Elk systeem heeft het nodig! Expansievat voor verwarming

De werking van autonome verwarmingssystemen gaat gepaard met schommelingen in het koelmiddelvolume, die worden veroorzaakt door het verwarmen en koelen ervan.

Om waterslag te verzachten en thermische uitzetting te compenseren, wordt in het verwarmingscircuit een speciaal reservoir geplaatst.

De technische naam van het apparaat is expansomat. (van het woord expanse – "uitzetten"). Het is een metalen tank met een bepaald volume met een aftakking voor aansluiting op het systeem.

Expansievaten: wat ze zijn, hun doel, verschillen met andere hydraulische apparaten, typen

De koelvloeistof die in het circuit circuleert, heeft de eigenschap dat deze bij verhitting uitzet en bij afkoeling in volume afneemt.

Omdat water onsamendrukbaar is, blijft er bij uitzetting overtollige vloeistof in de leidingen achter.

Dit fysieke fenomeen verhoogt de hydrostatische druk van het gesloten circuit, wat kan schade aan de pijpleiding veroorzaken, gebrekkige werking van het verwarmingstoestel, defect van de pompen.

Om noodsituaties te voorkomen, worden in autonome warmtenetten speciale reservoirs – expansievaten – geplaatst. Deze reservoirs hebben de vorm van containers. bolvormig, cilindrisch of rechthoekig van vorm, waar overtollig heet koelmiddel in stroomt.

Afhankelijk van het type zijn de apparaten voorzien van interne membranen, buizen voor de aansluiting op de pijpleiding, de afvoer van afgekoeld water, de afvoer van overtollig water naar het riool en veiligheidsventielen.

Wat is het verschil tussen hydrotanks voor warmwatersystemen en apparaten voor watervoorziening?

1. Doel.

Expansievaten voor verwarmingssystemen compenseren voor thermische uitzetting van het circulerende element.

Functies hydraulische accumulatoren — accumulatie van een reservevolume aan water om de druk te garanderen wanneer de pomp is uitgeschakeld en om het systeem te beschermen tegen waterslag.

1. Ontwerp.

In de holte van het expansievat komt de hete vloeistof in contact met de wanden van het apparaat (membraan en open type), of alleen contact met het elastische membraan (ballontype). Voor hydraulische accumulatoren voor watervoorziening is de eerste optie uitgesloten.

1. Partitiemateriaal.

In warmtenetten wordt het membraan langzaam belast, waardoor de belangrijkste vereiste warmteweerstand is. Voor hydraulische tanks voor watervoorziening, rubbermembraan van voedingskwaliteit, bestand tegen veelvuldig en snel uitrekken.

Open tanks: apparaat, werkingsprincipe, voor- en nadelen

Expanders van dit type gebruikt in verwarmingsnetwerken zonder circulatiepompenHet zijn containers zonder deksel, aangesloten op de verwarming en geplaatst op het hoogste niveau (op zolder).

Foto 1. Installatieschema van een open expansievat in een verwarmingssysteem. Elk onderdeel van de constructie is gemarkeerd.

Tijdens het verwarmen neemt het volume van de warmteoverdrachtsvloeistof toe, het overschot stroomt naar het reservoir. Wanneer de temperatuur daalt, stroomt het water door de zwaartekracht terug. Als de vloeistof kookt, ontsnappen de dampen via de open bovenkant.

Omdat de koelvloeistof over de rand kan lekken, zijn dergelijke tanks voorzien van een overloopnippel. Via deze overloop wordt overtollig water in het riool geloosd. De voordelen zijn onder meer:

• eenvoud van ontwerp, gemakkelijk te repareren;
• lage kosten van het apparaat;
• de mogelijkheid om de tank niet alleen van staal, maar ook van kunststof te maken.

Open expansievaten hebben meer nadelen dan voordelen.Voorbeelden hiervan zijn de natuurlijke verdamping van vloeistof, het optreden van corrosie van metalen containers, de noodzaak van constante bewaking en de onmogelijkheid om deze te gebruiken in verwarmingsnetwerken met antivries.

Gesloten expansievat met lucht en klep

In netwerken waarin het koelmiddel onder invloed van pompinstallaties beweegt, worden gesloten expansievaten geïnstalleerd.

Het belangrijkste ontwerpkenmerk van dergelijke tanks is volledige dichtheid, waardoor een constante druk gehandhaafd kan worden.

De behuizingen zijn gemaakt van staal, de interne holte is in tweeën verdeeld door een ballon- of membraanmembraan.

De eerste wordt de gas-(lucht)kamer genoemd, gevuld stikstofhoudend mengsel of lucht. Seconde - vloeistofcompartiment, waar het verwarmde koelmiddel binnenkomt. Elke kamer is volledig afgesloten, zodat de vloeistof niet in contact komt met de omgeving of het gas. Het apparaat is voorzien van een aftakleiding voor aansluiting op het verwarmingsnet en een klep voor drukontlasting.

Werkingsprincipe

Door uitzetting wordt de hete koelvloeistof uit het circuit in het vloeistofcompartiment van de tank geduwd, waardoor het op het elastische membraan drukt. In een andere kamer wordt het gasmengsel samengedrukt, waardoor de druk te hoog wordt.

Zodra de vloeistof afkoelt en volume verliest, wordt deze samengeperst door de werking van perslucht wordt terug in de pijpleiding geduwd.

Wanneer de druk en temperatuur snel stijgen en het vloeistofvolume in het expansievat kritische waarden bereikt, het veiligheidsventiel wordt geactiveerd: overtollig water wordt afgevoerd.

Soorten membranen

Compensatieapparaten worden geproduceerd met twee typen elastische schotten:

1. Diafragma — rondom de omtrek aan de binnenkant bevestigd en de ruimte in tweeën gedeeld. De vloeistof komt in contact met de wanden, waardoor deze extra bedekt zijn met hittebestendige, vochtwerende verbindingen.
2. Ballon — lijkt uiterlijk op een ballon en is bevestigd aan de inlaatpijp. Bij binnenkomst blijft het koelmiddel in het membraan, zonder de wanden van het apparaat te raken.

Stationaire diafragma-type scheidingswanden, is het onmogelijk om ze te vervangen als ze kapot gaan. De cilinders worden vervangen via de flens van het expansievat, die met bouten is bevestigd.

Voor- en nadelen

Er zijn nog andere voordelen ten gunste van gesloten expansievaten:

• compacte afmetingen;
• geen contact tussen het koelmiddel en de buitenomgeving, waardoor het verdampingsproces wordt geëlimineerd;
• minimaal warmteverlies;
• het vermogen om extra druk te creëren;
• installatie in elk deel van de stookruimte;
• hoge waarden van de uiteindelijke druk;
• verlenging van de levensduur ketel, radiatoren, leidingen.

Gesloten expansie-apparaten hebben enkele nadelen.Hierbij horen de relatief hoge kosten en de onmogelijkheid om het diafragmamembraan te vervangen.

Berekeningsopties

Voor kleine circuits waarin vloeistof circuleert 150 liter en minder vloeibaar, ze verkrijgen expanders met een volume van 10% van de totale capaciteit van het systeem. Bij het berekenen van apparaten voor complexe grote warmtenetten worden drie methoden gebruikt:

Methode #1Berekening van het totale expansievolume van de vloeistof die door het netwerk stroomt. De methode maakt het mogelijk om de membraanhydraulische tank te berekenen. met een nauwkeurigheid van 10%. Bepaal hiervoor:

• Het totale volume aan warmteoverdrachtsvloeistof in het gehele systeem (waarde C). Een benaderende waarde kan worden verkregen door het ketelvermogen te kennen - 1 kW ongeveer verbruikt 15 liter. Het invullen van de contour via de teller geeft een nauwkeurig resultaat.
• De waarde van de thermische uitzetting (E) rekening houdend met het type koelmiddel. Voor water bij t 90º C is de geaccepteerde coëfficiënt 0,034, de waarde voor antivries staat in de tabel.
• Indicator van de maximaal mogelijke druk in het circuit (P_maximaal) — komt overeen met de drempel van het veiligheidsventiel.
• Minimale (instel)druk (P₀), waarop het warmtenet functioneert.

Foto 2. Tabel met een voorbeeld voor het berekenen van verschillende kenmerken van een expansievat, afhankelijk van verschillende omstandigheden.

De gegevens worden in de formule vervangen:

V=(E×C)÷(1-(P0÷Pmax))

Het resulterende getal wordt naar boven afgerond., aangezien het expansievat het berekende volume met een kleine reserve moet compenseren. Hierbij wordt ook rekening gehouden met de vulfactor van het apparaat.

Methode nr. 2. Neem contact op met gespecialiseerde ontwerpbureaus. Een prioriteitsoptie, omdat u hiermee het meest nauwkeurige resultaat krijgt. De hoge kosten van de service worden volledig gecompenseerd door de rationele keuze van de tank (u betaalt niet te veel voor onnodig volume) en de besparingen op spoedreparaties.

Methode nr. 3. Gebruik online rekenmachines. Internetbronnen bieden u de mogelijkheid om waarden met verschillende nauwkeurigheid te verkrijgen, dus deze resultaten worden als bij benadering beschouwd.

5 criteria voor het kiezen van producten

1. Type koelmiddelcirculatie. Voor systemen waar water op natuurlijke wijze stroomt, wordt een open tank gebruikt. In autonome netwerken met circulatiepompen worden membraanwatertanks gebruikt.

1. Type. Tanks met een niet-vervangbaar (membraan)membraan zijn goedkoper dan expanders met een ballonflens. Als het membraan echter scheurt, moet de tank volledig worden vervangen.
2. Volume. Het is een berekende waarde en wordt altijd naar boven afgerond.
3. Maximale werkdrukMoet overeenkomen met (niet lager zijn dan) de maximaal mogelijke waarde voor het gehele verwarmingssysteem.
4. Technische specificaties. Er wordt rekening gehouden met de toegestane bedrijfstemperaturen, druk, volume, membraantype, montagemogelijkheden en aansluiting op leidingen.

Let bij uw keuze op de fabrikanten. Merkmerken hechten waarde aan hun reputatie, dus u loopt geen risico een expansievat van lage kwaliteit te kopen. Bekende bedrijven zijn onder andere: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH en anderen.

Foto's van producten

Foto 3. Gesloten expansievat voor verwarmingssysteem. Fabrikant van het product Stout.

Foto 4. Gesloten expansievat (rood product) aangesloten op het verwarmingscircuit.

Foto 5. Open expansievat aangesloten op het verwarmingssysteem. Het vat bevindt zich bovenaan de constructie.

Nuttige video

Bekijk de video om te zien waar u de tank in uw verwarmingssysteem moet installeren.

Dienst

Voor een correcte werking van het verwarmingscircuit en een lange levensduur van het expansievat Preventieve maatregelen moeten eens per zes maanden worden uitgevoerd. De werkzaamheden omvatten het controleren op externe schade, lekkages, initiële druk en membraanintegriteit, en het indien nodig vervangen van het membraan. Als de gedemonteerde tank gedurende langere tijd niet gebruikt zal worden, moet het water eruit worden afgetapt en in een droge ruimte worden opgeslagen.