Ekspanzijska posoda ogrevalnega sistema: načrtovanje, izračun in izbira najboljše možnosti

Pravilno izbrana in pravilno nameščena ekspanzijska posoda ogrevalnega sistema bo preprečila njegovo okvaro in vzdrževala tlak na zahtevani ravni.Potreben je kot rezerva za vodo, ki se pri segrevanju širi. Glede na vrsto sistema je lahko vgradni ekspander odprt ali zaprt.

Povedali vam bomo, kako izbrati rezervno zmogljivost glede na ustvarjeno ogrevalno shemo. Članek, ki smo ga predstavili, opisuje oblikovne značilnosti in posebnosti namestitve ekspanderjev. Podana so priporočila, ki bodo ob upoštevanju zagotovila idealno delovanje katere koli vrste ogrevalnega kroga.

Ekspanzijski rezervoarji odprtega tipa

Konstrukcijska značilnost ekspanderjev odprtega tipa je stik hladilne tekočine z atmosfero. Kroženje v sistemih s ekspanderjem te vrste je konvekcija. Pri segrevanju se prostornina tekočine poveča, njen presežek absorbira rezervoar posode.

Ko temperatura pade, se tekočina vrne gravitacijsko, pod vplivom gravitacije.

Zaradi ničelnega tlaka v rezervoarju naprava ne potrebuje močne kovinske konstrukcije, zato:

• pri izdelavi ohišja se uporablja katera koli kovina;
• lahko uporabite že pripravljeno posodo iz toplotno odporne plastike;
• Oblika rezervoarja ni pomembna.

V podeželskih hišah je takšno opremo mogoče sestaviti iz razpoložljivih materialov. Kot posodo lahko uporabite plastični kanister ali sod, opremljen z dovodno cevjo in odtokom za prelivanje.

Ekspanderji odprtega tipa so lahko izdelani v obliki pravokotnega rezervoarja z neprepustnim pokrovom na zgornji ravnini

Navzven je navaden kovinski rezervoar, katerega zgornja ravnina je opremljena z luknjo za servisiranje in dodajanje tekočine. Pokrov, ki ne pušča, zagotavlja zaščito pred zamašitvijo. Pritrdilne enote so nameščene na dnu ali na stranski ravnini.

Odprti ogrevalni sistemi se uporabljajo v nizkih stavbah, kjer sta prostornina hladilne tekočine in dolžina ogrevalnih komunikacij relativno majhna.

Zahteve za namestitev so preproste:

• ekspander je nameščen na največji višini, na dovodni liniji;
• dovod je povezan z rezervoarjem skozi cev;
• Za odvajanje odvečne tekočine se nad izračunano ravnjo vstavi preliv.

Za zagotovitev gravitacijskega kroženja je pri vgradnji priporočljivo uporabiti cevi povečanega prereza.

Odprta konstrukcija je postavljena na zgornjo točko, od koder tekočina gravitacijsko odteka

Ponavadi poskušajo namestiti rezervoar v ogrevan prostor, opremljen z izoliranim podstrešjem, in če to ni mogoče, bo treba rezervoar izolirati. Prisotnost izolacije bo preprečila zmrzovanje tekočine in izgubo funkcionalnosti sistema.

Zaprti ekspanzijski rezervoarji

Posebnost oblikovanja zaprtih modifikacij rezervoarja je popolna tesnost, ki vam omogoča vzdrževanje tlaka, potrebnega za kroženje na kateri koli točki sistema.

Rezervoar v notranjosti je z membrano razdeljen na zračni in tekoči del. Vsak od predelkov je popolnoma zatesnjen - mešanica, ki vsebuje dušik iz zračnega predelka, se nikoli ne pomeša s hladilno tekočino, ki polni prostor za tekočino.

Načelo delovanja zaprta ekspanzijska posoda sestoji iz dejstva, da se segreta tekočina iz sistema potisne v tekoči del rezervoarja in začne na svoji strani pritiskati na zaprto membrano. Pregrada je deformirana in deluje na zračni del ter ga stisne.

Zaradi tega se prostornina zračne komore rezervoarja zmanjša, plin v njej pa se stisne. To stanje prispeva k povečanju tlaka v sistemu. Takoj, ko se tlak normalizira, se hladilno sredstvo potisne nazaj iz prostora za tekočino.

Če se tlak hitro poveča, se varnostni ventil aktivira, ko je dosežena kritična prostornina tekočine v rezervoarju. Posledično bo odvečna hladilna tekočina odstranjena iz rezervoarja.

Zaprta konstrukcija je popolnoma zatesnjena, v spodnjem delu je prirobnica z dovodno cevjo, v zgornjem delu je nastavek za polnjenje s plinom

Glede na obliko so vsi zaprti ekspanderji za vgradnjo v ogrevalni sistem razdeljeni na naslednje vrste:

1. V obliki krogle - vrsta membranske strukture z elastično pregrado.Ko tekočina vstopi, se raztegne in absorbira ves odvečni volumen. Sam rezervoar je videti kot sferična kapsula.
2. Ovalna - druga vrsta membranskih hidravličnih kompenzatorjev. Ekspanderski valj je tradicionalno razdeljen s prožno membrano na plinske in tekoče komore, vendar ima konfiguracija telesa nekoliko podolgovato navpično obliko.

Navzven so ovalni dilatatorji cilindrični balon, pobarvan rdeče. Na eni strani je nastavek za ustvarjanje tlaka v plinski komori, na drugi strani pa je cev, skozi katero je izvedena povezava s sistemom.

Na ohišje so privarjene pritrdilne enote, ki omogočajo namestitev opreme na tečajih in lahko prenesejo njeno delovno težo. Sferična modifikacija rezervoarja se od ovalne razlikuje le po obliki.

Zaprte membranske ekspanderje delimo glede na vrsto na diafragme in balone

V zaprtih sistemih gravitacijska cirkulacija ne bo mogla zagotoviti zahtevane ravni tlaka. Zato zasnova vključuje obtočna črpalka.

Sam ekspander je mogoče namestiti kjer koli v sistemu, vendar je pri izvajanju namestitvenih del priporočljivo upoštevati naslednja priporočila:

• najboljše mesto za namestitev je povratni vod do mesta vstavljanja črpalke;
• Bolje je dovajati hladilno tekočino od zgoraj, kar bo zmanjšalo prodiranje zraka in ohranilo funkcionalnost, če je membrana poškodovana;
• pomanjkanje glavne prostornine je mogoče nadomestiti z namestitvijo dodatnega ekspanderja z manjšo zmogljivostjo.

Pri namestitvi ni prepovedano upoštevati notranjosti prostora, če je potrebno. Za nadzor ravni tlak ogrevalnega sistema Ekspander mora biti opremljen z manometrom.

Pred vgradnjo obtočne črpalke se običajno pred kotlom postavi zaprt ekspander

Možnost namestitve v bližini kotla odpravlja vprašanje potrebe po izolaciji rezervoarja. Oprema se nahaja v toplem prostoru, kar zagotavlja enostavno uporabo.

Kateri dizajn je boljši?

Sistemi se glede na zasnovo in material ekspanzijske posode razlikujejo po seznamu prednosti in slabosti. Toda po mnenju strokovnjakov in izkušenih uporabnikov so prednosti v funkcionalnosti na strani zaprtih možnosti.

Prednosti in slabosti odprtega rezervoarja

Samopretočni sistem zahteva cevi večjega premera, kar posledično neposredno poveča stroške. Razvojni proračun odprt ogrevalni sistem pri puščajočem dilatatorju se rahlo poveča, čeprav ostaja razmeroma majhna.

Glavne prednosti te možnosti so preprostost ter nizki stroški komponent in namestitvenih del. Druga pozitivna lastnost je, da ni potrebe po nadzoru nivoja tlaka.

Ekspander odprtega tipa za majhne sisteme je mogoče sestaviti iz razpoložljivih materialov in njegova namestitev ne bo težavna

Vendar pa je slabosti veliko več:

• uporaba sredstva proti zmrzovanju je nevarna zaradi strupenih hlapov;
• možnosti namestitve so omejene le z zgornjo točko sistema;
• stalni stik z atmosfero poveča tveganje za zračne zapore in korozijo;
• počasno segrevanje;
• temperaturne spremembe, ki spremljajo konvekcijsko kroženje, pospešijo obrabo opreme;
• uporablja se pri ogrevanju nizkih stavb, največ dve nadstropji;
• velike toplotne izgube in poraba energije za ogrevanje.

Druga pomanjkljivost odprtega sistema so izgube zaradi izhlapevanja in prelivanja. Zato je treba pri namestitvi rezervoarja paziti, da je odprtina za polnjenje dostopna.

Prednosti in slabosti zaprtega rezervoarja

Če odprti ekspanderji zmagajo glede na cene in enostavnost namestitvenih del, potem je funkcionalnost močna točka zaprtega rezervoarja, ki se imenuje tudi ekspanzijski rezervoar.Uporabljajo se pri gradnji zaprti ogrevalni sistemiki nimajo neposrednega stika z atmosfero.

Expanzomati imajo naslednje prednosti:

• popolna tesnost omogoča uporabo antifriza;
• Lokacija ekspanderja ne vpliva na delovanje sistema;
• izolacija notranjega prostora rezervoarja zmanjša verjetnost zračnih zapor in korozije;
• po zagonu se sistem hitreje segreje in je bolj občutljiv na nadzor temperature;
• manjša razlika med pogoji delovanja dovodnih in povratnih vodov, kar posledično poveča življenjsko dobo;
• ne zahteva vgradnje cevi velikega premera, kar omogoča prihranek pri gradnji;
• ne zahteva stalne pozornosti na raven in stanje tekočine;
• možnost uporabe v sistemih, zasnovanih za več nadstropij;
• majhne toplotne izgube, zmanjšanje stroškov med delovanjem opreme.

Pri izbiri ekspanderjev te vrste lahko naletite na zaprte cilindre z neločljivo zasnovo. Če membrana ne deluje pravilno, je treba jeklenko zamenjati z novo.

Za spremljanje ravni delovnega tlaka je na jeklenki nameščen manometer, za odstranjevanje odvečnega zraka je nameščen avtomatski ali mehanski prezračevalni ventil.

Med pomanjkljivostmi je pomembno omeniti zapletenost zasnove, posebne zahteve za materiale, ki povečujejo stroške opreme. K temu lahko dodamo potrebo po stalnem spremljanju pritiska in ga po potrebi ponovno vzpostavimo.

Pravila za izračun prostornine rezervoarja

Vsaka vrsta dilatatorja bo učinkovita le, če je volumen pravilno izbran. Če želite to narediti, upoštevajte sposobnost tekočine, da se razširi med obdobjem ogrevanja.Voda v grelnih obročih se razširi za najmanj 3% celotne prostornine vodnega sistema, antifriz - za skoraj 5%.

Tekočine spadajo v kategorijo nestisljivih medijev, zato jim mora rezervoar zagotoviti zadostno rezervo za toplotno raztezanje z nekaj rezerve. Pod pogojem, da je tokokrog popolnoma napolnjen s hladilno tekočino, lahko tudi toplotna ekspanzija v izračunanih prostorninah povzroči izpust tekočine skozi varnostni ventil in polivanje hladilne tekočine po tleh.

Zato, da prekoračitev prostornine hladilne tekočine, ki se širi, ne povzroči nesreč, so zaprti rezervoarji za majhne tokokroge v zasebnih hišah kupljeni tako, da je njihova prostornina enaka 10% celotne prostornine hladilne tekočine, ki kroži skozi sistem. To pravilo velja za sisteme s prostornino do 150 l.

Če se več kot 150 litrov hladilne tekočine premika vzdolž grelnega obroča, se zmogljivost zaprtega rezervoarja izračuna tako, da se skupna prostornina tekočine pomnoži z njenim ekspanzijskim koeficientom pri določenih delovnih temperaturah v sistemu.

Dobljeni vrednosti morate dodati velikost vodnega tesnila, tj. prostornina hladilne tekočine, ki nastane v rezervoarju kot posledica standardnega statičnega tlaka tekočine. Pri velikih grelnih obročih je ta številka običajno enaka 0,5% celotne prostornine hladilne tekočine, pri majhnih s prostornino do 150 litrov pa 20%.

Dobljeno količino pomnožimo s korekcijskim faktorjem, določenim iz vrednosti predhodnega in končnega tlaka v ogrevalnem sistemu. Predhodna ocena je, da je 1 bar na 10 m višine konture. Končni tlak nastane kot posledica delovanja sistema.

Izračun prostornine zaprtega rezervoarja za velike kompleksne ogrevalne strukture je videti takole:

Uporabljeni izračuni: Vn – nazivna prostornina zaprtega rezervoarja; Ve je prostornina hladilne tekočine med toplotnim raztezanjem (izračunana po formuli Vsystem×n%, kjer je n koeficient toplotne razteznosti hladilne tekočine); Vv – tesnilo za vodo; po – predtlak; pe – indikator končnega tlaka, ki je enak maksimalni vrednosti tlaka varnostnega ventila minus 0,5 bara

Zmogljivost odprtega tipa ni strogo urejena s predpisi, vendar obstaja pravilo: prostornina odprtega rezervoarja do prelivne cevi mora biti 3,5 - 4% celotne prostornine hladilne tekočine v ogrevalnem krogu.

Ta ocena zadostuje za majhno podeželsko hišo, vendar bo stavba za stalno bivanje zahtevala natančnejši izračun. Najprej boste morali ugotoviti skupno prostornino ogrevalnega sistema.

Možnosti za izračun skupne ogrevalne moči

Ta indikator je mogoče z različnimi stopnjami natančnosti določiti na tri glavne načine. Prvič, na podlagi podatkov o potnem listu kotla. Tako je na enoto moči kotlovne opreme potrebno približno 15 litrov tekočine. Za pridobitev potrebnih podatkov boste morali 15 pomnožiti z močjo kotla, navedeno v podatkovnem listu.

Drugič, količino lahko ugotovite z vodomerom pri polnjenju sistema. Med polnjenjem se upošteva količina porabljene tekočine. To je bolj natančna in težavna možnost.

Tretja metoda vključuje izračun skupne prostornine vseh elementov ogrevalnega sistema. To je najbolj natančna možnost. Zmogljivost toplotnega izmenjevalnika kotla, radiatorjev, konvektorjev in merilnih instrumentov je mogoče določiti iz značilnosti potnega lista.Za izračun zmogljivosti cevi se uporabljajo podatki iz tabele.

Tabela prikazuje velikosti cevi v palcih in njihovo prostornino v litrih na 1 meter, ki se uporablja za povzetek skupne prostornine

Tabela prikazuje količino cevi na dolžinski meter, izdelanih iz najbolj priljubljenih in sodobnih materialov. Notranji premer je naveden v palcih od 0,5 do 1,5 enote.

Druga metoda, ki trdi, da je zelo natančna, je izračun po formuli:

Vskupaj = π x D2 x L/4,

Kje:

• π je enak 3,14;
• D - označuje parametre notranjega premera cevi;
• L - označuje dolžino sistemskega cevovoda.

Po prejemu potrebnih podatkov se ti seštejejo in dobimo skupno prostornino sistema, ki se uporablja pri nadaljnjih izračunih.

Koraki in formule za celoten cikel izračunov za načrtovanje in organizacijo ogrevanja zasebnega doma so podane tukaj. Priporočamo, da preberete koristne informacije.

Izbira ekspanzijske posode v skladu s tabelo

Če imate potrebne podatke, lahko izberete optimalno možnost ekspanderja s pomočjo tabele volumnov in konstrukcijskega tlaka.

Skupna prostornina sistema se izračuna po določeni metodi, parametri tlaka so pomembni samo za zaprte modifikacije in so navedeni v podatkovnem listu opreme.

Podatki iz tabele vam omogočajo, da izberete prostornino ekspanderja od 4 do 300 litrov

Ta možnost ne zahteva posebnih izračunov, razen izračuna skupne prostornine sistema. Uporaba tabele močno poenostavi in ​​pospeši izbiro ekspanderja z zahtevano prostornino rezervoarja.

Uporaba formul za izračun

Če podatki tabele niso dovolj, lahko sami izračunate zahtevano zmogljivost.

Če želite to narediti, uporabite naslednjo formulo:

Vb = Vc x k/D,

Kje:

• Vb - označuje želeno zmogljivost ekspanderja;
• Vc – skupna zmogljivost sistema;
• k je ekspanzijski koeficient tekočine pri segrevanju;
• D – koeficient učinkovitosti ekspanderja.

Od podatkov, potrebnih za izračun, ostajata neznana koeficienta k in D. Prvi je tabelarična vrednost, drugi pa se izračuna po ločeni formuli.

Obstaja in se uporablja tudi temperaturna raztezna tabela. Omogoča vam določitev koeficienta za sisteme z vodo ali antifrizom. Vrednost ni linearna, spreminja se pri segrevanju, odvisno od prisotnosti in koncentracije glikola v tekočini.

Z uporabo teh podatkov je mogoče določiti parametre razteznega koeficienta tekočine pri segrevanju (k), potrebne za izračun prostornine ekspanzijskega valja.

Za vodo se koncentracija etilenglikola vzame kot "0", za antifriz pa se koncentracija določi glede na podatke, ki jih navede proizvajalec. Temperatura ogrevanja se šteje za operativno za določen sistem.

Za neodvisen izračun koeficienta učinkovitosti ekspanzijske posode uporabite formulo:

(Qm – Qb) : (Qm + 1),

Kje:

• Qm je najvišji tlak sistema glede na nazivni odzivni prag varnostnega ventila;
• Qb je predtlak v zračni komori ekspanderja v skladu s podatkovnim listom.

Če slednji parameter ni znan, se meri med napihovanjem ali s krvavitvijo skozi nastavek jeklenke.

Druge metode izračuna

Poleg neodvisnih izračunov z uporabo formul in tabel obstajajo alternativne metode. Dostopna možnost izračuna je pomoč spletnega kalkulatorja.

Ne manjka omrežnih virov, ki ponujajo spletni izračun zahtevane vrednosti. Enostavno jih je najti po ključnih besedah

Druga možnost za pridobitev potrebnih podatkov je stik s profesionalnimi oblikovalci.To je najbolj zanesljiv način, vendar bo točnost pridobljenih informacij precej draga.

Seznanil vas bo s pravili za namestitev in povezovanje ekspanderjev zaprtega in odprtega tipa naslednji članekposvečen tem vprašanjem.

Kako izbrati pravo ekspanzijsko posodo?

Priporočljivo je, da se o vrsti ogrevalnega sistema odločite že v fazi načrtovanja. Izbira rezervoarja se običajno odloži na čas po postavitvi škatle, ko je sistem nameščen in je znana njegova prostornina.

Pri izbiri optimalne možnosti ekspanzijske posode je priporočljivo:

• osredotočite se na prostornino zaprte ekspanzijske posode, ki presega vrednost toplotnega raztezanja hladilne tekočine;
• pri nakupu bodite pozorni na povezavo, obliko posode in lokacijo priključkov za pritrdilne elemente - s tem se boste izognili presenečenjem med postopkom namestitve;
• Pomembno je, da ste pozorni na navodila na ohišju, ki vsebujejo koristne informacije o namestitvi in ​​tehnične parametre.

Pri nakupu se je bolje osredotočiti na zaupanja vrednega proizvajalca, tudi če bodo njegovi cilindri stali več. To bo ob pravilni uporabi in rednem vzdrževanju ključ do dolgotrajnosti ogrevalnega sistema.

Pred priključitvijo se predtlak v plinskem predelu membranskega rezervoarja nastavi na vrednost, ki je enaka statičnemu tlaku stolpca hladilne tekočine v ogrevalnem krogu. Prilagoditev se izvede z običajno avtomobilsko črpalko in se nadzira z manometrom.

Glavna stvar je, da ne kupite rezervoarja kotla za ogrevalni sistem - po svojih tehničnih lastnostih so popolnoma drugačni

Ne mešajte ekspanderjev za ogrevalne sisteme in hidravlični akumulatorji za napeljave za hladno vodo. Razlikujejo se po videzu in oblikovnih značilnostih.Prve so pobarvane rdeče in jih običajno ni mogoče razstaviti, druge pa so modre in opremljene z odstranljivo prirobnico za popravilo membrane.

Zaključki in uporaben video na to temo

Videoposnetek vam bo pomagal določiti parametre ekspanderja zaprte modifikacije in razumeti razlike med ogrevalnimi cilindri in kotlovnimi sistemi:

Načelo delovanja in značilnosti izbire posode v video posnetku:

Ogrevalni sistem zasebne hiše je lahko izdelan po odprtem ali zaprtem krogu, kar zahteva namestitev ekspanderja ustrezne zasnove. Ključni dejavnik njegove učinkovitosti je prostornina, ki jo lahko izračunate sami ali pa to zadevo zaupate profesionalnim oblikovalcem.

Pravilno izbrana oprema bo pomagala vzdrževati potrebno količino tekočine v odprtem sistemu, pri zaprtem ogrevanju pa bo vzdrževala raven delovnega tlaka.

Napišite komentarje v spodnji blok. Delite svoje izkušnje pri sestavljanju ogrevalnih krogov z ekspanzijsko posodo in informacijami, koristnimi za obiskovalce spletnega mesta. Postavite vprašanja, objavite fotografije, povezane s temo članka.