Allt om expansionsbehållaren för uppvärmning: varför behövs den, hur fungerar den och hur man väljer en?

De fysiska egenskaperna hos något kylvätska tillåter praktiskt taget inte denna vätska att komprimera. Ett försök att till och med minska volymen leder omedelbart till ett kraftigt tryckhopp. Vatten expanderar vid uppvärmning i intervallet 20 till 90 ° C. Dessa två egenskaper förklarar behovet av att tilldela utrymme i systemet för "andning" av kylvätskan. En expansionsbehållare för uppvärmning måste säkerställa en säker och pålitlig drift av alla komponenter i konstruktionssystemet. Varaktigheten för dess drift beror direkt på om detta element har valts och installerats korrekt.

Typer av expansionsbehållare och deras jämförelse

Olika typer av expansionsbehållare kan installeras i värmesystemet.

Öppna expansionsbehållare

En öppen expansionsbehållare är en öppen tank där du alltid kan lägga till kylvätska. Det kräver inte avstängningsventiler, ett gummimembran och inte heller ett lock. Vanligtvis läggs en hink genom den till systemvätskan, även om en vattenkran alltid kan tas bort från vattentillförseln.

Funktionsschemat för den öppna expansionsbehållaren: 1 - tankkropp; 2 - kylvätskenivå; 3 - kall rör; 4 - downpipe; 5 - säkerhetsventil; 6 - avstängningsventil; 7 - den högsta punkten i stigningen på värmesystemets rör

För några decennier sedan användes öppna strukturer i stor utsträckning som kompenserade för förändringen i kylmedlets volym under naturlig cirkulation. Men konstant övervakning av vätskenivån och dess ”toppning”, svårigheter vid installationen vid toppunkten, lågtryck och metallkorrosion - allt detta ledde till att stängda system och tankar kom fram.

Länkade expansionsbehållare

Där kylvätskan cirkulerar pumpen installerar de stängda tankar, populärt benämnda "membran." Den är alltid målad röd och är strukturellt en tät behållare, vars insida är installerat ett membran av teknisk gummi. Men i de blå tankarna, utformade för att organisera varmvattenförsörjning, används mindre hållbart matgummi.

Utvidgningstankens anordning är som följer: ett membran i form av en cylinder eller membran delar tanken i två delar. Inert gas eller luft pumpas in i den övre och den andra avleds för överskott av kylvätska.

Med ökande temperatur kommer det överskottet expanderande kylvätska in i tanken. Luftkammarens volym minskar och trycket i kammaren med luft ökar, vilket bara kompenserar för högtrycket i systemet. Med en sänkning av kylmedlets temperatur observeras den omvända processen.

Vid låg kylvätsketemperatur är tanken tom och membranet upptar maximal möjlig volym. Vid upphettning börjar vätskan fylla håligheten mellan membranet och behållaren. Kylvätskan komprimeras, och luft börjar "skjuta" tillbaka in i systemet

Den slutna expansionsbehållaren i värmesystemet kan utrustas med en fläns (utbytbar) eller icke utbytbar membran. Den enda men betydande fördelen med den senare typen är dess låga kostnad. Membranet är styvt fixerat runt omkretsen av tanken. I utgångsläget, pressas mot den inre ytan, samma som den gasfyllda hela volymen. När kylvätskan kommer in i expansionsbehållaren ökar trycket.

När systemet startar finns det en risk för membranbrott eftersom trycket stiger kraftigt. I framtiden ändras mätningarna på tryckmätaren smidigt och utgör inte ett hot mot dess integritet.

För att förhindra skador på membranet i stora volymvärmesystem övervakas trycket med hjälp av en tryckmätare. Säkerhetsventilen aktiveras när det maximalt tillåtna värdet uppnås. Vanligtvis varierar det från tre och en halv till fyra barer för privata hem.

Flänsutvidgningstanken har flera fördelar:

• det maximala trycket är mycket större än för en tank med ett icke-utbytbart membran;
• förmågan att ersätta membranet genom flänsen i händelse av skador eller brott;
• vertikalt och horisontellt utförande av produkter. Detta ger fler boendealternativ i ett litet pannrum.

Vilket är bättre - öppet eller stängt?

Om vi ​​jämför de operativa egenskaperna och konsumentegenskaperna för öppna och stängda typer, bevisar följande fakta fördelarna med det senare:

• en sluten tank transporteras inte, därför är det möjligt att spara på rör;
• membranbehållare har mindre övergripande dimensioner;
• kylvätskan från den stängda tanken förångas inte exakt;
• minimal värmeförlust, till skillnad från den öppna tanken som kräver ytterligare isolering;
• skydd av rör och systemkomponenter från korrosion, vilket säkerställs av brist på luft;
• ett slutet värmesystem kan arbeta vid högt tryck, medan en öppen värme endast vid låg;
• Membranens driftskostnader är lägre än för en öppen tank.

Men i allmänhet, naturligtvis - du väljer.

Innan du köper en expansionsbehållare för uppvärmning måste du göra lämpliga beräkningar och designa systemet. Läs mer om detta i vårt material:https://aquatech.tomathouse.com/sv/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Placera tanken i värmesystemet

Värmesystemets expansionsbehållare tjänar till att kompensera för ökningen i kylmedlets volym som ett resultat av dess termiska expansion.

Om en tvingad cirkulation, då är trycket vid anslutningspunkten för enheten lika med det statiska trycket vid denna punkt vid en given temperatur (regeln gäller endast om det finns ett membran). Om man antar att det ändras visar det sig att i ett slutet system dök det upp en viss mängd vätska från ingenstans. Detta strider mot sunt förnuft.

Ett öppet värmesystem är ett kärl som har en komplex form med specifika konvektionsflöden. Alla noder bör ge en snabb stigning av den heta värmebäraren till den övre punkten och dess efterföljande tyngdkraft dräneras genom radiatorer in i pannan. Dessutom bör systemets utformning inte hindra rörelsen av luftbubblor uppåt.

I detta fall är expansionsbehållaren alltid belägen vid den högsta punkten i en-rörssystemet, vanligtvis överst på boostergrenröret.

Beräkning av volymen på expansionsbehållarens värme

Det finns flera sätt att bestämma expansionsbehållarens volym. För det första erbjuder många designkontor och enskilda specialister sina tjänster.De använder speciell mjukvara för beräkningar, vilket gör att du kan ta hänsyn till alla faktorer som påverkar värmesystemets stabila drift. Allt är naturligtvis underbart, men dyrt.

För det andra är det möjligt att självständigt beräkna expansionsbehållaren enligt formlerna. Här måste du vara särskilt försiktig, eftersom det minsta misstaget kan betydligt förvränga de slutliga värdena. Allt beaktas: volym på värmesystemet, typen av kylvätska och dess fysiska egenskaper, tryck.

För det tredje kan du använda kalkylatorer för att utföra beräkningar. Det är riktigt, i det här fallet är det bättre att dubbelkontrollera resultaten på flera resurser för att utesluta möjligheten till felaktig sidoperation.

För det fjärde kan du uppskatta med ögat - värmesystemets specifika kapacitet är lika med 15 l / kW. Dessa är vägledande siffror. Denna metod är endast lämplig vid en genomförbarhetsstudie. Omedelbart före köpet genomförs nödvändigtvis mer exakta beräkningar.

Metod # 1 - beräkning med formler

Grundformeln för beräkningen är följande:

där C är den totala volymen kylvätska i värmesystemet, l;
Pa min - justering (initialt) absoluttryck i expansionsbehållaren, baren;
Pa max - maximalt (begränsat) absoluttryck, vilket är möjligt i expansjonstanken, bar.

Vid beräkning av värmesystemets totala volym beaktas alla rör och radiatorer, golvvärme och pannan samt andra element. Ungefärliga värden visas i tabellen:

Notera:
* utan att ta hänsyn till mängden ackumulerade vätskor;
** Genomsnittligt värde.

Tabellen visar värdena på koefficienten ß - en indikator för värmeutvidgningen av kylvätskan, vilket motsvarar den maximala temperaturskillnaden i arbets- och icke-arbetande system.

Nu beräknar vi Pa min och Pa max enligt formlerna:

Den första formeln beräknar det absoluta justeringstrycket (h2 ersätts med ett minustecken när tanken är placerad under införingspunkten). Den andra formeln bestämmer det absoluta maximala möjliga trycket i expansionsbehållaren.

Metod # 2 - kalkylator online för beräkning

För att beräkna expansjonstankens volym kan du använda on-line-kalkylatorn. Det finns många av dem.

* - Det är bättre att ta den mest exakta siffran. Om det inte finns några data, är 1 kW effekt 15 l;
** - måste vara lika med det statiska trycket i värmesystemet (0,5 bar = 5 m);
*** - detta är trycket vid vilket säkerhetsventilen aktiveras.

Denna teknik är mycket förenklad och är endast lämplig för beräkning av enskilda värmesystem. Steg för steg kommer vi att analysera schemat med hjälp av ett specifikt exempel:

1. vi bestämmer typen av kylvätska: i detta fall är det vatten. Koefficienten för dess termiska expansion är 0,034 vid en temperatur på 85 ° C;
2. vi beräknar volymen kylvätska i systemet. Till exempel, för en 40 kW panna, kommer vattenvolymen att vara 600 liter (15 liter per 1 kW effekt). Det är möjligt, och detta kommer att vara en mer exakt figur, att sammanfatta volymen kylvätska i pannan, rören och radiatorerna (om sådan information finns tillgänglig);
3. det maximala tillåtna trycket i systemet ställs in av tröskelvärdet vid vilket säkerhetsventilen aktiveras;
4. laddningstrycket (initial) av expansionsbehållaren kan vara större än eller lika (men inte i något fall mindre) till det hydrostatiska trycket i värmesystemet vid infogningspunkten för membranet;
5. expansionsvolym (V) beräknas med formeln V = (C * pt) / (1- (Pmin / Pmax));
6. runda upp den uppskattade volymen (detta påverkar inte systemet på något sätt).

Expansionsbehållaren väljs för att kompensera för denna beräknade volym (se tabell):

Expansionsbehållarens kylvätskefyllningsfaktor bestäms enligt tabellen baserat på en kombination av maximala och initiala tryckvärden. Därefter multipliceras den beräknade volymen med en koefficient och den resulterande siffran är den rekommenderade volymen av membranet

Membranutvidgningstankar kan användas vid installation av ett slutet värmesystem. Läs om det i vår nästa artikel:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Sista tips

Ett viktigt kriterium för att välja en expansionsbehållare är inställningen av säkerhetsventilen (säkerhetsventilen), som är ett obligatoriskt element för expansionsenheten (SP 41-101-95 "Design av värmepunkter"). Tröskelvärdet varefter skyddet utlöses är 10% högre än det som är acceptabelt för systemets "svagaste länk" (sådana inställningar tar hänsyn till skillnaden i membranets och ventilens höjd).

För att kunna reglera det maximala tillåtna trycket i systemet, föredra ventiler med inställningsförmåga. Ett obligatoriskt krav för alla sådana skyddsanordningar är närvaron av en "detonationsenhet" (tvångsöppning). Det gör att du regelbundet kan kontrollera ventilens funktion och förhindra att ventilen fastnar.

Valet av expansionsbehållare utförs med hänsyn till kvaliteten, motståndet mot diffusion och driftegenskaper hos membranet (membranet), drifttemperaturområdet och livslängden. Se till att tröskelvärdena i pannan och tanken sammanfaller, och kontrollera också att membranet uppfyller säkerhet och kvalitetskrav för sådana enheter.