Zmogljivost za razširitev hladilne tekočine je nujen element ogrevalnega sistema. V procesu načrtovanja se postavlja vprašanje: kako izračunati ekspanzijski rezervoar za ogrevanje, določiti njegovo prostornino in dimenzije? Parametri bodo odvisni od več dejavnikov, ki jih bomo podrobno preučili v članku.
Za kaj je ekspanzijski rezervoar
Tekočina, ki kroži v ogrevalnem sistemu, se pri segrevanju znatno razširi. Za različne hladilne tekočine bo ta koeficient drugačen. Na primer, voda kot hladilna tekočina je veliko bolj učinkovita. Ima nižji koeficient toplotnega raztezanja in večjo odvajanje toplote kot antifriz etilen glikol. Povečanje prostornine je odvisno tudi od delovne temperature.
Za kompenzacijo povečanja nivoja tekočine v sistemu je vgrajena ekspanzijska posoda, katere izračun bo odvisen od:
- Količine tekočine v sistemu.
- Ogrevalne konstrukcije. Obstajata dve vrsti: zaprt in odprt. Za vsakega od njih se izračun prostornine izvede drugače.
- Najvišja temperatura tekočine v sistemu. Če izračun temelji na delovni temperaturi, bo velikost rezervoarja manjša, vendar je treba upoštevati izredne razmere, ko je hladilna tekočina blizu prehoda v parno stanje, kar znatno poveča njegovo prostornino.
- Vrsta tekočine. Uporablja se več različnih snovi: voda, antifriz, voda z dodatkom alkohola, olje. Za vsako od teh hladilnih tekočin bo izračun prostornine ekspanzijske posode drugačen.
Odprti rezervoarji
Trenutno se uporabljajo tri vrste ekspanzijskih posod. Najbolj predpotopno se uporablja v gravitacijskem ogrevalnem sistemu. Je odprt rezervoar. Nameščen je na najvišji točki in služi ne samo za zbiranje odvečne tekočine, ampak tudi pomaga odstraniti zrak iz sistema.
Takšno ogrevanje deluje samo na vodo, ker so ostale hladilne tekočine precej strupene. Njihova uporaba v odprtem sistemu bo povzročila zastrupitev s hlapi. Glavna pomanjkljivost odprtega sistema je zmrzovanje vode pri nizkih temperaturah. Takšne hiše pozimi ni mogoče pustiti več dni brez ogrevanja. Če se to zgodi, bo voda, ki se je razširila med zmrzovanjem, počila ogrevalne cevi.
Izračun ekspanzijskih posod odprtega tipa temelji na ekspanzijskem koeficientu vode, pri katerem je ta vrednost odvisna od temperature: višji kot je, temvečjo vrednost. Za izračun prostornine tekočine, ki se izpodriva med segrevanjem, morate koeficient, ki ustreza delovni temperaturi, pomnožiti s količino hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu. To bo dalo zahtevano prostornino ekspanzijske posode.
Na primer, če obstaja omrežje s prostornino 400 litrov vode, ki deluje pri temperaturi 75 stopinj, bo prostornina razširitve: 4000,0258=10,32 litra.
Za odprt sistem ni smiselno povečati rezervoarja, saj takšna zasnova predvideva obvod, ki je povezan s kanalizacijo. Vanjo priteče odvečna voda, če temperatura preseže nazivno vrednost.
Zapečatene ekspanzijske posode
Naslednja sorta so ekspanzijske posode zaprtega tipa. Uporabljajo se tako v gravitacijskih sistemih kot pri ogrevanju s prisilno cirkulacijo. Glavna razlika med zaprtimi rezervoarji je njihova popolna tesnost. To je bilo storjeno, da se prepreči stik vode z atmosferskim zrakom, ki vsebuje veliko količino kisika, kar negativno vpliva na stanje cevi. Presežni tlak se tukaj s pomočjo varnostnih ventilov odvaja v ozračje.
Izračun te vrste ekspanzijske posode je enak prejšnjemu. Vendar pa morate tukaj dodati količino zraka, ki se bo stisnil, ko bo voda prisiljena v rezervoar. Za razliko od tekočin imajo plini pomembno sposobnost stiskanja. Zato je prostornina zraka v rezervoarju lahko majhna - približno 30 % prostornine vode.
Kako deluje ekspanzijski rezervoar z membrano
Glavna sorta sodobnih ogrevalnih sistemov je prisilno ogrevanje z ekspanzijsko posodo membranskega tipa. Od običajne zaprte posode se razlikuje po prisotnosti gumijaste plasti, ki ločuje tekoči del od zraka.
Ko je sistem popolnoma napolnjen, tekočina v rezervoarju doseže najvišjo raven membrane. Med segrevanjem se hladilna tekočina začne širiti in, premagajoč upor membrane in zraka, se dvigne na zgornjo raven rezervoarja, dokler tlak stisnjenega zraka in tlak hladilne tekočine nista enaka. Če tlak proti zmrzovanju znatno presega dovoljene vrednosti, bo deloval varnostni ventil varnostnega sistema.
Pri izračunu ekspanzijske posode za ogrevanje zaprtega tipa se ekspanzijski koeficient popravi za uporabo antifriza. Poveča svojo prostornino za približno 15 % več vode.
Izračun zaprte ekspanzijske posode z membrano
Pri določanju velikosti rezervoarja z membrano lahko sledite preprosti poti. Če vemo, da je koeficient raztezanja vode pri temperaturi 80 stopinj 0,029, pa tudi prostornina sistema, je mogoče narediti primitiven izračun.
Recimo, da je v sistemu 100 litrov. Če količino tekočine pomnožimo s koeficientom, dobimo prostornino razširitve 2, 9. Za poenostavljen izračun je treba to vrednost podvojiti. Poleg tega ne pozabite, da je ekspanzija antifriza približno 15 % večja od vode, in dodajte to vrednost. Zgodilo se jepribližno 7 l.
Za natančnejši izračun ekspanzijske posode uporabite formulo:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), kjer je
V- zahtevana prostornina membranskega rezervoarja za ogrevalni sistem.
Ve - prostornina hladilne tekočine, pridobljena pri segrevanju sistema. To je vsota vseh grelnikov, cevi, kotla.
Vv - prostornina vodnega tesnila v rezervoarju. Z drugimi besedami, količina tekočine, ki je vedno prisotna v rezervoarju kot posledica hidrostatičnega tlaka. Približno 20 % v majhnih rezervoarjih in približno 5 % v velikih. Ampak ne več kot 3 leta.
Po - konstanten tlak. Odvisno od višine stolpca tekočine v sistemu.
Pe - največji tlak, ki nastane, ko je varnostni ventil aktiviran.
Sklep
Izračun ekspanzijske posode je preprost postopek, ki je na voljo vsem, ki poznajo preprosto aritmetiko. Upoštevati je treba le zasnovo ogrevalnega sistema, njegovo prostornino in vrsto hladilne tekočine.
