber in unserem nächsten Artikel:https://aquatech.tomathouse.com/de/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Letzte Tipps

Ein wichtiges Kriterium für die Auswahl eines Ausgleichsbehälters ist die Einstellung des Sicherheitsventils (Sicherheitsventil), das für die Ausdehnungseinheit obligatorisch ist (SP 41-101-95 "Auslegung der Heizpunkte"). Der Schwellenwert, nach dem der Schutz ausgelöst wird, ist 10% höher als der für das "schwächste Glied" des Systems akzeptable Wert (solche Einstellungen berücksichtigen den Unterschied in der Höhe der Membran und des Ventils).

Um den maximal zulässigen Druck im System steuern zu können, bevorzugen Sie einstellbare Ventile. Eine zwingende Anforderung für alle derartigen Schutzvorrichtungen ist das Vorhandensein einer "Detonations" -Einrichtung (erzwungenes Öffnen). Sie können die Funktionsfähigkeit des Ventils regelmäßig überprüfen und ein Anhaften des Ventils verhindern.

Die Auswahl des Ausdehnungsgefäßes erfolgt unter Berücksichtigung der Qualität, des Diffusionswiderstands und der Betriebseigenschaften der Membran (Membran), des Betriebstemperaturbereichs und der Lebensdauer. Stellen Sie sicher, dass die Schwellendruckwerte im Kessel und im Tank übereinstimmen, und stellen Sie sicher, dass die Membran die Sicherheits- und Qualitätsanforderungen für solche Einheiten erfüllt.