Tất cả về bể mở rộng để sưởi ấm: tại sao cần thiết, làm thế nào để hoạt động và làm thế nào để chọn một?

Các tính chất vật lý của bất kỳ chất làm mát thực tế không cho phép chất lỏng này nén. Một nỗ lực thậm chí giảm nhẹ âm lượng ngay lập tức dẫn đến một cú nhảy mạnh về áp lực. Nước, khi được làm nóng trong khoảng từ 20 đến 90 ° C, sẽ nở ra. Hai tính chất này giải thích sự cần thiết phải phân bổ không gian trong hệ thống để "thở" chất làm mát. Một bể mở rộng để sưởi ấm phải đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của tất cả các thành phần của hệ thống kỹ thuật. Thời gian hoạt động của nó trực tiếp phụ thuộc vào việc phần tử này đã được chọn và cài đặt đúng chưa.

Các loại bể mở rộng và so sánh của chúng

Các loại bể mở rộng khác nhau có thể được cài đặt trong hệ thống sưởi ấm.

Mở rộng bể chứa

Một bể mở rộng mở là một bể mở mà bạn luôn có thể thêm chất làm mát. Nó không yêu cầu van ngắt, màng cao su và thậm chí cả vỏ. Thông thường, một cái xô xuyên qua nó được thêm vào hệ thống chất lỏng, mặc dù vòi nước luôn có thể được lấy ra khỏi nguồn nước.

Sơ đồ vận hành của bể mở rộng: 1 - thân bể; 2 - mức độ làm mát; 3 - đường ống lạnh; 4 - mưa lớn; 5 - van an toàn; 6 - van ngắt; 7 - điểm cao nhất trong riser của ống hệ thống sưởi

Một vài thập kỷ trước, các cấu trúc mở đã được sử dụng rộng rãi bù đắp cho sự thay đổi thể tích của chất làm mát trong quá trình lưu thông tự nhiên. Tuy nhiên, việc theo dõi liên tục mức chất lỏng và "đứng đầu", khó khăn khi lắp đặt ở điểm cao nhất, áp suất thấp và ăn mòn kim loại - tất cả điều này dẫn đến sự xuất hiện của các hệ thống và bể kín.

Bể mở rộng kèm theo

Khi chất làm mát lưu thông trong máy bơm, họ lắp đặt các bể kín, thường được gọi là "màng chắn". Nó luôn được sơn màu đỏ và có cấu trúc là một hộp kín, bên trong được lắp đặt một màng làm bằng cao su kỹ thuật. Nhưng trong các bể màu xanh, được thiết kế để tổ chức cung cấp nước nóng, cao su thực phẩm kém bền hơn được sử dụng.

Thiết bị của bể mở rộng như sau: một màng ở dạng hình trụ hoặc màng ngăn chia bể thành hai phần. Khí trơ hoặc không khí được bơm vào phần trên và phần còn lại được chuyển hướng cho chất làm mát dư thừa.

Với nhiệt độ ngày càng tăng, chất làm mát mở rộng dư thừa đi vào bể. Thể tích của buồng không khí giảm, và áp suất trong buồng có không khí tăng, điều này chỉ bù cho áp suất cao trong hệ thống. Với sự giảm nhiệt độ của chất làm mát, quá trình ngược lại được quan sát.

Ở nhiệt độ nước làm mát thấp, bể rỗng và màng chiếm thể tích tối đa có thể. Khi được làm nóng, chất lỏng bắt đầu lấp đầy khoang giữa màng và thùng chứa. Làm mát, chất làm mát được nén và không khí bắt đầu đẩy mạnh trở lại hệ thống.

Bể mở rộng khép kín của hệ thống sưởi ấm có thể được trang bị một mặt bích (có thể thay thế) hoặc màng không thể thay thế. Ưu điểm duy nhất, nhưng đáng kể của loại thứ hai là chi phí thấp. Màng được cố định chắc chắn xung quanh chu vi của bể. Ở vị trí ban đầu, nó được ép vào bề mặt bên trong, giống như khí lấp đầy toàn bộ thể tích. Nếu chất làm mát đi vào bể giãn nở, áp suất tăng.

Khi hệ thống khởi động, có nguy cơ vỡ màng ngăn, vì áp suất tăng mạnh. Trong tương lai, các bài đọc trên đồng hồ đo áp suất sẽ thay đổi trơn tru và không gây ra mối đe dọa cho tính toàn vẹn của nó.

Để ngăn ngừa thiệt hại cho màng, trong các hệ thống gia nhiệt khối lượng lớn, áp suất được theo dõi bằng đồng hồ đo áp suất. Van an toàn được kích hoạt khi đạt được giá trị tối đa cho phép. Thông thường nó dao động từ ba rưỡi đến bốn thanh cho nhà riêng.

Bể mở rộng mặt bích có một số lợi thế:

• áp suất tối đa lớn hơn nhiều so với bể có màng ngăn không thể thay thế;
• khả năng thay thế màng thông qua mặt bích trong trường hợp bị hư hỏng hoặc vỡ;
• thực hiện dọc và ngang của sản phẩm. Điều này cung cấp nhiều lựa chọn chỗ ở trong một phòng nồi hơi nhỏ.

Cái nào tốt hơn - mở hay đóng?

Nếu chúng ta so sánh các đặc tính vận hành và tiêu dùng của các loại mở và đóng, thì các sự kiện sau đây chứng minh lợi thế của loại sau:

• một bể kín không được mang lên, do đó, có thể tiết kiệm đường ống;
• bể màng có kích thước tổng thể nhỏ hơn;
• chất làm mát từ bể kín sẽ không bay hơi chính xác;
• mất nhiệt tối thiểu, trái ngược với bể mở cần cách nhiệt bổ sung;
• bảo vệ đường ống và các thành phần hệ thống khỏi bị ăn mòn, được đảm bảo khi thiếu không khí;
• một hệ thống sưởi kín có thể hoạt động ở áp suất cao, trong khi hệ thống sưởi mở chỉ ở mức thấp;
• Chi phí vận hành màng thấp hơn so với một bể mở.

Nhưng nói chung, tất nhiên - bạn chọn.

Trước khi mua một bể mở rộng để sưởi ấm, bạn cần thực hiện các tính toán phù hợp và thiết kế hệ thống. Tìm hiểu thêm về điều này trong tài liệu của chúng tôi:https://aquatech.tomathouse.com/vi/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Đặt bể trong hệ thống sưởi

Bể giãn nở của hệ thống sưởi ấm phục vụ cho việc tăng thể tích chất làm mát do sự giãn nở nhiệt của nó.

Nếu lưu thông cưỡng bức, sau đó áp suất tại điểm kết nối của đơn vị bằng với áp suất tĩnh tại điểm này ở một nhiệt độ nhất định (quy tắc chỉ áp dụng nếu có một màng ngăn). Giả sử rằng nó thay đổi, hóa ra trong một hệ thống kín, một lượng chất lỏng nhất định xuất hiện từ hư không. Điều này trái với lẽ thường.

Một hệ thống sưởi mở là một tàu có hình dạng phức tạp với các dòng đối lưu cụ thể. Tất cả các nút phải cung cấp một sự gia tăng nhanh chóng của chất mang nhiệt nóng đến điểm trên và trọng lực tiếp theo của nó thoát qua bộ tản nhiệt vào nồi hơi. Ngoài ra, thiết kế của hệ thống không được cản trở sự di chuyển của bọt khí lên.

Trong trường hợp này, bể mở rộng luôn được đặt ở điểm cao nhất của hệ thống một ống, theo quy định, ở đầu của ống tăng áp.

Tính toán thể tích của bể giãn nở

Có một số cách để xác định khối lượng của bể mở rộng. Thứ nhất, nhiều văn phòng thiết kế và các chuyên gia cá nhân cung cấp dịch vụ của họ.Họ sử dụng phần mềm đặc biệt để tính toán, cho phép bạn tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của hệ thống sưởi ấm. Đây là tất cả, tất nhiên, tuyệt vời, nhưng đắt tiền.

Thứ hai, bạn có thể tính toán độc lập bể mở rộng theo các công thức. Ở đây bạn cần đặc biệt cẩn thận, vì một lỗi nhỏ nhất có thể làm biến dạng đáng kể các giá trị cuối cùng. Tất cả mọi thứ được tính đến: khối lượng của hệ thống sưởi ấm, loại chất làm mát và đặc tính vật lý, áp suất của nó.

Thứ ba, bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến để thực hiện tính toán. Đúng, trong trường hợp này, tốt hơn là kiểm tra lại kết quả trên một số tài nguyên để loại trừ khả năng hoạt động của trang không chính xác.

Thứ tư, bạn có thể ước tính bằng mắt - công suất cụ thể của hệ thống sưởi bằng 15 l / kW. Đây là những số liệu chỉ định. Phương pháp này chỉ phù hợp ở giai đoạn nghiên cứu khả thi. Ngay trước khi mua, các tính toán chính xác hơn nhất thiết phải được thực hiện.

Phương pháp số 1 - tính toán theo công thức

Công thức cơ bản để tính toán như sau:

Trong đó C là tổng thể tích chất làm mát trong hệ thống gia nhiệt, l;
Pa min - điều chỉnh áp suất tuyệt đối (ban đầu) trong bể giãn nở, thanh;
Pa max - max (giới hạn) áp suất tuyệt đối, có thể có trong bể giãn nở, thanh.

Khi tính toán tổng khối lượng của hệ thống sưởi ấm, tất cả các đường ống và bộ tản nhiệt, hệ thống sưởi dưới sàn và nồi hơi, cũng như các yếu tố khác, đều được tính đến. Các giá trị gần đúng được hiển thị trong bảng:

Ghi chú:
* mà không tính đến khối lượng chất lỏng tích lũy;
** giá trị trung bình.

Bảng này cho thấy các giá trị của hệ số βt - một chỉ số về sự giãn nở nhiệt của chất làm mát, tương ứng với chênh lệch nhiệt độ tối đa trong hệ thống làm việc và không làm việc.

Bây giờ chúng tôi tính Pa min và Pa max theo các công thức:

Công thức đầu tiên tính toán áp suất điều chỉnh tuyệt đối (h2 được thay thế bằng dấu trừ khi bể nằm dưới điểm chèn). Công thức thứ hai xác định áp suất tối đa tuyệt đối có thể trong bể giãn nở.

Phương pháp # 2 - máy tính trực tuyến để tính toán

Để tính toán thể tích của bể mở rộng, bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến. Có rất nhiều trong số họ.

* - tốt hơn là lấy con số chính xác nhất. Nếu không có dữ liệu, thì 1 kW công suất là 15 l;
** - phải bằng áp suất tĩnh của hệ thống sưởi (0,5 bar = 5 m);
*** - đây là áp suất mà van an toàn được kích hoạt.

Kỹ thuật này được đơn giản hóa rất nhiều và chỉ phù hợp để tính toán các hệ thống sưởi ấm riêng lẻ. Từng bước chúng tôi sẽ phân tích sơ đồ bằng một ví dụ cụ thể:

1. chúng tôi xác định loại chất làm mát: trong trường hợp này là nước. Hệ số giãn nở nhiệt của nó là 0,034 ở nhiệt độ 85C;
2. chúng tôi tính toán khối lượng chất làm mát trong hệ thống. Ví dụ, đối với nồi hơi 40 kW, thể tích nước sẽ là 600 lít (15 lít cho mỗi 1 kW năng lượng). Có thể, và đây sẽ là một con số chính xác hơn, để tóm tắt khối lượng chất làm mát trong nồi hơi, đường ống và bộ tản nhiệt (nếu có sẵn dữ liệu đó);
3. áp suất tối đa cho phép trong hệ thống được đặt theo giá trị ngưỡng mà tại đó van an toàn được kích hoạt;
4. áp suất sạc (ban đầu) của bể giãn nở có thể lớn hơn hoặc bằng (nhưng trong mọi trường hợp không kém) áp suất thủy tĩnh của hệ thống sưởi ấm tại điểm chèn màng ngăn;
5. khối lượng mở rộng (V) được tính theo công thức V = (C * t) / (1- (Pmin / Pmax));
6. chúng tôi làm tròn khối lượng ước tính lên (điều này sẽ không ảnh hưởng đến hệ thống theo bất kỳ cách nào).

Bể mở rộng được chọn để bù cho khối lượng tính toán này (xem bảng):

Hệ số làm đầy chất làm mát của bể giãn nở được xác định theo bảng dựa trên sự kết hợp của các giá trị áp suất tối đa và ban đầu. Hơn nữa, khối lượng tính toán được nhân với một hệ số và con số kết quả là khối lượng được đề nghị của màng

Bể mở rộng màng có thể được sử dụng khi lắp đặt một hệ thống sưởi kín. Đọc về nó trong bài viết tiếp theo của chúng tôi:https://aquatech.tomathouse.com/vi/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Lời khuyên cuối cùng

Một tiêu chí quan trọng để chọn bể mở rộng là cài đặt van an toàn (van an toàn), đây là yếu tố bắt buộc đối với thiết bị mở rộng (SP 41-101-95 "Thiết kế các điểm sưởi ấm"). Giá trị ngưỡng sau đó bảo vệ được kích hoạt cao hơn 10% so với mức chấp nhận được đối với "liên kết yếu nhất" của hệ thống (các cài đặt như vậy có tính đến sự khác biệt về chiều cao của màng và van).

Để có thể kiểm soát áp suất tối đa cho phép trong hệ thống, hãy ưu tiên cho các van có khả năng điều chỉnh. Một yêu cầu bắt buộc đối với tất cả các thiết bị bảo vệ như vậy là sự hiện diện của thiết bị phát nổ (bắt buộc). Nó cho phép bạn định kỳ kiểm tra khả năng hoạt động của van và chống dính van.

Việc lựa chọn bể mở rộng được thực hiện có tính đến chất lượng, khả năng chống khuếch tán và đặc tính hoạt động của màng (màng ngăn), phạm vi nhiệt độ hoạt động và tuổi thọ của dịch vụ. Hãy chắc chắn đảm bảo rằng các giá trị áp suất ngưỡng trong nồi hơi và bể phù hợp, đồng thời kiểm tra xem màng loa có đáp ứng các yêu cầu về an toàn và chất lượng cho các đơn vị đó không.