Ekspansionsbeholder af varmesystemet: design, beregning og valg af den bedste mulighed
En korrekt valgt og korrekt installeret ekspansionsbeholder til varmesystemet vil forhindre dets fejl og vil opretholde trykket på det krævede niveau.Det er nødvendigt som en reserve for vand, der udvider sig, når det opvarmes. Alt efter systemtype kan den indbyggede ekspander være åben eller lukket.
Vi vil fortælle dig, hvordan du vælger en reservekapacitet afhængigt af den varmeordning, der oprettes. Artiklen, vi præsenterede, beskriver designfunktionerne og detaljerne ved installation af ekspandere. Der gives anbefalinger, som, hvis de følges, vil sikre ideel drift af enhver type varmekreds.
Artiklens indhold:
Ekspansionsbeholdere af åben type
Et designtræk ved åbne ekspandere er kontakten mellem kølevæsken og atmosfæren. Cirkulationen i systemer med en ekspander af denne type er konvektion. Ved opvarmning øges væskevolumenet, dets overskud absorberes af beholderens reservoir.
Når temperaturen falder, vender væsken tilbage ved tyngdekraften under påvirkning af tyngdekraften.
På grund af nul tryk i tanken kræver enheden ikke en stærk metalstruktur, derfor:
- ethvert metal bruges til fremstilling af etuiet;
- en færdiglavet beholder lavet af varmebestandig plast kan bruges;
- Tankens form er ikke vigtig.
I landhuse kan sådant udstyr samles af tilgængelige materialer. Som beholder kan du bruge en plastikbeholder eller -tønde udstyret med et indløbsrør og et udløb til overløb.
Udvendigt er det en almindelig metaltank, hvis øvre plan er udstyret med et hul til servicering og tilsætning af væske. Det lækagesikre låg giver beskyttelse mod tilstopning. Fastgørelsesenheder findes i bunden eller på sideplanet.
Åbne varmesystemer bruges i lave bygninger, hvor mængden af kølevæske og længden af varmekommunikation er relativt lille.
Installationskravene er enkle:
- ekspanderen er placeret i maksimal højde på forsyningsledningen;
- forsyningen er forbundet til tanken gennem et rør;
- For at dræne overskydende væske indsættes et overløb over det beregnede niveau.
For at sikre cirkulation ved tyngdekraft anbefales det at bruge rør med øget tværsnit til installation.
Normalt forsøger de at installere tanken i et opvarmet rum, udstyret med et isoleret loft, og hvis dette ikke er muligt, skal tanken isoleres. Tilstedeværelsen af isolering vil forhindre frysning af væsken og tab af systemfunktionalitet.
Lukkede ekspansionsbeholdere
Designspecificiteten af lukkede modifikationer af tanken er fuldstændig tæthed, som giver dig mulighed for at opretholde det nødvendige tryk til cirkulation på ethvert punkt i systemet.
Reservoiret indeni er opdelt af en membran i luft- og væskedele. Hvert af rummene er fuldstændigt forseglet - den nitrogenholdige blanding fra luftrummet vil aldrig blandes med kølevæsken, der fylder væskerummet.
Funktionsprincip lukket ekspansionsbeholder består i, at den opvarmede væske fra systemet skubbes ind i den flydende del af tanken og begynder at lægge tryk på sin side på den forseglede membran. Skillevæggen er deformeret og virker på luftdelen og komprimerer den.
Som et resultat falder volumenet af tankens luftkammer, og gassen i den komprimeres. Denne situation bidrager til et øget pres i systemet. Så snart trykket normaliseres, skubbes kølevæsken tilbage ud af væskerummet.
Hvis trykket stiger hurtigt, aktiveres sikkerhedsventilen, når den kritiske mængde væske i tanken er nået. Som et resultat vil overskydende kølevæske blive fjernet fra tanken.
Afhængigt af formen er alle lukkede ekspandere til installation i varmesystemet opdelt i følgende typer:
- Kugleformet - en type membranstruktur med en elastisk skillevæg.Når væske kommer ind, strækker den sig og absorberer alt det overskydende volumen. Selve tanken ligner en kugleformet kapsel.
- Oval - en anden type membran hydrauliske kompensatorer. Ekspandercylinderen er traditionelt opdelt af en fleksibel membran i gas- og væskekamre, men kropskonfigurationen har en noget aflang lodret form.
Udvendigt er ovale dilatatorer en cylindrisk ballon, malet rød. På den ene side er der en nippel til at skabe tryk i gaskammeret, på den anden side er der et rør, hvorigennem forbindelsen til systemet er lavet.
Fastgørelsesenheder er svejset på kroppen, som giver hængslet installation af udstyret og er i stand til at modstå dets arbejdsvægt. Den sfæriske modifikation af tanken adskiller sig kun fra den ovale i form.
I lukkede systemer vil tyngdekraftscirkulationen ikke være i stand til at give det nødvendige trykniveau. Derfor omfatter designet bl.a cirkulationspumpe.
Selve udvidelsen kan installeres på ethvert tidspunkt i systemet, men når du udfører installationsarbejde, er det tilrådeligt at tage hensyn til følgende anbefalinger:
- det bedste sted til installation er returledningen til pumpens indføringspunkt;
- Det er bedre at levere kølevæske ovenfra, hvilket vil reducere luftgennemtrængning og opretholde funktionalitet, hvis membranen er beskadiget;
- manglen på hovedvolumen kan kompenseres ved at installere en ekstra expander med en mindre kapacitet.
Ved installation er det ikke forbudt at tage højde for det indre af rummet, hvis det er nødvendigt. Til niveaukontrol varmesystem tryk Ekspanderen skal være udstyret med en trykmåler.
Muligheden for placering tæt på kedlen eliminerer spørgsmålet om behovet for at isolere tanken. Udstyret er placeret i et varmt rum, hvilket sikrer brugervenlighed.
Hvilket design er bedre?
Systemer, afhængigt af ekspansionsbeholderens design og materiale, er forskellige i listen over fordele og ulemper. Men ifølge eksperter og erfarne brugere er fordelene i funktionalitet på siden af lukkede muligheder.
Fordele og ulemper ved en åben tank
Et selvflydende system kræver rør med større diameter, hvilket igen direkte øger omkostningerne. Udviklingsbudget åbent varmesystem med en utæt dilatator stiger lidt, selvom den forbliver relativt lille.
De vigtigste fordele ved denne mulighed er enkelhed plus de lave omkostninger til komponenter og installationsarbejde. En anden positiv egenskab er, at der ikke er behov for at kontrollere trykniveauet.
Der er dog meget flere ulemper:
- brugen af frostvæske er farlig på grund af giftige dampe;
- installationsmuligheder er kun begrænset af systemets toppunkt;
- konstant kontakt med atmosfæren øger risikoen for luftlåse og korrosion;
- langsom opvarmning;
- temperaturændringer, der ledsager konvektionscirkulation, fremskynder slid på udstyr;
- bruges til opvarmning af lave bygninger, højst to etager;
- store varmetab og energiforbrug til opvarmning.
En anden ulempe ved et åbent system er tab fra fordampning og overløb. Når du installerer tanken, skal du derfor sørge for, at påfyldningshullet er tilgængeligt.
Fordele og ulemper ved en lukket tank
Hvis åbne ekspandere vinder i forhold til priser og let installationsarbejde, så er funktionalitet styrken ved en lukket tank, som også kaldes en ekspansionsbeholder.De bruges i byggeriet lukkede varmeanlægsom ikke har direkte kontakt med atmosfæren.
Expanzomater har følgende fordele:
- fuldstændig tæthed tillader brugen af frostvæske;
- Placeringen af ekspanderen påvirker ikke systemets ydeevne;
- isolering af tankens indre rum minimerer sandsynligheden for luftlåse og korrosion;
- efter opstart opvarmes systemet hurtigere og er mere følsomt over for temperaturkontrol;
- mindre forskel mellem driftsbetingelserne for forsynings- og returledningerne, hvilket som følge heraf øger levetiden;
- kræver ikke installation af rør med stor diameter, hvilket giver mulighed for at spare på byggeriet;
- kræver ikke konstant opmærksomhed på væskens niveau og tilstand;
- mulighed for brug i systemer designet til flere etager;
- små varmetab, hvilket reducerer omkostningerne under drift af udstyret.
Når du vælger ekspandere af denne type, kan du støde på forseglede cylindre med et ikke-adskilleligt design. Hvis membranen ikke fungerer, skal cylinderen udskiftes med en ny.
Blandt ulemperne er det vigtigt at bemærke kompleksiteten af designet, særlige krav til materialer, hvilket øger omkostningerne ved udstyret. Hertil kan vi tilføje behovet for konstant at overvåge trykket og genoprette det om nødvendigt.
Regler for beregning af tankkapacitet
Enhver form for dilatator vil kun være effektiv, hvis volumen er valgt korrekt. For at gøre dette skal du tage højde for væskens evne til at udvide sig under opvarmningsperioden.Vand i varmeringe udvider sig med mindst 3% af vandsystemets samlede volumen, frostvæske - med næsten 5%.
Væsker tilhører kategorien af inkompressible medier, så tanken skal give dem en tilstrækkelig reserve til termisk ekspansion med en vis margin. Forudsat at kredsløbet er fuldstændig fyldt med kølevæske, kan selv termisk udvidelse i de beregnede volumener føre til udledning af væske gennem sikkerhedsventil og spilder kølevæske på gulvet.
Derfor, for at overskridelse af mængden af ekspanderende kølevæske ikke fører til ulykker, købes lukkede tanke til små kredsløb i private huse, så deres volumen er lig med 10% af den samlede mængde kølevæske, der cirkulerer gennem systemet. Denne regel gælder for systemer med en kapacitet på op til 150 l.
Hvis mere end 150 liter kølevæske bevæger sig langs varmeringen, beregnes kapaciteten af en lukket tank ved at multiplicere det samlede volumen af væske med dens ekspansionskoefficient ved specifikke driftstemperaturer i systemet.
Til den opnåede værdi skal du tilføje størrelsen af vandtætningen, dvs. mængden af kølevæske dannet i tanken som følge af standard statisk væsketryk. For store varmeringe er dette tal normalt lig med 0,5% af det samlede kølevæskevolumen; for små, med en kapacitet på op til 150 liter, tages det som 20%.
Den resulterende mængde multipliceres med en korrektionsfaktor bestemt ud fra værdierne af foreløbigt og endeligt tryk i varmesystemet. Det foreløbige skøn er, at der er 1 bar pr. 10 m konturhøjde. Det endelige tryk dannes som et resultat af systemets drift.
Beregning af volumen af en lukket tank til store komplekse varmestrukturer ser sådan ud:
Kapaciteten af den åbne type er ikke strengt reguleret af forskrifter, men der er en regel: volumenet af den åbne tank til overløbsrøret skal være 3,5 - 4% af det samlede volumen af kølevæske i varmekredsen.
Dette skøn er tilstrækkeligt til et lille landsted, men en bygning til permanent ophold vil kræve en mere nøjagtig beregning. Først og fremmest skal du finde ud af det samlede volumen af varmesystemet.
Muligheder for beregning af den samlede varmekapacitet
Denne indikator kan bestemmes med varierende grader af nøjagtighed på tre hovedmåder. For det første baseret på kedlens pasdata. Der kræves således ca. 15 liter væske pr. enhed kedeludstyrseffekt. For at få de nødvendige data skal du gange 15 med kedeleffekten angivet i databladet.
For det andet kan du finde ud af volumen ved hjælp af en vandmåler, når du fylder systemet. Når du fylder, tages der hensyn til mængden af brugt væske. Dette er en mere præcis og besværlig mulighed.
Den tredje metode involverer beregning af det samlede volumen af alle elementer i varmesystemet. Dette er den mest nøjagtige mulighed. Kapaciteten af kedlens varmeveksler, radiatorer, konvektorer og måleinstrumenter kan bestemmes ud fra pasegenskaberne.Til beregning af rørkapaciteten anvendes data fra tabellen.
Tabellen viser volumen af rør pr. meter længde, lavet af de mest populære og moderne materialer. Den indvendige diameter er angivet i tommer fra 0,5 til 1,5 enheder.
En anden metode, der hævder at være meget nøjagtig, er beregning ved hjælp af formlen:
Vtotal = π x D2 x L/4,
Hvor:
- π er lig med 3,14;
- D - angiver parametrene for den indre diameter af rørene;
- L - angiver længden af systemrørledningen.
Efter at have modtaget de nødvendige data opsummeres de, og systemets samlede volumen opnås, som bruges i yderligere beregninger.
Trin og formler til den fulde cyklus af beregninger til design og organisering af opvarmning til et privat hjem er givet her. Vi anbefaler, at du læser den nyttige information.
Valg af ekspansionsbeholder i henhold til tabellen
Hvis du har de nødvendige data, kan den optimale ekspandermulighed vælges ved hjælp af tabellen over volumener og designtryk.
Systemets samlede volumen beregnes i henhold til den specificerede metode; trykparametrene er kun relevante for lukkede modifikationer og er angivet i udstyrsdatabladet.
Denne mulighed kræver ikke særlige beregninger ud over beregning af systemets samlede volumen. Brug af bordet forenkler og fremskynder i høj grad valget af en ekspander med den nødvendige tankkapacitet.
Brug af beregningsformler
Hvis tabeldataene ikke er nok, er det muligt selv at beregne den nødvendige kapacitetsindikator.
For at gøre dette skal du bruge følgende formel:
Vb = Vc x k/D,
Hvor:
- Vb - angiver den ønskede ekspanderkapacitet;
- Vc – total systemkapacitet;
- k er udvidelseskoefficienten for væsken, når den opvarmes;
- D – ekspanderens effektivitetskoefficient.
Af de data, der er nødvendige for beregningen, forbliver koefficienterne k og D ukendte. Den første er en tabelværdi, og den anden beregnes ved hjælp af en separat formel.
Der findes også et temperaturudvidelsesbord og anvendes. Det giver dig mulighed for at bestemme koefficienten for systemer med vand eller frostvæske. Værdien er ikke lineær; den ændrer sig ved opvarmning afhængigt af tilstedeværelsen og koncentrationen af glykol i væsken.
For vand tages koncentrationen af ethylenglycol som "0", for frostvæske bestemmes koncentrationen i henhold til de data, der er angivet af producenten. Opvarmningstemperaturen anses for operationel for et specifikt system.
For selvstændigt at beregne ekspansionsbeholderens effektivitetskoefficient skal du bruge formlen:
(Qm – Qb): (Qm + 1),
Hvor:
- Qm er systemets maksimale tryk i henhold til sikkerhedsventilens nominelle reaktionstærskel;
- Qb er det foreløbige tryk i ekspanderens luftkammer ifølge databladet.
Hvis sidstnævnte parameter er ukendt, måles den under oppustning eller ved at bløde gennem cylinderens brystvorte.
Andre beregningsmetoder
Ud over uafhængige beregninger ved hjælp af formler og tabeller er der alternative metoder. En tilgængelig beregningsmulighed er hjælp fra en online lommeregner.
En anden mulighed for at få de nødvendige data er at kontakte professionelle designere.Dette er den mest pålidelige måde, men nøjagtigheden af den opnåede information vil være ret dyr.
Vil gøre dig bekendt med reglerne for installation og tilslutning af lukkede og åbne udvidere næste artikeldedikeret til disse spørgsmål.
Hvordan vælger man den rigtige ekspansionsbeholder?
Det anbefales at tage stilling til typen af varmesystem på planlægningsstadiet. Valget af tank udskydes normalt til efter boksen er rejst, hvor anlægget er installeret og dets volumen er kendt.
Når du vælger den optimale ekspansionsbeholder, anbefales det:
- fokus på volumenet af den lukkede ekspansionsbeholder, som overstiger værdien af kølevæskens termiske ekspansion;
- når du køber, skal du være opmærksom på forbindelsen, formen på beholderen og placeringen af stik til fastgørelseselementer - dette vil undgå overraskelser under installationsprocessen;
- Det er vigtigt at være opmærksom på instruktionerne på sagen, som indeholder nyttige installationsoplysninger og tekniske parametre.
Når du køber, er det bedre at fokusere på en pålidelig producent, selvom dens cylindre vil koste mere. Dette vil være nøglen til varmesystemets levetid, forudsat at det bruges korrekt og regelmæssigt vedligeholdt.
Før tilslutning justeres det foreløbige tryk i membrantankens gasrum til en værdi svarende til det statiske tryk af kølevæskekolonnen i varmekredsen. Justeringen foretages ved hjælp af en almindelig bilpumpe og styres af en trykmåler.
Forveksle ikke ekspandere til varmesystemer og hydrauliske akkumulatorer til koldtvandsforsyningsledninger. De adskiller sig i udseende og designfunktioner.Førstnævnte er malet røde og er normalt ikke aftagelige, sidstnævnte er blå og udstyret med en aftagelig flange til reparation af membranen.
Konklusioner og nyttig video om emnet
Videoen hjælper dig med at bestemme parametrene for en lukket modifikationsudvidelse og forstå forskellene mellem varmecylindre og kedelsystemer:
Funktionsprincippet og funktionerne ved at vælge en beholder i videoklippet:
Varmesystemet i et privat hus kan laves i henhold til et åbent eller lukket kredsløb, hvilket kræver installation af en ekspander af det passende design. Nøglefaktoren i dens ydeevne er volumen, som du selv kan beregne eller overlade denne sag til professionelle designere.
Korrekt udvalgt udstyr hjælper med at opretholde det nødvendige volumen af væske i et åbent system, og i forseglet opvarmning vil det opretholde niveauet af driftstryk.
Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor. Del din egen erfaring med at samle varmekredsløb med en ekspansionsbeholder og information, der er nyttig for besøgende på stedet. Stil spørgsmål, post billeder relateret til artiklens emne.
