Varje system behöver det! Expansionskärl för uppvärmning

Driften av autonoma värmesystem är förknippad med fluktuationer i kylvätskevolymen orsakad av dess uppvärmning och kylning.

För att utjämna vattenslag och kompensera för termisk expansion installeras en speciell tank i värmekretsen.

Enhetens tekniska namn är expansomat. (från ordet expansion – ”att expandera”). Det är en metalltank med en viss volym med ett grenrör för anslutning till systemet.

Expansionskärl: vad de är, deras syfte, skillnader från andra hydrauliska enheter, typer

Det flytande kylmedlet som cirkulerar i kretsen har egenskapen att expandera under uppvärmning och minska i volym under kylning.

Eftersom vatten är inkompressibelt, stannar överflödig vätska kvar inuti rören när det expanderar.

Detta fysikaliska fenomen ökar det hydrostatiska trycket i den slutna kretsen, vilket kan orsaka skador på rörledningen, otillräcklig funktion av värmeanordningen, pumpfel.

För att förhindra nödsituationer installeras speciella reservoarer - expansionskärl - i autonoma värmenät. De är tillverkade i form av behållare. sfärisk, cylindrisk eller rektangulär form, in i vilken överskott av het kylvätska rinner in.

Beroende på typ har anordningarna interna membran, rör för anslutning till rörledningen, dränering av kylt vatten, utsläpp av överskott i avloppet samt säkerhetsventiler.

Vad är skillnaden mellan vattentankar för vattenvärmesystem och anordningar för vattenförsörjning?

1. Ändamål.

Expansionskärl för värmesystem kompensera för termisk expansion av det cirkulerande elementet.

Funktioner hydrauliska ackumulatorer — ackumulering av en reservvolym vatten för att säkerställa tryck när pumpen är avstängd och skydd av systemet mot vattenslag.

1. Design.

I expansionskärlets hålrum kommer den heta vätskan antingen i kontakt med anordningens väggar (membran och öppen typ), eller endast i kontakt med det elastiska membranet (ballongtypFör hydrauliska vattenackumulatorer är det första alternativet uteslutet.

1. Skiljeväggsmaterial.

I värmenät belastas membranet långsamt, så det viktigaste kravet är värmebeständighet. För hydrauliska vattentankar, Livsmedelsklassat gummimembran, motståndskraftigt mot frekvent och snabb sträckning.

Öppna tankar: enhet, driftsprincip, fördelar och nackdelar

Expanderare av denna typ används i värmenät utan cirkulationspumparDe är en behållare utan lock, ansluten till värmesystemet och installerad på högsta nivå (på vinden).

Foto 1. Installationsschema för en öppen expansionskärl i ett värmesystem. Varje del av konstruktionen är märkt.

Under uppvärmning ökar volymen av värmeöverföringsvätskan, överskottet rinner in i reservoaren. När temperaturen sjunker återvänder vattnet genom gravitationen. Om vätskan kokar, slipper dess ångor ut genom den öppna toppen.

Eftersom kylvätskan kan spillas över kanten kompletteras sådana tankar med en överfyllningsnippel. Genom den leds överskottsvatten ut i avloppet. Fördelarna inkluderar:

• enkel design, enkel reparation;
• låg kostnad för enheten;
• möjligheten att tillverka tanken inte bara av stål, utan även av plast.

Öppna expansionskärl har fler nackdelar än fördelar.Dessa inkluderar naturlig avdunstning av vätska, uppkomsten av korrosion av metallbehållare, behovet av konstant övervakning och omöjligheten att använda i värmenät med frostskyddsmedel.

Sluten expansionstank med luft och ventil

I nätverk där kylvätskan rör sig under påverkan av pumputrustning installeras slutna expansionstankar.

Den viktigaste designfunktionen hos sådana tankar är fullständig täthet, vilket gör att trycket kan bibehållas konstant.

Höljena är tillverkade av stål, det inre hålrummet är uppdelat i två sektioner av ett ballong- eller membranmembran.

Den första kallas gas- (luft-) kammaren, fylld kvävehaltig blandning eller luft. Andra - vätskefack, där det uppvärmda kylmediet kommer in. Varje kammare är helt förseglad, så vätskan kommer inte i kontakt med vare sig omgivningen eller gasen. Enheten kompletteras med ett grenrör för anslutning till värmenätet och en ventil för tryckavlastning.

Funktionsprincip

På grund av expansion trycks det heta kylmedlet ut ur kretsen in i tankens vätskeutrymme och trycker på det elastiska membranet. I en annan kammare komprimeras gasblandningen, trycket blir för högt.

Så snart vätskan svalnar och förlorar volym komprimeras den genom tryckluftens inverkan. trycks tillbaka in i rörledningen.

När trycket och temperaturen ökar snabbt och vätskevolymen i expansionskärlet når kritiska värden, säkerhetsventilen utlöses: överflödigt vatten dräneras ut.

Typer av membran

Kompensationsanordningar tillverkas med elastiska partitioner av två typer:

1. Membran — fäst runt omkretsen inuti och dela utrymmet i hälften. Vätskan kommer i kontakt med väggarna, så de är dessutom belagda med värmebeständiga fukttäta föreningar.
2. Ballong — liknar utsidan en ballong och är fäst vid inloppsröret. Vid inloppet stannar kylvätskan kvar inuti membranet utan att vidröra enhetens väggar.

Stationära membrantypspartitioner, det är omöjligt att byta ut dem om de går sönder. Cylindrarna byts ut genom expansionskärlets fläns, som är fäst med bultar.

Fördelar och nackdelar

Det finns andra fördelar med slutna expansionskärl:

• kompakta dimensioner;
• ingen kontakt mellan kylvätskan och den yttre miljön, vilket eliminerar avdunstningsprocessen;
• minimal värmeförlust;
• förmågan att skapa ytterligare tryck;
• installation i någon del av pannrummet;
• höga värden för ultimat tryck;
• förlängning av livslängden panna, radiatorer, rörledningar.

Det finns få nackdelar med slutna expansionsenheter., dessa inkluderar den relativt höga kostnaden och omöjligheten att byta ut diafragmamembranet.

Beräkningsalternativ

För små kretsar där vätska cirkulerar 150 liter och mindre flytande, förvärvar de expanderare med en volym av 10 % från systemets totala kapacitet. Vid beräkning av enheter för komplexa stora värmenät används tre metoder:

Metod #1Beräkning av den totala expansionsvolymen för vätskan som rör sig i nätverket. Metoden möjliggör beräkning av membranhydraultanken med en noggrannhet på 10 %. För att göra detta, bestäm:

• Den totala volymen värmeöverföringsvätska i hela systemet (värde C). Ett ungefärligt värde kan erhållas genom att känna till pannans effekt - 1 kW förbrukas ungefär 15 liter. Att fylla konturen genom räknaren ger ett exakt resultat.
• Värdet på värmeutvidgningen (E) med hänsyn till typen av kylvätska. För vatten vid t 90º C är den accepterade koefficienten 0,034, värdet för frostskyddsmedel visas i tabellen.
• Indikator för maximalt möjliga tryck i kretsen (P_max) — motsvarar säkerhetsventilens tröskelvärde.
• Minsta (inställnings) tryck (P₀), där värmenätet är i drift.

Foto 2. Tabell med ett exempel på beräkning av olika egenskaper hos en expansionsbehållare beroende på flera förhållanden.

Data ersätts med formeln:

V=(E×C)÷(1-(P0÷Pmax))

Det resulterande talet avrundas uppåt., eftersom expansionskärlet måste kompensera för den beräknade volymen med en liten reserv. För detta beaktas även enhetens fyllnadsfaktor.

Metod nr 2. Att kontakta specialiserade designorganisationer. Ett prioriterat alternativ, eftersom det gör att du kan få det mest exakta resultatet. Den höga kostnaden för tjänsten kompenseras helt av det rationella valet av tank (du betalar inte för mycket för onödig volym) och besparingar på akuta reparationer.

Metod nr 3. Använda online-kalkylatorer. Internetresurser låter dig få värden med varierande noggrannhet, så sådana resultat tas som ungefärliga.

5 kriterier för att välja produkter

1. Typ av kylvätskecirkulation. För system där vatten rör sig naturligt används en öppen tank. I autonoma nätverk med cirkulationspumpar används membranhydrotankar.

1. Typ. Tankar med ett icke-utbytbart (membran-) membran har en lägre kostnad än expanderare med en ballongformad flänsskiljevägg. Om membranet brister måste dock tanken bytas ut helt.
2. Volym. Det är ett beräknat värde och avrundas alltid uppåt.
3. Maximalt arbetstryckMåste motsvara (inte vara mindre än) det maximala möjliga värdet för hela värmesystemet.
4. Tekniska specifikationer. Tillåtna driftstemperaturer, tryck, volym, membrantyp, monteringsalternativ och anslutning till rör beaktas.

Var uppmärksam på tillverkarna när du väljer. Märkesvarumärken värdesätter sitt rykte, så det finns ingen risk att köpa en expansionsbehållare av låg kvalitet. Bland välrenommerade företag finns: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH med flera.

Foton av produkter

Foto 3. Sluten expansionskärl för värmesystem. Tillverkare av produkten Stout.

Foto 4. Sluten expansionsbehållare (röd produkt) ansluten till värmekretsen.

Foto 5. Öppen expansionskärl ansluten till värmesystemet. Tanken är placerad högst upp i konstruktionen.

Användbar video

Titta på videon för att lära dig var du ska installera tanken i ditt värmesystem.

Service

För korrekt drift av värmekretsen och lång livslängd för expansionskärlet Förebyggande åtgärder måste utföras en gång var sjätte månad. Arbetet omfattar kontroll av yttre skador, läckor, initialtryck, membranets integritet och byte av det vid behov. Om den demonterade tanken inte planeras att användas under en längre tid måste vattnet från den dräneras och förvaras i ett torrt utrymme.