Kapacitet för att expandera kylvätskan är en nödvändig del av värmesystemet. I designprocessen uppstår frågan: hur man beräknar expansionstanken för uppvärmning, bestämmer dess volym och dimensioner? Parametrarna kommer att bero på flera faktorer, som kommer att studeras i detalj i artikeln.
Vad är expansionstanken för
Vätskan som cirkulerar i värmesystemet expanderar avsevärt när den värms upp. För olika kylmedel kommer denna koefficient att vara olika. Vatten som kylvätska är till exempel mycket mer effektivt. Den har en lägre värmeutvidgningskoefficient och högre värmeavledning än etylenglykol frostskyddsmedel. Dessutom beror volymökningen på driftstemperaturen.
För att kompensera för ökningen av vätskenivån i systemet är en expansionstank inbyggd, vars beräkning kommer att bero på:
- Mängder vätska i systemet.
- Värmestrukturer. Det finns två varianter: stängd och öppen typ. För var och en av dem görs volymberäkningen på olika sätt.
- Högsta vätsketemperatur i systemet. Om beräkningen baseras på driftstemperaturen blir tankens storlek lägre, men nödsituationer bör beaktas när kylvätskan är nära övergången till ett ångtillstånd, vilket avsevärt ökar dess volym.
- En typ av vätska. Flera olika ämnen används: vatten, frostskyddsmedel, vatten med tillsats av alkohol, olja. För var och en av dessa kylvätskor kommer beräkningen av expansionstankens volym att vara olika.
Öppna tankar
För närvarande används tre typer av expansionstankar. Den mest antediluvian används i gravitationsvärmesystemet. Det är en öppen tank. Den är installerad på den högsta punkten och tjänar inte bara till att samla upp överflödig vätska, utan hjälper också till att avlägsna luft från systemet.
Sådan uppvärmning fungerar bara på vatten, eftersom resten av kylvätskorna är ganska giftiga. Deras användning i ett öppet system kommer att resultera i ångförgiftning. Den största nackdelen med ett öppet system är frysning av vatten vid låga temperaturer. Ett sådant hus kan inte lämnas i flera dagar utan uppvärmning på vintern. Om detta händer kommer vattnet som expanderar under frysningen att spränga värmerören.
Beräkning av expansionstankar av öppen typ baseras på expansionskoefficienten för vatten, där detta värde beror på temperaturen: ju högre det är, desto högremer värde. För att beräkna volymen av vätska som förskjuts under uppvärmning måste du multiplicera koefficienten som motsvarar driftstemperaturen med mängden kylvätska i värmesystemet. Detta ger den erforderliga volymen för expansionstanken.
Till exempel, om det finns ett nätverk med en volym på 400 liter vatten, som arbetar vid en temperatur på 75 grader, blir expansionsvolymen: 4000,0258=10,32 liter.
För ett öppet system är det ingen mening att överdimensionera tanken, eftersom en sådan design ger en förbiledning som är ansluten till avloppet. Överskottsvatten rinner in i den om temperaturen överstiger det nominella värdet.
Tätade expansionstankar
Nästa variant är expansionstankar av stängd typ. De används både i gravitationssystem och vid uppvärmning med forcerad cirkulation. Den största skillnaden mellan slutna tankar är deras fullständiga täthet. Detta gjordes för att förhindra kontakt av vatten med atmosfärisk luft, som innehåller en stor mängd syre, vilket negativt påverkar rörens tillstånd. Övertryck här släpps ut i atmosfären med hjälp av säkerhetsventiler.
Beräkningen av den här typen av expansionskärl är densamma som den tidigare. Men här måste du lägga till volymen luft som kommer att komprimeras när vattnet pressas in i tanken. Till skillnad från vätskor har gaser en betydande förmåga att komprimera. Därför kan volymen för luft i tanken hållas liten - cirka 30 % av volymen för vatten.
Hur fungerar en expansionstank av membrantyp
Den huvudsakliga varianten av moderna värmesystem är forcerad uppvärmning med en expansionstank av membrantyp. Den skiljer sig från den vanliga förseglade behållaren genom närvaron av ett gummiskikt som separerar den flytande delen från luften.
När systemet är helt fyllt når vätskan i tanken membranets översta nivå. Under uppvärmning börjar kylvätskan att expandera och övervinner motståndet från membranet och luften, stiger till den övre nivån av tanken tills trycket av komprimerad luft och trycket på kylvätskan är lika. Om frostskyddstrycket avsevärt överstiger de tillåtna värdena kommer säkerhetsventilen i säkerhetssystemet att fungera.
Vid beräkning av expansionskärl för sluten uppvärmning korrigeras expansionskoefficienten för användning av frostskyddsmedel. Den ökar sin volym med cirka 15 % mer vatten.
Beräkning av en stängd expansionstank av membrantyp
När du bestämmer storleken på en tank av membrantyp kan du följa en enkel väg. Genom att veta att expansionskoefficienten för vatten vid en temperatur av 80 grader är 0,029, liksom systemets volym, kan en primitiv beräkning göras.
Låt oss säga att det finns 100 liter i systemet. Multiplicera mängden vätska med en koefficient får vi expansionsvolymen 2, 9. För en förenklad beräkning måste detta värde dubbleras. Dessutom, kom ihåg att expansionen av frostskyddsmedel är cirka 15% mer än vatten, och lägg till detta värde. Händecirka 7 l.
För en mer exakt beräkning av expansionstanken, använd formeln:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), där
V- den erforderliga volymen av membrantanken för värmesystemet.
Ve - volymen kylvätska som erhålls när systemet värms upp. Detta är summan av alla värmare, rör, panna.
Vv - volymen av vattentätningen i tanken. Med andra ord, mängden vätska som alltid finns i behållaren till följd av hydrostatiskt tryck. Cirka 20 % i små tankar och cirka 5 % i stora. Men inte mer än 3 år.
Po - konstant tryck. Beror på höjden på vätskekolonnen i systemet.
Pe - det maximala trycket som uppstår när säkerhetsventilen aktiveras.
Slutsats
Att beräkna en expansionstank är en enkel process tillgänglig för alla som är bekanta med enkel aritmetik. Det är bara nödvändigt att ta hänsyn till värmesystemets utformning, dess volym och typ av kylvätska.
