Jedes System braucht es! Ausdehnungsgefäß für Heizung

Der Betrieb autonomer Heizsysteme ist mit Schwankungen des Kühlmittelvolumens verbunden, die durch dessen Erwärmung und Abkühlung verursacht werden.

Um Wasserschläge auszugleichen und die Wärmeausdehnung zu kompensieren, wird im Heizkreislauf ein spezieller Tank installiert.

Der technische Name des Gerätes lautet Expansomat. (vom Wort expanse – „ausdehnen“). Es handelt sich um einen Metalltank mit einem bestimmten Volumen und einem Abzweigrohr zum Anschluss an das System.

Ausdehnungsgefäße: Was sie sind, ihr Zweck, Unterschiede zu anderen Hydraulikgeräten, Typen

Das im Kreislauf zirkulierende flüssige Kühlmittel hat die Eigenschaft, sich bei Erwärmung auszudehnen und bei Abkühlung an Volumen zu verlieren.

Da Wasser inkompressibel ist, verbleibt bei seiner Ausdehnung überschüssige Flüssigkeit in den Rohren.

Dieses physikalische Phänomen erhöht den hydrostatischen Druck des geschlossenen Kreislaufs, der kann zu Schäden an der Rohrleitung führen, unzureichender Betrieb der Heizeinrichtung, Ausfall der Pumpen.

Um Notsituationen vorzubeugen, werden in autonomen Heizungsnetzen spezielle Reservoirs – Ausdehnungsgefäße – installiert. Sie werden in Form von Behältern hergestellt kugelförmig, zylindrisch oder rechteckig, in den überschüssiges heißes Kühlmittel fließt.

Je nach Typ verfügen die Geräte über Innenmembranen, Rohre zum Anschluss an die Rohrleitung, zum Ablassen von gekühltem Wasser, zum Ableiten von Überschuss in die Kanalisation sowie Sicherheitsventile.

Was ist der Unterschied zwischen Hydrospeichern für Warmwasserbereitungsanlagen und Geräten zur Wasserversorgung?

1. Zweck.

Ausdehnungsgefäße für Heizungsanlagen Kompensation der Wärmeausdehnung des Zirkulationselements.

Funktionen Hydraulikspeicher — Ansammlung eines Reservevolumens an Wasser, um den Druck beim Abschalten der Pumpe sicherzustellen und das System vor Wasserschlägen zu schützen.

1. Design.

Im Hohlraum des Ausdehnungsgefäßes kommt die heiße Flüssigkeit entweder mit den Wänden des Gerätes in Kontakt (Membran und offener Typ) oder berührt nur die elastische Membran (Ballontyp). Bei Hydraulikspeichern für die Wasserversorgung ist die erste Option ausgeschlossen.

1. Trennwandmaterial.

In Heizungsnetzen wird die Membran langsam belastet, daher ist die Hauptanforderung die Wärmebeständigkeit. Für Hydrauliktanks der Wasserversorgung, lebensmittelechte Gummimembran, beständig gegen häufiges und schnelles Dehnen.

Offene Tanks: Gerät, Funktionsprinzip, Vor- und Nachteile

Expander dieses Typs Einsatz in Wärmenetzen ohne UmwälzpumpenEs handelt sich um einen Behälter ohne Deckel, der an die Heizungsanlage angeschlossen und auf der obersten Ebene (auf dem Dachboden) installiert wird.

Foto 1. Installationsschema eines offenen Ausdehnungsgefäßes in einer Heizungsanlage. Jeder Teil der Struktur ist beschriftet.

Beim Erhitzen vergrößert sich das Volumen der Wärmeträgerflüssigkeit, der Überschuss fließt in den Behälter. Wenn die Temperatur sinkt, kehrt das Wasser durch die Schwerkraft zurück. Wenn die Flüssigkeit kocht, entweichen ihre Dämpfe durch die offene Oberseite.

Da das Kühlmittel über den Rand laufen kann, werden solche Tanks mit einem Überlaufnippel ergänzt. Dadurch wird überschüssiges Wasser in die Kanalisation abgeleitet. Zu den Vorteilen gehören:

• einfaches Design, einfache Reparatur;
• niedrige Kosten des Geräts;
• die Möglichkeit, den Tank nicht nur aus Stahl, sondern auch aus Kunststoff herzustellen.

Offene Ausdehnungsgefäße haben mehr Nachteile als Vorteile.Hierzu zählen die natürliche Verdunstung von Flüssigkeiten, das Auftreten von Korrosion an Metallbehältern, die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung und die Unmöglichkeit der Verwendung in Heizungsnetzen mit Frostschutzmittel.

Geschlossener Ausdehnungsbehälter mit Luft und Ventil

In Netzen, in denen sich das Kühlmittel unter dem Einfluss von Pumpgeräten bewegt, werden geschlossene Ausdehnungsgefäße installiert.

Das Hauptkonstruktionsmerkmal solcher Tanks ist vollständige Dichtheit, wodurch ein konstanter Druck aufrechterhalten werden kann.

Die Gehäuse bestehen aus Stahl, der innere Hohlraum wird durch eine Ballon- oder Diaphragmamembran in zwei Abschnitte unterteilt.

Die erste wird Gaskammer (Luftkammer) genannt und ist mit stickstoffhaltiges Gemisch oder Luft. Zweite - Flüssigkeitsfach, wo das erhitzte Kühlmittel eintritt. Jede Kammer ist vollständig abgedichtet, sodass die Flüssigkeit weder mit der Umgebung noch mit dem Gas in Kontakt kommt. Ergänzt wird das Gerät durch ein Abzweigrohr zum Anschluss an das Heizungsnetz und ein Ventil zur Druckentlastung.

Funktionsprinzip

Durch die Ausdehnung wird das heiße Kühlmittel aus dem Kreislauf in den Flüssigkeitsraum des Tanks gedrückt und drückt auf die elastische Membran. In einer anderen Kammer wird das Gasgemisch komprimiert, der Druck wird zu hoch.

Sobald die Flüssigkeit abkühlt und an Volumen verliert, wird sie durch die Einwirkung von Druckluft komprimiert wird in die Rohrleitung zurückgedrückt.

Wenn Druck und Temperatur schnell ansteigen und das Flüssigkeitsvolumen im Ausdehnungsgefäß kritische Werte erreicht, das Sicherheitsventil wird ausgelöst: überschüssiges Wasser wird abgelassen.

Arten von Membranen

Ausgleichsvorrichtungen werden mit elastischen Trennwänden von zwei Typen hergestellt:

1. Membran — im Inneren umlaufend befestigt und teilt den Raum in zwei Hälften. Die Flüssigkeit kommt mit den Wänden in Kontakt, daher sind diese zusätzlich mit hitzebeständigen, feuchtigkeitsbeständigen Verbindungen beschichtet.
2. Ballon — äußerlich einem Ballon ähnelnd und am Einlassrohr befestigt. Beim Eintritt verbleibt das Kühlmittel in der Membran, ohne die Wände des Geräts zu berühren.

Stationäre Trennwände vom Membrantyp, ist ein Austausch bei Bruch nicht möglich. Der Zylinderwechsel erfolgt über den mit Schrauben befestigten Ausgleichsbehälterflansch.

Vorteile und Nachteile

Für Ausdehnungsgefäße geschlossener Bauart sprechen noch weitere Vorteile:

• kompakte Abmessungen;
• kein Kontakt zwischen Kühlmittel und Außenumgebung, wodurch der Verdunstungsprozess eliminiert wird;
• minimaler Wärmeverlust;
• die Fähigkeit, zusätzlichen Druck zu erzeugen;
• Installation in jedem Teil des Heizraums;
• hohe Enddruckwerte;
• Verlängerung der Lebensdauer Kessel, Heizkörper, Rohrleitungen.

Geschlossene Erweiterungsgeräte haben nur wenige Nachteile.Hierzu zählen unter anderem die relativ hohen Kosten und die fehlende Möglichkeit, die Membrane auszutauschen.

Berechnungsoptionen

Für kleine Kreisläufe, in denen Flüssigkeit zirkuliert 150 Liter und weniger flüssig, erhalten sie Expander mit einem Volumen von 10 % von der Gesamtkapazität des Systems. Bei der Berechnung von Geräten für komplexe große Wärmenetze werden drei Methoden verwendet:

Methode 1. Berechnung des gesamten Expansionsvolumens der im Netzwerk bewegten Flüssigkeit. Die Methode ermöglicht die Berechnung des Membran-Hydrauliktanks mit einer Genauigkeit von 10 %. Bestimmen Sie dazu:

• Das Gesamtvolumen der Wärmeübertragungsflüssigkeit im gesamten System (Wert C). Ein ungefährer Wert kann durch Kenntnis der Kesselleistung ermittelt werden - 1 kW verbraucht etwa 15 Liter. Das Ausfüllen der Kontur durch den Zähler ergibt ein genaues Ergebnis.
• Der Wert der Wärmeausdehnung (E) unter Berücksichtigung der Art des Kühlmittels. Für Wasser bei t 90º C ist der akzeptierte Koeffizient 0,034, der Wert für Frostschutzmittel ist in der Tabelle angegeben.
• Anzeige des maximal möglichen Drucks im Kreislauf (P_max) — entspricht der Schwelle des Sicherheitsventils.
• Minimaler (Einstell-)Druck (P₀), an dem das Wärmenetz betrieben wird.

Foto 2. Tabelle mit einem Beispiel zur Berechnung verschiedener Eigenschaften eines Ausdehnungsgefäßes in Abhängigkeit von mehreren Bedingungen.

Die Daten werden in die Formel eingesetzt:

V = (E × C) ÷ (1 – (P0 ÷ Pmax))

Die resultierende Zahl wird aufgerundet., da der Ausgleichsbehälter das berechnete Volumen mit einer kleinen Reserve ausgleichen muss. Dabei wird auch der Füllfaktor des Gerätes berücksichtigt.

Methode Nr. 2. Kontaktaufnahme mit spezialisierten Designorganisationen. Eine vorrangige Option, da Sie so das genaueste Ergebnis erzielen. Die hohen Servicekosten werden durch die rationelle Wahl des Tanks (Sie zahlen nicht zu viel für unnötiges Volumen) und Einsparungen bei Notfallreparaturen vollständig kompensiert.

Methode Nr. 3. Verwenden von Online-Rechnern. Internetressourcen ermöglichen es Ihnen, Werte mit unterschiedlicher Genauigkeit zu erhalten, daher werden solche Ergebnisse als ungefähr angesehen.

5 Kriterien für die Produktauswahl

1. Art der Kühlmittelzirkulation. Für Systeme mit natürlicher Wasserbewegung wird ein offener Tank verwendet. In autonomen Netzwerken mit Umwälzpumpen werden Membran-Hydrotanks verwendet.

1. Typ. Tanks mit einer nicht austauschbaren (Membran-)Membran sind günstiger als Expander mit einer Ballonflansch-Trennwand. Bei einem Membranbruch muss jedoch der Tank komplett ausgetauscht werden.
2. Volumen. Es handelt sich um einen rechnerischen Wert und wird grundsätzlich aufgerundet.
3. Maximaler Betriebsdruck. Muss dem maximal möglichen Wert für die gesamte Heizungsanlage entsprechen (mindestens jedoch).
4. Technische Daten. Dabei werden die zulässigen Betriebstemperaturen, Drücke, Volumina, Membrantypen, Befestigungsmöglichkeiten und die Anbindung an Rohrleitungen berücksichtigt.

Achten Sie bei der Auswahl auf die Hersteller. Marken legen Wert auf ihren Ruf, daher besteht kein Risiko, ein minderwertiges Ausdehnungsgefäß zu kaufen. Zu den seriösen Unternehmen gehören: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH und andere.

Fotos von Produkten

Foto 3. Geschlossener Ausdehnungsbehälter für Heizungsanlage. Hersteller des Produkts Stout.

Foto 4. Geschlossener Ausdehnungsbehälter (rotes Produkt), angeschlossen an den Heizkreislauf.

Foto 5. Offenes Ausdehnungsgefäß, das an das Heizsystem angeschlossen ist. Der Tank befindet sich am höchsten Punkt der Struktur.

Nützliches Video

Sehen Sie sich das Video an, um zu erfahren, wo Sie den Tank in Ihrem Heizsystem installieren müssen.

Service

Für einen einwandfreien Betrieb des Heizkreises und eine lange Lebensdauer des Ausdehnungsgefäßes Alle sechs Monate müssen vorbeugende Maßnahmen durchgeführt werden. Die Arbeiten umfassen die Überprüfung auf äußere Schäden, Undichtigkeiten, Anfangsdruck, Membranintegrität und gegebenenfalls deren Austausch. Wenn der demontierte Tank längere Zeit nicht verwendet werden soll, muss das Wasser abgelassen und in einem trockenen Raum gelagert werden.