Alt om ekspansjonstanken for oppvarming: hvorfor er den nødvendig, hvordan fungerer den og hvordan velge den?

De fysiske egenskapene til kjølevæske praktisk talt lar ikke væsken komprimere. Et forsøk på å til og med redusere volumet fører umiddelbart til et kraftig trykkhopp. Vann utvides når det varmes opp i området fra 20 til 90 ° C. Disse to egenskapene forklarer behovet for å tildele plass i systemet for å "puste" kjølevæsken. En ekspansjonstank for oppvarming må sikre en sikker og pålitelig drift av alle komponenter i ingeniørsystemet. Varigheten av driften avhenger direkte av om dette elementet ble valgt og installert riktig.

Typer ekspansjonstanker og deres sammenligning

Ulike typer ekspansjonstanker kan installeres i varmesystemet.

Åpne ekspansjonstanker

En åpen ekspansjonstank er en åpen tank der du alltid kan tilsette kjølevæske. Det krever ikke avstengningsventiler, en gummimembran og til og med ikke et deksel. Vanligvis blir en bøtte gjennom den "lagt" til systemvæsken, selv om en vannkran alltid kan fjernes fra vannforsyningen.

Driftsplanen for den åpne ekspansjonstanken: 1 - karosseri; 2 - kjølevæskenivå; 3 - kaldt rør; 4 - nedløpsrør; 5 - sikkerhetsventil; 6 - avstengningsventil; 7 - det høyeste punktet i stigerøret på røret til varmesystemet

For noen tiår siden ble åpne strukturer mye brukt som kompenserte for endringen i volumet av kjølevæsken under naturlig sirkulasjon. Imidlertid konstant overvåking av væskenivået og dets "påfylling", installasjonsvansker på toppunktet, lavt trykk og metallkorrosjon - alt dette førte til at vi kom til forgrunnen for lukkede systemer og tanker.

Lukkede ekspansjonstanker

Der kjølevæsken sirkulerer pumpen, installerer de lukkede tanker, populært referert til som "membraner." Den er alltid rødmalt og er strukturelt sett en forseglet beholder, hvor innsiden er installert en membran laget av teknisk gummi. Men i de blå tankene, designet for å organisere varmtvannsforsyning, brukes mindre holdbar matgummi.

Utstyret til ekspansjonstanken er som følger: en membran i form av en sylinder eller membran deler tanken i to deler. Inert gass eller luft pumpes inn i den øvre, og den andre blir ledet for overflødig kjølevæske.

Med økende temperatur kommer det overskytende ekspanderende kjølevæsken inn i tanken. Volumet av luftkammeret synker, og trykket i kammeret med luft øker, noe som bare kompenserer for høyt trykk i systemet. Med en nedgang i temperaturen på kjølevæsken observeres den omvendte prosessen.

Ved lav kjølevæsketemperatur er tanken tom, og membranen opptar maksimalt volum. Ved oppvarming begynner væsken å fylle hulrommet mellom membranen og beholderen. Kjølevæsken komprimeres, og luft begynner å "skyve" den tilbake i systemet

Den lukkede ekspansjonstanken på varmesystemet kan utstyres med en flens (utskiftbar) eller ikke utskiftbar membran. Den eneste, men betydelige fordelen med sistnevnte type er dens lave kostnader. Membranen er stivt festet rundt omkretsen av tanken. I startposisjonen presses den til den indre overflaten, den samme som gassen fylte hele volumet. Når kjølevæsken kommer inn i ekspansjonstanken øker trykket.

Når systemet starter, er det fare for brudd på mellomgulvet, da trykket stiger kraftig. I fremtiden endres avlesningene på trykkmåleren jevnt og utgjør ingen trussel for dens integritet.

For å forhindre skade på membranen, i store volumvarmesystemer, overvåkes trykket ved hjelp av en trykkmåler. Sikkerhetsventilen aktiveres når den maksimalt tillatte verdien er nådd. Vanligvis varierer det fra tre og en halv til fire barer for private hjem.

Flensekspansjonstanken har flere fordeler:

• det maksimale trykket er mye større enn det for en tank med en ikke-utskiftbar membran;
• muligheten til å erstatte membranen gjennom flensen i tilfelle skade eller brudd;
• vertikal og horisontal utførelse av produkter. Dette gir flere overnattingsmuligheter i et lite fyrrom.

Hvilket er bedre - åpent eller lukket?

Hvis vi sammenligner drifts- og forbrukeregenskapene til åpne og lukkede typer, vil følgende fakta bevise fordelen med sistnevnte:

• en lukket tank blir ikke ført opp, derfor kan du spare på rør;
• membran tanker har mindre generelle dimensjoner;
• kjølevæsken fra den lukkede tanken vil ikke akkurat fordampe;
• minimalt varmetap, i motsetning til at den åpne tanken krever ytterligere isolasjon;
• beskyttelse av rør og systemkomponenter mot korrosjon, noe som sikres ved mangel på luft;
• et lukket varmesystem kan fungere ved høyt trykk, mens et åpent bare ved lavt;
• membranens driftskostnader lavere enn for en åpen tank.

Men generelt, selvfølgelig - du velger.

Før du kjøper en ekspansjonstank for oppvarming, må du utføre de nødvendige beregningene og designe systemet. Les mer om dette i vårt materiale:https://aquatech.tomathouse.com/no/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Tankposisjon i varmesystemet

Ekspansjonstanken til varmesystemet tjener til å kompensere for økningen i volumet av kjølevæsken som et resultat av dets termiske ekspansjon.

Hvis tvungen sirkulasjon, da er trykket ved tilkoblingspunktet til enheten lik det statiske trykket på dette punktet ved en gitt temperatur (regelen gjelder bare hvis det er en membran). Forutsatt at det endrer seg, viser det seg at i et lukket system dukket det opp en viss mengde væske fra ingensteds. Dette er i strid med sunn fornuft.

Et åpent varmesystem er et fartøy som har en sammensatt form med spesifikke konveksjonsstrømmer. Alle noder skal gi en rask økning av det varme kjølevæsken til det øvre punktet, og dens påfølgende tyngdekraft tømmes gjennom radiatorer inn i kjelen. I tillegg bør utformingen av systemet ikke hindre bevegelsen av luftbobler opp.

I dette tilfellet er ekspansjonstanken alltid plassert på det høyeste punktet i en-rørssystemet, vanligvis på toppen av boostermanifolden.

Beregning av volumet på ekspansjonstankvarmen

Det er flere måter å bestemme volumet på ekspansjonstanken. For det første tilbyr mange designkontorer og individuelle spesialister sine tjenester.De bruker spesiell programvare for beregninger, som lar deg ta hensyn til alle faktorene som påvirker den stabile driften av varmesystemet. Dette er selvfølgelig fantastisk, men dyrt.

For det andre er det mulig å beregne ekspansjonstanken uavhengig av formlene. Her må du være spesielt forsiktig, siden den minste feilen kan forvrenge de endelige verdiene betydelig. Alt tas i betraktning: volumet på varmesystemet, typen kjølevæske og dets fysiske egenskaper, trykk.

For det tredje kan du bruke online kalkulatorer til å utføre beregninger. I dette tilfellet er det imidlertid bedre å dobbeltsjekke resultatene på flere ressurser for å utelukke muligheten for feil sideoperasjon.

For det fjerde kan du estimere med øye - den spesifikke kapasiteten til varmesystemet er lik 15 l / kW. Dette er veiledende tall. Denne metoden er bare egnet på stadiet av en mulighetsstudie. Rett før kjøpet blir det nødvendigvis foretatt mer nøyaktige beregninger.

Metode nr. 1 - beregning etter formler

Den grunnleggende formelen for beregningen er som følger:

hvor C er det totale volumet av kjølevæske i varmesystemet, l;
Pa min - justering (initialt) absolutt trykk i ekspansjonstanken, bar;
Pa max - maksimum (grense) absolutt trykk som er mulig i ekspansjonstanken, bar.

Ved beregning av det totale volumet til varmesystemet blir alle rør og radiatorer, gulvvarme og kjelen, samt andre elementer tatt i betraktning. Omtrentlige verdier vises i tabellen:

Merk:
* uten å ta hensyn til volumet av akkumulerende væsker;
** gjennomsnittlig verdi.

Tabellen viser verdiene på koeffisienten ß - en indikator på den termiske ekspansjonen til kjølevæsken, som tilsvarer den maksimale temperaturforskjellen i arbeids- og ikke-arbeidssystemet.

Nå beregner vi Pa min og Pa maks etter formlene:

Den første formelen beregner det absolutte justeringstrykket (h2 erstattes med minustegn når tanken er plassert under innføringspunktet). Den andre formelen bestemmer det absolutte maksimale mulige trykket i ekspansjonstanken.

Metode nr. 2 - online kalkulator for beregning

For å beregne volumet på ekspansjonstanken kan du bruke online-kalkulatoren. Det er mange av dem.

* - det er bedre å ta den mest nøyaktige figuren. Hvis det ikke er data, er 1 kW effekt 15 l;
** - må være lik det statiske trykket til varmesystemet (0,5 bar = 5 m);
*** - dette er trykket som sikkerhetsventilen aktiveres.

Denne teknikken er sterkt forenklet og er bare egnet for beregning av individuelle varmesystemer. Trinn for trinn vil vi analysere ordningen ved hjelp av et spesifikt eksempel:

1. vi bestemmer typen kjølevæske: i dette tilfellet er det vann. Koeffisienten for dens termiske ekspansjon er 0,034 ved en temperatur på 85C;
2. vi beregner volumet av kjølevæske i systemet. For eksempel, for en 40 kW kjele, vil vannvolumet være 600 liter (15 liter per 1 kW kraft). Det er mulig, og dette vil være en mer nøyaktig figur, å oppsummere volumet av kjølevæske i kjelen, rørene og radiatorene (hvis slike data er tilgjengelige);
3. det maksimalt tillatte trykket i systemet settes av terskelverdien som sikkerhetsventilen aktiveres til;
4. ladetrykk (initial) av ekspansjonstanken kan være større enn eller lik (men ikke i noe tilfelle ikke mindre enn) det hydrostatiske trykket til varmesystemet ved innføringspunktet for membranen;
5. ekspansjonsvolum (V) blir beregnet med formelen V = (C * ß) / (1- (Pmin / Pmax));
6. runde det estimerte volumet opp (dette vil ikke påvirke systemet på noen måte).

Ekspansjonstanken er valgt for å kompensere for dette beregnede volumet (se tabell):

Kjølevæskefyllingsfaktoren til ekspansjonstanken bestemmes i henhold til tabellen basert på en kombinasjon av maksimale og innledende trykkverdier. Videre multipliseres det beregnede volumet med en koeffisient, og det resulterende tallet er det anbefalte volumet av membranen

Membranekspansjonstanker kan brukes når du installerer et lukket varmesystem. Les om det i vår neste artikkel:https://aquatech.tomathouse.com/no/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Siste tips

Et viktig kriterium for valg av ekspansjonstank er innstillingen av sikkerhetsventilen (sikkerhetsventilen), som er et obligatorisk element for utvidelsesenheten (SP 41-101-95 "Design of heat points"). Den terskelverdi, hvoretter beskyttelsen er utløst er 10% høyere enn den akseptable for de "svakeste ledd" i system (slike innstillinger ta hensyn til forskjellen i høyde av membranen og ventilen).

For å kunne kontrollere det maksimalt tillatte trykket i systemet, foretrekker justerbare ventiler. Et obligatorisk krav for alle slike beskyttelsesinnretninger er tilstedeværelsen av en "detonasjons" (tvangsåpning) enhet. Den lar deg med jevne mellomrom kontrollere ventilens betjenbarhet og forhindre klebing av ventilen.

Valg av ekspansjonstank utføres under hensyntagen til kvaliteten, motstanden mot diffusjon og driftsegenskaper til membranen (membranen), området for driftstemperaturer og levetid. Sørg for at terskeltrykkverdiene i kjelen og tanken stemmer overens, og sjekk også at membranen oppfyller sikkerhet og kvalitetskrav for slike enheter.